Bioelektrogenez. Elektro’tkazuvchanlik ionlarning muvozanat potensiali, membrananing stasiolar

Nurlanishsiz amalga oshuvchi o’tishlar
Bu xil o’tishlarni ikki turga ajratish mumkin:bir xil multipnetlikka ega, har
xil elektrolni qo’zg’alish holatlari aro Molekulyari nurlanishsiz o’tishlar, ya’ni
singnet- singnet (S1  So) va triplet- triplet (T2  T1) o’tishlar imkoni ham
mavjud bo’lib, bunday o’tishlar ichki konversiya deb ataladi.
Har xil multipnetlikka ega holatlararo Molekulyari o’tishlar (ya’ni S1 
T1, T1  So), bunday o’tishlar interkombinasion konversiya deb ataladi.
Energiyaning qo’zg’algan molekuladan atrofdagi boshqa molekulalarga uzatilishi
ham Nurlanishsiz o’tishga tegishlidir. Bunda elektrol energiyasi tebranma,
aylanma va ilgarilama harakat energiyalari sifatida uzatilishi mumkin.
Molekula tuzilishi nazariyasidan ma’lumki, Molekulyar orbitallar , n va
.-tiplariga bo’linadi. Qo’zg’anish paytida elektrol -orbitandan, qo’zg’algan *-
orbitanga o’tadi va bunday o’tish   * o’tish deb ataladi. Organik
molekulalarda ko’pincha   *, n  * va n  * -o’tishlar qayd etilib, ular
zaryad tashilish bilan bog’liq.
Elektrol qo’zg’alish energiyasining migrasiyalanishi
Energiya migrasiyasi qo’zg’algan molekulalarning S1 va T1- sathlaridan
amalga oshadi. Energiya migrasiyalanishi - energiyaning Nurlanishsiz, donor (D)
bilan akseptorning (A) kinetik to’qnashuvilarisiz isiqlikka aylanmasdan, atomlar
oralig’idan ancha katta masofaga uzatilishidir.
D + h  D*; D* + A  A* + D.
Energiyaning migrasiyalanishi bir molekula ichida yoki molekulalar
o’rtasida amalga oshishi mumkin. Birinchi holda, energiyaning uzatilishi bitta
molekula doirasida, uning xromofor guruhi ichida yoki ikkita bog’langan yoki
Nurlanishining takroran yutilishi dir. Bunday jarayon konsentrlangan eritmalar
fluoressensiyasining susayishida namoyon bo’ladi. Fotobiologik jarayenlarda
elektrolni qo’zg’alish energiyasining Nurlanishsiz o’tish mexanizmiga binoan
migrasiyalanishi muhim ahamiyatga ega.
Almashma-rezonans yo’li. Bu yo’l donor va akseptor molekulalari elektrol
orbitallarining bevosita qoplanish vaziyatida amalga oshadi. Shu munosabat bilan
D bilan A energiya jihatidan farqlanadigan elektrollarini ayirboshlaydi ("issiq"
molekula qo’zg’algan elektrol ini "sovuq" molekulaga berib, uning elektrolini o’zi
oladi). Donor va akseptor molekulalarning o’zaro uzoqlashishi bilan, migrasiya
ehtimonnigi molekulalararo masofaning 6- darajasiga proporsionan ravishda
kamayadi. Fosforessensiya spektrida umumiy to’lqin uzunligi sohasining paydo
bo’lishi bu xil migrasiyaning mumkinligini tasdiqlaydi.
Induktiv- rezonans yo’li. Molekulalararo ancha katta ( ~ 2 -10 nm)
masofalarda amalga oshib, qo’zg’algan D* molekula bilan akseptor
molekulalarning rezonansni ta’sirlanishi tufayli yuz beradi. Molekulalararo
tabiatan zaif ta’sirlashish yaqin chastotalarda tebranishga qodir xususiy
molekulyar ossilyatorlar juftini bog’lovchi elektromaydon vositasida joriy etiladi
(bunda molekulalar elektr diponlari sifatida qaraladi). Bu singnet- singnet,
triplet- triplet o’tishlardan iborat bo’lib, eritmalarda, ayniqsa, biologik sistemalarda ko’proq qayd etiladi. Fluoressensiya spektrida umumiy to’lqin uzunligi
sohasining paydo bo’lishi energiya migrasiyalanishi mazkur mexanizmining
mumkinligini isbotnaydi.
Eksiton yo’li. Bu yo’l kristalni strukturalarda uchraydi. Qo’zg’algan elektrol
ning bir molekuladan boshqa bir molekulaga tez "sakrab" o’tishi natijasida,
fazoviy yaqin joylashgan molekulalar guruhi (knaster)ning birgalikda qo’zg’alishi
sodir bo’ladi. Masalan, chala o’tkazgichlar kristalida qo’zg’alish natijasida,
elektrol - teshik jufti hosil bo’lib, bu xil yaxlit juftlar kvazizarrachalar (eksiton)
ma’lum vaqt yashab, birgalikda harakatlanadi. O’zida qo’zg’alish energiyasini
mujassamlantirgan eksiton tez migrasiyalanib, yuzlab, hatto minglab molekulalar
bilan uchrashib chiqadi. Energiyaning migrasiyalanishi fotodinamik effektlarda
ham yuz beradi. Elektrollarning tunnen orqali tashilishi, mexanizmi jihatidan
energiya migrasiyalanishiga yaqin bo’lib, jarayon o’zaro energiya to’sig’i orqali
ajrangan oqsil tabiatli tashuvchi - molekulalar o’rtasida amalga oshadi.
Elektrolning tunnel orqali tashilishi elektrol energiyasi donor bilan akseptor
o’rtasidagi energetik baryer balandligidan kam bo’lgan sharoitda yuz beradi.
Effekt sof-mexanikaviy tabiatga ega bo’lib, 0,5- 1.0 nm masofada amalga oshadi.
Elektrolning to’siq ostidan tunnel orqani o’tish mexanizmiga xos aloidanik
shundan iboratki, u hatto tuban harorat- suyuq azot harorati (77 K) va undagi
ham tubanda amalga oshaveradi. Bunday sharoitda arrenius mexanizmi asosida
kechadigan odatdagi fizika-kimyoviy jarayonlar "ishlamay" qo’yadi. Tunnel orqali
tashilish odatdagi haroratda ham sodir bo’ladi.