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FT-Infrarot-Spektroskopie Stefan Zorn, Fajun Zhang, Alexander Gerlach Institut für angewandte Physik Tübingen Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie.

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Präsentation zum Thema: "FT-Infrarot-Spektroskopie Stefan Zorn, Fajun Zhang, Alexander Gerlach Institut für angewandte Physik Tübingen Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie."—  Präsentation transkript:

1 FT-Infrarot-Spektroskopie Stefan Zorn, Fajun Zhang, Alexander Gerlach Institut für angewandte Physik Tübingen Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie - - Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) eignet sich hervorragend zum Nachweis von chemischen Substanzen und der Bestimmung ihrer chemische Umgebung und Konformation - - sie spielt eine wichtige Rolle bei der Analyse von Oberflächen und - Substanzen - Ziele diese Praktikumsversuches: - - Verständnis des Messprinzips von FT-IR - - Erlernen grundlegender Labortechniken - - Umgang und Experimentieren mit biologischen - Präparaten - - Analyse von Spektren und Auflösungs- - verbesserung mit Hilfe mathematischer Methoden und Programme FT-IR Spektrometer als Interferometer Verschiebung der Absorptionsbanden durch Tausch H 2 O D 2 O Amid I Absorptionsbande von Papain Myoglobin - Sauerstofftransport im Muskel - vorwiegend α-Helix BSA -Aufrechterhaltung osmotischer Druck - vorwiegend α -Helix Papain -Verdauungsenzym - α-Helix - β-Faltblatt - Schleife α -Helix Schleife β-Faltblatt Untersuchung der Sekundärstruktur von Proteinen Sekundärstrukturanalyse - der planaren Peptidgruppe können 9 Schwingungsmoden zugeordnet werden (Amid A, Amid B und Amid I – VII) - insbesondere in der Amid I Bande (Hauptanteil C-O-Streckschwingung) lassen sich die verschiedenen Sekundärstrukturelemente gut unterscheiden - mit mathematischen Methoden (höhere Ableitungen, Fourier-Selbstdekonvolution,…) ist es möglich die sich überlappenden Absorptionsbanden zu trennen und ihre Positionen zu bestimmen - durch Fitten und Integration von Gaußkurven an diesen Positionen wird der Anteil der einzelnen Strukturmerkmale ermittelt μ Wahrscheinlichkeit der Absorption: Interferenz an zwei parallelen Platten im Abstand d Probenhalter für IR Transmissionsmessungen IR-Transmissionsspektrum der leeren Zelle bei verschiedenen Abständen der beiden BaF 2 -Platten Mit Hilfe der Messung der leeren Zelle kann die tatsächliche Dicke des Abstandshalters zwischen den Kristallplatten, der die Dicke der Schicht der Proteinlösung bestimmt, genau vermessen werden. H2OH2O D2OD2O Vor allem aufgrund der verschiedenen Masse von Deuterium- bzw. Wasserstoffatomen liegen die Absorptionsbanden von Wasser (blau) und Deuteriumoxid (rot) in verschiedenen Bereichen. Dies macht man sich zunutze um die Absorption von Proteinen in Lösung (Deuteriumoxid) beobachten zu können und auch die Reinheit des Deuteriumoxids festzustellen. Absorptionsspektren von Wasser (blau), Deuteriumoxid (rot) und einer Mischung beider (grün) Fourier Transformations Infrarot Spektrometer (FTIR) Vertex70 mit Transmissionseinheit Schematischer Aufbau eines FTIR-Spektrometers Im Versuchsaufbau wird ein FT-IR Spektrometer verwendet, es bietet durch seine Fähigkeit die Frequenz der IR-Strahlung auf den Wegunterschied in einem Michelson Interferometer umzusetzen die Möglichkeit alle Frequenzen auf einmal zu messen und arbeitet somit schneller, genauer und vor allem mit einem höheren Signal-zu-Rausch- Verhältnis als Spektrometer mit dispersiven Elementen Versuchsaufbau Physikalische Grundlagen der IR-Spektroskopie Je höher der Anregungszustand desto stärker Weicht das tatsächliche Potential von der harmonischen Näherung ab Jedes Molekül hat eine bestimmte Anzahl von Normal- Moden – voneinander unabhängige Schwingungen. Man unterscheidet Streck- (Schwingung in Richtung der Bindung) und Deformationsschwingungen. Ändert sich bei der Schwingung das Dipolmoment des Moleküls so ist diese IR-aktiv und kann angeregt werden. Hier sind die Normalmoden von Wasser und Kohlen- dioxid dargestellt. Proteinpuder und Laborwaage zur Herstellung der Proteinlösungen


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