Теоретический анализ спектров ЭПР последовательных радикальных пар реакционных центров фотосинтеза

• Автор: Кандрашкин, Юрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РЕАКЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ ФОТОСИНТЕЗА. СТРУКТУРА,
СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Структура реакционных центров фотосинтеза
1.2. Методы исследования РЦ
Химические методы
Рентгеноструктурный анализ
Оптическая спектроскопия

1.3. Характерные значения магнитно-резонансных параметров и констант скоростей электронных переходов в РЦ фотосинтеза
1.4. Основные положения, принимаемые для моделирования спиновой эволюции в РЦ ФОТОСИНТЕЗА
Приложение. Определения применяемых химических терминов
ГЛАВА 2. СПЕКТРЫ ЭПР СПИН-КОРРЕЛИРОВАННЫХ РАДИКАЛЬНЫХ

2.1. ВРЕМЯРАЗРЕШЕННЫЙЭПР
2.2. Спектры ЭПР РП
РП в термодинамическом равновесии
Синглетное начальное состояние матрицы плотности
ХПЭ свободных радикалов
Смешанное начальное состояние спиновой системы
2.3. Влияние диполь-дипольного взаимодействия
2.4. Временное поведение сигнала ЭПР. Квантовые биения
2.5. Влияние релаксации на временное поведение спектра

ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ СИГНАЛОВ ЭПР РАДИКАЛЬНЫХ ПАР В РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРАХ ФОТОСИНТЕЗА В СИЛЬНЫХ СВЧ ПОЛЯХ
3.1. Введение
3.2. МОДЕЛЬ
3.3. ОБЩЕЕ ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ СПЕКТРА
Высокополевая часть спектра
Низкополевая часть спектра
3.4. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СИТУАЦИИ
Селективное возбуждение отдельного перехода
Магнитное поле в середине между резонансными линиями дублета
3.5. Область применимости приближения селективного ВОЗБУЖДЕНИЯ СПЕКТРА
3.6. Заключение
ГЛАВА 4. СПИНОВАЯ ДИНАМИКА И СПЕКТРЫ ЭПР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СПИН-КОРРЕЛИРОВАННЫХ РАДИКАЛЬНЫХ ПАР. МОДЕЛЬНЫЕ РАСЧЕТЫ
4.1. Введение
4.2. Модель
4.3. Поведение спиновой динамики на малых временах
4.4. Первичные радикальные пары
4.5. Вторичные радикальные пары
4.6. Последовательные пары в состояниях с разделенными зарядами в реакционных центрах фотосинтеза
4.7. Заключение
ГЛАВА 5. СПЕКТРЫ ЭПР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ СПИН-КОРРЕЛИРОВАННЫХ РАДИКАЛЬНЫХ ПАР
5.1. ПЕРВИЧНЫЕ СТАДИИ РАЗДЕЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ
5.2. Модель
5.3. Начальное состояние вторичных РП
5.4. Спектр ЭПР вторичных РП
5.5. КОРОТКОЖИВУЩАЯ ПЕРВИЧНАЯ РП
Сигнал ЭПР на коротких временах
Сигнал ЭПР на длинных временах
Форма спектра ЭПР
Возможность экспериментального наблюдения переноса поляризации с промежуточной пары на последующую в РЦ фотосинтеза
5.6. АНАЛИЗ СПЕКТРОВ ЭПР В СЛУЧАЕ ДОЛГОЖИВУЩИХ ПЕРВИЧНЫХ ПАР
5.7. ТРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ РП
5.8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

характер изменения спектров в зависимости от начального состояния спинов, параметров спин-спинового взаимодействия и ширины распределения локальных полей. Модель строится на основе положений, рассмотренных в главе 1.
Эволюция спинов РП в отсутствие релаксационных и диффузионных процессов определяется уравнением Лиувилля спиновой матрицы плотности р
определяет зеемановские взаимодействия спинов с постоянным магнитным полем и с внутренними локальными полями ка>А нНсов, обменное (/?,/) и диполь-диполъное (М) взаимодействие спинов пары в секулярном приближении, которое оправдано в сильных магнитных полях. Константа скорости к в уравнении (1) определяет скорость гибели РП, например, в результате перехода электрона на следующий акцептор.
Состояние системы описывается наиболее просто в базисе собственных функций гамильтониана. В этом случае диагональные элементы матрицы плотности определяют населенности соответствующих состояний, а недиагональные элементы описывают когерентные суперпозиции собственных состояний, т.е. когерентности. В пределе сильных магнитных полей гамильтониан (2) и оператор проекции спинового углового момента на ось магнитного поля коммутируют, так что каждая собственная функция гамильтониана характеризуется определенной проекцией углового момента. В этом случае можно ввести понятие п-квантовой когерентности для состояния спиновой системы, которое определяется недиагональным матричным элементом матрицы плотности, связывающим собственные состояния с разностью магнитных квантовых чисел равной п. Начальное синглетное состояние спиновой системы РП определяется через нульквантовую когерентность <2 = б’дхб'вх + АуВу, и продольный двухспиновый порядок Р = бАгЗвг [120]. Продольный двухспиновый порядок описывает неравновесное распределение населенностей с нулевой интегральной поляризацией, при котором наблюдаемая намагниченность отсутствует. Нульквантовая когерентность описывает когерентность между двумя состояниями с одинаковой проекцией спинового углового момента на ось магнитного поля. В частности, состояния 2 и 3 (смотри (3)) характеризуются нулевой проекцией

где спин-гамильтониан