Морские информационно-управляющие системы Май 2015, № 7 | Page 67

Сигнал, у.е. Сигнал, у.е. 0,30 para- ortho- 0,28 0,6 0,26 0,24 paraortho- 0,4 ortho- ortho- parapara- 0,22 0,20 0,2 0,18 40 60 Волновое число, см-1 80 100 Рис. 5. Панорамный спектр воды Milli-Q в диапазоне 0–100 см-1 в середине ХХ века (см., например, монографию [22]). Было показано, что для разных типов взаимодействия это смеще‑ ние составляет от ~0,5% до ~0,01% частот соответствующих переходов, что для частот молекулярных колебаний, лежа‑ щих в диапазоне 1000–4000 см‑1, является заметной вели‑ чиной. Однако для наблюдаемых в  наших экспериментах вращательных резонансов в диапазоне <100 см‑1 этот сдвиг должен быть порядка 0,2 см‑1, то есть сравним с шириной аппаратной функции спектрометра. Была проведена серия экспериментов, имеющих це‑ лью обнаружение влияния молекул белка на  резонансы орто- и  параспинизомеров молекулы в  жидкой фазе. На рисунке 5  приведен спектр деионизованной воды Milli-Q в диапазоне 0–100 см‑1. В спектре хорошо видны наиболее сильные в указанном диапазоне резонансы 79,8 см‑1 (парамолекула) и  88,1  см‑1 (ортомолекула) [13, 23], отмеченные стрелками разного вида. Данные резонансы относятся к вращательным переходам основного колебательного состояния пара- и  ортоспинизомеров молекул воды (404–313) и (414–303), соответственно. Здесь в скобках указаны враща‑ тельные квантовые числа J, Ka, Kc начального и  конечного уровней соответствующих переходов основного изотопа молекулы воды, взятые из базы данных HITRAN [13]. Отме‑ тим, что большинство остальных сильных линий спектра поглощения паров воды в диапазоне 0–100 см‑1 образова‑ ны наложением близких резонансов орто- и параизомеров воды [13] и поэтому менее удобны для поставленной выше задачи. На рисунке 6 представлен фрагмент спектра воды в ди‑ апазоне частотных отстроек от  73  до  91  см‑1. С  помощью данных базы HITRAN [13] все наблюдаемые в  спектре ре‑ зонансы могут быть отнесены к  вращательным перехо‑ дам нижнего колебательного состояния 74,1  см‑1 (514–505), 75 80 85 Волновое число, см-1 90 Рис. 6. Фрагмент спектра воды Milli-Q в диапазоне частотных отстроек от 73 до 91 см-1. Резонансы ортои парамолекул Н2О отмечены стрелками разного вида Сигнал, у.е. 0,15 88.1 см-1 (414-303) 20 79.8 см-1 (404-313) 0 protein 0,10 0,05 water x8 75 80 85 Волновое число, см-1 90 Рис. 7. Фрагменты спектров раствора белка α-химотрипсин (концентрация 17мг/мл) в диапазоне 73–91 см-1 и воды Milli-Q. Вращательные резонансы орто- и параизомеров молекулы воды обозначены разными стрелками 78,2 см‑1 (725–716), 88,1 см‑1 (414–303), орто- и 79,8 см‑1 (404–313), 85,0  см‑1 (946–853), 90,8  см‑1 (1275–1184) парамодификаций основного изотопа молекулы Н2О. Резонансы орто- и пара‑ молекул воды отмечены стрелками разного вида. На рисунке 7 приведены фрагменты спектров раствора белка α-химотрипсин (концентрация 17 мг/мл) в диапазоне 73–91  см‑1 и  воды Milli-Q. Для удобства сравнения спектр воды растянут по оси ординат в 8 раз. Вращательные резо‑ нансы орто- и  параизомеров молекулы воды, о тнесенные по данным [13], обозначены на рисунке 6 разными стрелками. No. 1 (7) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 65