Corso progressione verticale I - Giorgio Sartor · Il tempo richiesto per la sedimentazione è...
Transcript of Corso progressione verticale I - Giorgio Sartor · Il tempo richiesto per la sedimentazione è...
1
���������������� �����������������������������
�����������������������������������
������������������������� ���������������� �������������������������� ��� ������� ���������
���������� ���� ���!�����"�����������#�
������������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �
�� �����������
% &����������% $� ���������
' �����(�����' ������������' ���������������� ����(���� ���
2
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )
&����������
*�� ��������� �� ������� �� ���(������������ ����� ����+������� �������(� ����� �� ����� ��� ��� (���������� �� ����� �� �������� ���� ��(������+������� ����� ����� ,(����(��+������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -
&���� �������,(�����
% *���������� ���(����������������� ��������� �������,(�����������������������
&����.���
% /����������������(� ������������������� ��������� �� ����� ���(������(���� ����0���(�����(��(�������(���(���#
3
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !
&����.���
1�(����(����������+�����������������
�������� �������������������(� ������ �0������� �0�
�������������#
21 ���������1(.��� .0��3345
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4
��� �6 ������.���
% ��������� ���� ��(�����% ����% ���(��% 7�������% ������������������������������� % "�����8��� � % 2����� 5
4
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9
&����.���
% &����.��� ������' ����� ����(��������������������
����+������#
% &����.��� ��� � ' ������������������(����� � ��,(���#
% &��������������.���' 7������������ �������������������
���������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :
&�����������������������.���
% ��������
'��� � �; ������������
'�������+������������ �������,(��
'�������+,(������� ���,(������� �(���< � �������
% ���������
'7��(���������� ����� �� � �� ������������(���������
'/������; ����� �% =�;% "����% �����������(����% �����������(���% �����% 7�����
5
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3
$� ���������
% $� ������������' �����(�����' ������������
% =�����������
% $� ������� ���' ������������
% =������������% &�����
' ����������������
% �����������+��������������� ������(� ���(���0��� ������ ��������������(����������������������� �����������������������#
% ������������������������� � ��������������������;��� � ����� ���(��0����� ������(� ���(���0��� ������ ���#
$� ������������>�����(�����
?�����>������; ���� ���#
6
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��
�����(�����
% @�� ����(���< (���������������������� ������(� ���(��� �0���� (� ����� ������ ���>�
% ��������������������>
% ������
% ����;
% A����
% 1�����>
% /������(������������������������; ����������� ����������������� (������������
% ��������������������� ����(� ��������������������� �������������������������������������� �; 2������ ����(��5#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��
7���� ��������� ����(�����
��������
������������������������ ����� ����(�����
��� ������2������5
����������
���������� ���������
7
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)
�����(���
% �����(�������� � % @���� ����(��
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-
������ ����(��
% 7�� ����� ����(���2�5�< �������>
% �����ω < ������� �; �������������������������B� ��
� < ��������������+��������������#% �������������������� �; �������������B� � 2��15>
% 7�� ����� ����(�������,(�������� ���>
rG 2ω=
602 RPM⋅= πω
rRPM
G ⋅⋅=3600
)(4 22π
8
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!
������ ����(����������
% 7� ������ �� ����� ����(��� ���� ��������� ��������� ����������� �������� 2��A5� ���� �(������ ������ �������������������23:�� �B� �5>
% ���������>
rRPM
RCF ⋅×
⋅=9803600
)(4 22π
rRPMRCF ⋅⋅×= − 25 )(1011.1
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �4
C���������
% D ,(������� �� ��������(� ������ ����(���������������(��������������(�� ����(������������(���� ��(�������� ������(��������������2�5����(�� ��������� �; ����������2���5� ��(+������ ����(������(�������������#
9
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �9
/��� �; ������������
% *������ �; ���������������(������ ��������� �������0������� ������� ������������������ ���������������������������������������������.��>
gr mpp ⋅
−⋅⋅=
ηρρ
ν)(
92 2
/��� �; ����������������������� ����
��� � �������� �����
��� � �������
/� ���; ���������
������������(�������
�����������������
���������������� ����
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �:
/��� �; ������������
% ���(������ ��������(������; (�(������,(��������������>
% C����< ����������#
0
0
=
=−
=
νρρ
ρρ
mp
mp
10
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �3
$�����������������
% 7�����������������������������������������+��������������������������.��������(������>�' � E�����������������������(���� ���' �� E������������������������
1
222 ln
)(29
rr
rt
mpp
⋅−⋅⋅
⋅=ρρω
η
��
�
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��
����� ����������������
11
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��
�����(�����25
% $� ��� ����(�����>' �����(����������������' �����(�����������' �����(��������� �' �����(��������� � ���������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��
�����(����������������
% ���+���������� ��������������(���(�������������������2�50���������2F5�����������������(��������������������������������������;#
$������� ����(�����
���
��� �
���(��
�������
���� ����� ���
���� ��������
���� ��������
� F
12
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)
�����(�����������
% ���+���������� ��������������� ���������������������������2�50���������2F5�����������������(��������������������0����������������; ������������; ���������#
���
��� �
���(��
"��
����
����
��;
������
���� ����� ���
���� ��������
���� ��������
� F
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-
�����(�����������2 �� �����������(��� �����5
�# 7��������0������������������� �;0����� �� ���� �������������������������#
&# 7����������<�������
�# /��� �� ������ ���������� ����#
�# 7�������������������������� �; ���������������������#
=# 7�����������������������������������������(��(�����(����������G ����#
� &
� =
�
13
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!
�����(�����������2 �� ����(����������5
�# 7����������< �� �������������#�
�# ���������< � ����������������0�������������������
)# 7�� ������< �����������(���������; ����������
-# 7�� �����������������������
!# ������������������� ��������������0��
4# 7��������������������������(�������������������� ����
9# *����������������������(�����(���������������� �#�
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �4
�����(��������� �
% ���+���������� ��������������������������2�5� ����������; (�(������,(��������������� ����� ��������������������0���������2F5�������� ������������������������; ����������(�(�������������#
� F
���� ����� ���
���� ���������� �������������������
���� ��������
���
��� �
���(��
14
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �9
�����(��������� � ���������
% ���+���������� ��������������������������2�50��(�������� ����(�����������������������0���������2F5�������� ������������������������; ������������(�(�������������#
� F
���� ����� ���
���� ��������
���� ��������
���
��� �
���(��
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �:
"��������(���������H� �(�
15
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �3
�����
� I rotori ad angolo fisso hanno piccole differenze tra rmax e rmin
� Il tempo richiesto per la sedimentazione èminore per rotori ad angolo fisso
� I rotori ad angolo fisso sono più pesanti e necessitano di una maggiore energia per operare
� I rotori a bracci mobili (Swing out) sono da preferire per centrifugare cellule e particelle
� Per sedimentare macromolecole e particelle fini si usano rotori ad angolo fisso
� I rotori a brazzi mobili sono da preferire per la centrifugazione su gradiente.
Rotore ad angolo fisso
Rotore swing-out
rmax - rmin
rmax - rmin
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )�
�����(���
% �����(�������� � % @���� ����(��
16
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )�
�����
% ����������������A���
% ��������H� �(�
% ������������
$� ������������>������������
�� ����� ��������������� �60������0������������������������� ����
�� ����#
17
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ))
1����� ����������
% *������ ������(� ���(���0������ ������ ����2������5������� ������������� �� �0�������� ���������� (����,(����������������������������������+���� ����#
% 7���� �����������(�����������������; ���(���� ������ �����������(���������������������������������; ����(������������#
% *���(������������������������� ��#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )-
1����� ����������
=I@7*7&�7?
A��=���$�F7?C��7�
A��=��1?&7*=
� &
� &
18
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )!
������������
% "�����������' ��������������������������
% � ������ �' ��������������������� �� �
% ��������;' ����; ���������2�� ���5
' ����������������� 2J� ���5
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )4
����� �������������� α
% 7�� ���� ����������������������(�����0�α, <������ ������������������������(�������������(����������������������������,(���������(�������������������#
α E�������(�����������α E�����(������������
19
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )9
"�����������
% *+������������������������������������� �������� �#
% *������ �������� ��< ��������� �������� ��������; ���������#
% *��������������� ��� �������������� ����������������������(�������������������������#
% ���(��������0������������0��������� �� ��������� ���� �� ��(����(�������(����������/�� /��(���2���(����(���5#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ):
Gel filtrazione
20
���� ���� ���!������#� $� ������� �� )3
Gel filtrazione
1��� �������� ����������� ��� ��������� ��������������(������������� �/�� /��(���2���(�� �(���0�//5
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -�
"�����������
%/������'����� �'���������
% �������'&����� ��� �; 2� ������(�5'���(������� ���
21
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -�
�������������� ������ �
% ��������������' ���J �������������7�2������
(��(�;5�����������< �� ����������������������� �������� ������� �#
' *+��(��� ������ ��K�� L� ��� �������������������J 2�G��� ������ ���������5#
% ���������� �����' ���J ����������7�2������(��
(�;5�����������< �� ����������������������� �������� ����� ��� �#
' *+��(��� ������ ��KC�ML� ��� ����������������J#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -�
�������������� ������ �
22
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -)
�������������� ������ �
% /�C$�""7' ������������(�0' "����,(���; ��
�������2� !��������������������50
' 1��� �����������(���0' ������������
�������0��������������������#
% �/�C$�""7' ��������������������J ��
� ������������������� ����#
' �N��(N��������� �������� �6 ���� �����������������������������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� --
�������������������;
?J
?J
?J
??J?
?J
?J
??J
����
&�� �����������*����
23
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -!
�������������������;
% @�������������������; ��������������<���������������� �
% *�����������������������������������������������������(���� ����
% *���������������������O������P ��#
% *�������������������������(�� (�����(�����(�����������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -4
����������
% "����������� ������������������������������������������������� �����#�����������������������< �������(���� ���������������; ��(������>
% $�"' "�$�2��(����� �
���������5' 1&��2�������� ���
�����5' ����' ��� J�
% *7"�C�?' "�(�����
' 1������
' ����' C ���0�F �
% *��������� ��������������� ����������������� ������������������; ������������������� ����#
% *��������������������������������������������������� ������������������� ��� � �#
24
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -9
�������������������; ���� ���
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -:
�������������������;
% /�C$�""7% ���������;0� ��������
���� ��������+���������µ10�1 ��� ����1#�
% *�������(������(���>% ��������������������
2���������5
% �/�C$�""7% *+����������� �
������������������ ��� �;
% 7����� �������������(N���������(�����(��������
% *+��(��� �(N�� �������(���(��� ��� � �
25
���� ���� ���!������#� $� ������� �� -3
������������������������������� ��2J7�5
% D (� ���� �� ������������ ���(������ ���� ��� �(�� ����� ��������0� ��� ������� �(���� ����� ������ ����� ������ �; ���(���� �#
% 7� ���� ��� ����� � �������� ��� ��� ��� �������� ��� ����������� ��0������������������ �����+ � ,(��������
% ��� ������� ������ ��Q ��� �������� ���� ����� 2O���������P5#�C����� J7�� ,(����� ����� ��Q �������� � ������ ��� �������� ��(���������������� ����(��������(��������� #
% D (�� ������������ ��� < ���������� ���� ���� ��� ������������������������� ���������������#
% *+��(��� �(N�������������� ��������� ���� ��� �������(�������O����������P �������������� �2$H�� ��0�$���R ���5#
% ���������������>' � �� (� ��� ��� ����� �� ��(��� ������� ����� ������
����(�����#' �� < ���� ���0� �(N� ���� ���� ���� ��� �� (�� �������
�������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !�
*7"�C�? ������������� �
������
*7"�C�?
������������� �
������
1��� �����S� ,(��������������������������(���� �������� �
1��� �����S� ,(�������������(��������������������� �
������(���� �������� �
?? �J)
?J
??
?J
�J)
??
?J �J)
�J)
�J)
??
?J
&(�����������
? �����������
A�����������
�� �����������
26
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !�
A������������������ �
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !�
$�������� �(�������
% ��������� ����� �������������������� ����������������� ���(������ ����(� �������� �� � ���������� �� )04 ���� * ���������#��������� ����� ������� �������������0������������* 2 ���� �.�� �� �0) ��������������50� �(������0� &� "��� �#��������������������*������� �(������ -�����.�#
% �������� � �������� �� (�; ��( ��� ��� (��� ��� ������ β �0-#�$�������� �����������������(�� � ������ �� ����������������+(������ �������� ��� �����������0���(��������,(���������������������������#
% ���������������������(�����( ����(�����������β �04����������������������!���������������������#��7� ����� �� �����������������T#�*��������; ������������������������< �������������������������� ������������������(�����������+����(������������ �� �������(�� ���� ������#�*������� �(�����#9 :���.�#���������������������������������������������������������7������� ��� < �������� �������� �� �������(�� ��C0C+ ���������� ������#�*������� �(����� :����.�#�7���(�����T�+ (����� �������� ����(�������������� �����������������������������#
27
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !)
$�������� �(�������
% �������������>������������ ���������C0C+ �������� �������2,(���+(��������������������������������� �� ��5#�=+��������� ����� �� ����&� "���0� ���������� �(���������#����-���.�#
% ��������� ����������������������� ����������#
% �����������������������������������+ � ��������� �#�7��������(����������2� ?J5�������������� ���������������� �#�7�������� ������(N �������������������������� ���� ������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !-
1��� ?
?
??J
�J�?J?J
?
?
?J
?
�������
CJCJ
??
�J�
�J�
�
?
?J
?J
?J
?
?
?J
?J
?
?
?J
?J
?J
?
?
?
?
?J
?J
?J
??CJ
CJ
?
?
?J
?J
?
?
?J
?J
?J
?
?
?
����� ���U
?
?J
?J
?J
?
??
?J
?J
?
??
?J
?J
?J
?
?J
?
??
?
?
?J
?J
?J
?
?J
?J
??
?J
?J
?
?J
?
?
�������TU�
�� �
28
������������� ������ ������ �
������������ ��� ���
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !4
Una proteinasconosciutaeluisce a 170 mL:
40,000 Da (40KDa)
�������������������� �����
29
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !9
*+�������������������� ������������������������������������������ �
1������� ����������1
% ��T��� �������T" �! ���� !���% ��T��� �������T" ��� !��� :��0���% ����� ������� &� ��� � 4� )��� 4�0���% ������� &� ��� � �!��1 ��T��4 �!��T���4
% *������ �; �����������������' ����(�����
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !:
*�� ������������ ��������������� �
% "�����������'1�����������������
% ����� ������ "���=�� ����������'����(�����2��� ��"=�5'C������(����
30
���� ���� ���!������#� $� ������� �� !3
=�����������
% �������+�������(� ����������� ������ ����� �� ����������������+������������������������#
% D (���� ���������(�����C�*7$7�� ���� �����=����$7/�#% D (�������������������������������0�������G (�����
�� �� �
A����������� ��>�� A�� E�,�B =�2 �� ��B ����������� ������ ���A�������������>�� A�� E���B��2����������������B ���� �;5A��������������> ��E�4π ��η 2��E������0�η E �� ���; ���������5
% I(��������� ��>
,�B =�E���B��,
��E��V B =��
�����������,�����; ������������ � >����µ E���V E���V
=�����������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4�
�(�� ���� �(�����
=�������������(��(������
31
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4�
����� ������ "���=�� ����������2��"=5
% � ��������������2�(������ �5
% C0C+ ��� ������ 2&7�5���� ���
% ���������������� 2���5��������� ��
% C0C0C0C $�������� =�������� 2$=1=�5
������������� ��
�J�
?
CJ�
�J�
?
C�J�
�J�
?
C
J J
2CJ-5���?:
C
C�J)
�J)
�J)
�J)
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4�
������������
�J�
?
CJ�
��?: �?-
�?- J��
?
CJ�
�?CJ� �?CJ�
�?CJ�
M$=1=� $=1=�
�J�
?
CJ�
�J�
?
C�J�
�J�
?
C
J J
��?: �?-
�?- CJ
CJO
OCJ
CJ
O
O
J�C?�
J�C?�
M$=1=�
M
32
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4)
=�����������
% 7������������� ������������� ����������������������������������������������������2 �� ������������������JW:5��������+����#
% *��������; �������������������������������������������������� ���0�,(���������������������������G ���������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4-
���(��(����������
% 7������ ��������(���������������� � ����������� ������ ������������J
% �(� ���>' I(�������������������������������������������������
������0������������,(����������������������������������������������������������� �����#
' *�� � ����������� ������ ���� ������������;�����������������#
' 7���J < ��� ��2:#)5���������������������������������� � ��� �6 ������������+����#
% ��� .� ���>' J��(�� � ����������� ������ �����2-#!X5����< ��
�J 4#:����������������������+���������(�����������������������(� ������������������ ������ ����������� �#
' /��������������������������(����������� ��������������#
33
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4!
���(��(����������
��� .� ���
�(� ���
�������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 44
�������; ���������
&�� ������ E!X
Y��!#���W�!
��#����':�#������ �!
��#����'�!�#���!�'��
7���������������
���� �������������
X�� ����������(� ���
34
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 49
��� ��"=
% *������������(����������� ��������������� �������� 2���5������ ���������(���������������������������� �����(��� �� �� ���������#
% ������������������������������������ ����#
?�?� C�
M���
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 4:
��� ��������(����
35
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 43
����������������������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9�
��� ��"=
% �����������������������(����
36
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9�
�������������"=*
% 7�������(N�������� �������� �>% ��������2&�G ����������0������+����5�% 1������
' ��� �#�*��0��#�*�������#�&����>������������>������ �(��������������������(������ �� �(����� ����� ������� ����Z�"�����#��������2�3:95��440�)�) )��Z�
' ��� �&�(��J0�&��� J0�"�����J[#�7���������������������������������0��C������C�������� ������� ����#�$����������� 2�3:95�:0�3) 33#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9�
�������������"=*
% *����������������������������������(�(��(��������G �������2��� ���(����5���,(�� ��������(������� ������� � ' \����� ������
37
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9)
\����� ������
�# ��������(���� ���(����
�# �� �������� � ���������������
)# �� �� ����� �(����� ��(�
-# �����; ����� �� �������( ���( �� �����������
!# (����������������� �
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9-
��(�����
*����>���������������� ����*���� 4>� ����
����������������)������-������!�������4
38
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9!
��(�����
$� ������� ��>����������������
7�����������(���������
39
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 99
�������� ���
% $(���� ��� �������� ���� ������� ����� ��(���������������������� ������#
% *+����������� �� ������ ��� ������ �� (������ �����(N������ ����������������� �� ����� �� ��� 2�������; ����� �������� �� ����( ���5���������� �� �� �#
% *+����������� �� �+������� ������� ���������������(�������(��(������������� �����8������������ ���(��������(�� �#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 9:
7��������������������������
�����R
*( ��@����/������
*( ��/����
�������7��������
����
������������ ��
"(� ����2�������� ����R5
)B���� )B���9�� ) ���
�#!B���! �B���!�B���� )B���
2��� )��5
$������������� ��2�������� ������� ��5
9#!B���- )B���--B��� :B���
2-�� :��5
/�����0�������27�5
)B���- )B������) ��!
�� ( �����0���������� �
2C1��' =��5)B���� )B��9��4 ����
� ��������� ���������
νννν ����λλλλ ���
40
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 93
�� �����A��. ����>
%��������������� �����&'&�("�#)"�!"��'�)*)'&$�������
���������������������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :�
*���������������� ��+%������������,�����-./
��
��
$�
����������
A�(���� ���
A������� ���
7���������� �����
�������������
=��
��
����������������
������������������ ����
����������������
41
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :�
*���������
% D ��������������������� ������+����; �������( ��2��������������������5���(�����������(��������+���� ��� ���� ���� �����#
% ���(�����(����< ����������� �� ���������������( ������O �����P �����������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :�
*���������
% D ��������������������� ������+����; �������( ��2��������������������5���(�����������(��������+���� ��� ���� ���� �����#
% ���(�����(����< ����������� �� ���������������( ������O �����P �����������
42
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :)
*�������*������ &���
*������������ � < (���(���������������>
] E���� �������� �ε E���������� � ��������(������E� � ��������
)� )
0
10
;0
<<
=
T
II
TcT �ε−= 10
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :-
*�������*������ &���
���������
)� )
0
AcT
T
T c
===−
= −
�
�
ε
ε
1loglog
10$���������
43
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :!
*�����(����
% ��E��������% 1�E����������
������������O �����P% ��E� �����% ��E����������
)� )
0
�
1 ��
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :4
*�����(����
% �����������2���������5
)� )
0*������
�
A����A��� ���(��2��������5
44
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :9
*�����(����
% ���������������� @/8/7�' 1�� �����
)� )
0
�
A�������� �����
)
1�� ��������
A������� �����
@/
/7�
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ::
*�����(����
% ���������������� @/8/7�' �����������
)� )
�
A�������� �����
1�� ��������
@/
/7�
&
45
���� ���� ���!������#� $� ������� �� :3
*�����(����
)�
)��
1�� ��������
@/
/7�
&A�������� �����
% ���������������� @/8/7�' �����������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3�
�������
% �� �������' $������������' $����������
% $�����;% *(��������+���% �������
46
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3�
�������������������������� � ��������
% 1�(�������������:���' ���� ��������
% 1�(��������������!��' *����������� �
% 1����������' &(����' A�� *�H��' � ���� � �' &������� 2��G ����������5
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3�
���� ��������
����������������
21 � � �5
*(��������+���
!4���93#:��$�������
�-���9-#4��$����
�39�!9#-��A������
47
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3)
���� ��������
% =��� �������� ���� ����������������������(������������(N��������������������(������+��������������:���>
E
C(�������$�� × ��:��M�(�������$�� × !43�
����� ������
�������1����� ��������� �����
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3-
1����������
% &(����>' �(�?- ����������� �' A���������� ������������ �
�������������� ' �������������!!���' 7������� �����CJ-
M
' ������( ������(M���������(������������������� ��������
% A�� *�H��' "�����(M ��( ���(���� ����
��� ������������������(��� 2����������A�� �� �����(5
' �������������9!���
? CJ
CJ
�(
CJ
CJ
?
?
?
48
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3!
1����������
% � ���� � � 2&��5�' "�����(M ��( �����^� ���
� � � �������������!4���
' ����� ����������
C C
�?? �??
CC
�?? �??
�(M
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 34
1����������
% &�������' ��������(�������������
��������&�G ����������U
������ �������� ����
' ������������#!���)�������� ������������ �� ������������������ ���
C�?)
��J!
�J)
CJM
��J!?
C
�?)
��J!
�J)
49
���������������(���� ���
@��� ���G �����������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 3:
$�����������
% *+����������� �� �( �� ��� ������ �� (������ ���� ��������� ��� (� ����������� �������� ��� ����(���� (� ��������� ��� (�������� ����������� ��� (�� ������ � �����2���������� ����5#
% @�� ������ � ����� ������� ������ (������ ���� ����� ��� �G ������ ������ � ��������������� (�� ����� �� ������������������������������ �������������������������������( ��2������������������5#
50
���� ���� ���!������#� $� ������� �� 33
=������
% *�� ������� ������� ��� ���������������������������→ π_���π → π_�2��������������� ���� ��������������σ5#�
% "�� �������� ������ ������������� �� ��(���� ���������������������������π#�
% *�� ��(���� ���� �� ������������������� �� ������� ��� ��� ����������������π_�→ π#
#�� ���
*�����σ
?�������
*�����σ
*�����π
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
*��������� ����
% *+����������' A��������������
������� ����
% *+������' �� �������������
������� ����
M + hν M∗
v = - kR [M*]
d[M*]/dt = - kR [M*]
M* M + hν'kR
51
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
��� ������.�
% .� < ��� ������� �� ���� �;������ ������� ���� ������� ������ ������� �������������������� �� � 2���������7�����5�#
����� � �����!�"# �$���� � ����� ��!%"���& ���� #�$
d[M*]/dt = - kR [M*]
M* M + hν'kR
kR = 1/τR (s-1)
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
��� ����������
% A�(���� ��� .� E���: � �
% A������� ��� .� E���� ��- � �
% 7���������� ����� .7� E���: � �
% ������������� .�7 E����) � �
7� ��� ���� �� �������� ���� ��� ���������� ���������������+��������������� ����+��������0���� �����������0� ��� ���N� ������ �� �6 ������ �+���������� �����0� �< �+� ��������� ������ �� ������������� ����������������������#
52
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��)
��� �������������� ������
% ?������� ������������������������ �����0��������� ���0��������������0� �������� �������(���� ����2���������������5#
% 7����(����,(������� ������������� ���������� ��������������������0�,(�>
�!��"# �$����'$�$��� # ����( #��$� �� !��"# �$����'$�$������$�)���
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��-
7�����
1
1�M��νS.�
1�M��ν
1�M�. ��
.�7
1
.7�
I
1_I 1�M�I.,KIL
12$&(3)&�
• Il rapporto tra fotoni emessi ed assorbiti è il rendimento quantico della molecola.
Φf = quantum yield
53
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��!
� E�,(��(������
• Il quantum yield (rendimento quantico, efficienza quantica) della molecola.
Φf =Numero di fotoni assorbiti
Numero di fotoni emessi
0 ≤ Φf ≤ 1• Per Φf = 0 la molecola non è fluorescente (in quelle condizioni).
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��4
7��(�����
% ������������������% ������������
*�� ���������(������ �����,(������(N��������������(���� �������>
54
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��9
������������������
% ��������������(��� ������ ������� ������; ������7�
% 7� ����������������� 2�,(����5
1
1�M��νS.�
1�M��ν.�
1
.�E�.7��M�.�7�M�.,KIL�M###
.
4�������� �
"����������
����������� ����
�K1_L8���E�.��K1L��ν� �2.��M�.5K1_L
�K1_L8���E��Z��.�K1L�ν�E�2.��M�.5�K1_L
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��:
������������������
7� ����������������� 2�,(����5
.�.�K1L��E�.�2.��M�.5�K1_L
Φ� E
E
.�
.��M�.
.�K1_L
.�K1L�
.�
.��M�. fotoni assorbitiper unità di tempo
fotoni emessiper unità di tempo
55
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��3
����������������
��E.
.̀��M�.7��M�.�7�M�.,KIL�M�###aE
.��E�
2� �5τ�
.
.��M�.
E�
.��M�.
.
.��M�.
EΦ��E τ�
τ�
τ�
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
7���.����(������ ������(���� ���
% @������ ����< ��(���� ����,(���>' J��(�����������������������2(���������0�� ��π,
����(���(��������� ����5Z' *��������� ��������(�������������2������������
������� ����5Z' *��������� ���������������� �����������������
����������������#
% �?1�?�$7���?1�$7�7bbb
56
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
�������������(���� ��c
% 7���� � ������� ���������������>
Perilene
PireneAntracene
FenantreneNaftaleneBenzene
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
=���������������(����(������(���� �������������
CH3
�:�:! �4!���9� )��
)�� -�!
)�� -��
λλλλ*�+ λλλλ����#������
��
��9�9! )-!
���9�9� )��
� �� �� �� �λλλλ*�+ λλλλ����#������
Cl
I
OH
O
NH2
NH3+
57
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��)
&����� ��� ��(���� ��c
CJ)M
?
CJ
?
CJ)M
?
?
CJ)M
?
?J
?
CC?
C
?J
C
CJ�
?J
?�??J
?�??J
??
?J
C
?J
CJ�
?J J
CC
C
?J
CJ
?
? �J)
?J
�J)
?J
? � ??J
?� ??J
?
?
?J
C
?J
C
CC
CJ�
����������+5/ ��������+6/ 4������������+�/
&"%34"%
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��-
c������������ ��� ��(���� ��c
C1�
C
C
�J)
?
??
�J)
�J)
C�J)
?
?
�J)
�J)
�J�
�J) �J) �J)
�J)
�J)
J
�J)
�J)
�J) �J) �J)
�J) �J)
�J)
�J)
�J)
CJC
CJ C�J)
�J)�J)
�J)
??J?J ?
�J)�J)
?J?J
(���������
β7��������
$������������
�4�
58
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��!
c������ ������(���� ���(������������
CC C�J)
�J)�J)
�J)
? ??J
�??J
? CM
C
�??J
�J)
�J) �J)
�J)
C�J) �J)
�?���
C�?) J
CM
�J)
CJ�
CJ�
?J
CJ
CJ�
CJ
CJ
CJ�
"������������������4����������
���������#
%����� "&�
&�
#����������������
&������
%"�)
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��4
���(�������
% A�(��������O���� �P>�' �������>� ��(��+�������������������8����/#' 1�(��>�� ��������������������#
% A�(��������O��� �P>' �������>��(������+!���9�������������������9�������������/�
' 1�(��>����������������(���� ����2τ�5#
59
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��9
� �������
% ��!>����G ��(�#% ���>���(������������������(���� ���#% ���d>�� ��� ���0����(��� ���0��������
�(���� ��������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��:
"����������3�d
�������
#������� ��������� ����
#������� ������������
��,�� ���-� ���� ������ ���
.�����
'�� /�
60
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��3
A�(������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
"����������$
�������
#������� ��������� ����
#������� ������������
��,�� ���-� ���� ������ ���
.�����
'�� /�
'�� /��
61
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
*��O�������P
% /������������������������(����� ����������������� ���(���O (������P ������������,(���������������������#
% ������������,(�����2��������<��� �����+@/50
% 1�� ��������������������;2�����5���,(�����< 2����������5���(���� ���#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ���
"�����������d
�������
#������� ��������� ����
#������� �������������-�� ���
��,�� ���-� ���� ������ ���
.������, ����
'�� /�
����0��
����0�������-�
62
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��)
1 ��� ��������(���� ���
�# *������&# A�������� ������# �������������������# ?�������=# ?������A# A������������
BA
F
D
E
C
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��-
1 ��� ��������(���� ���
63
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��!
��������(N���������(�� ��� ��������(���� ���
&�( ���7������������C�#����� �� �����
��(���� �������������� ��������#
/���� �� �������(���� �����������������(�(��#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��4
������������������������ �����
% *�������������������(�������������������' �����������< ����������������� �������( ����
�(������������������������ �#' = ������< ����������������� �������( ��
������������(��������(��������+���#
% I(����(������ ������������( ����� �� ������������ ��������������#�I(����(������ �������������������� ��������( �#
64
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��9
�����������������������������
% 7� �����������������������������2.5�������� �+������ � (�(����� ������ ������� ����#�
% *+������� ������; ,(�� ��� ������ �G������2���������(��������+���5#�
% *������������������< ������O���.��+ ����P#
=�E��νZ��ν E� 8λ
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��:
$������������� �
% ��� ��� ���(������������ ������ � ����� <����� ����� ����������������� �� ��������(������������� (��������� ��� �������� ��� ������ �� ��� ����������������#�
=
��� E���
�
�
65
���� ���� ���!������#� $� ������� �� ��3
������
% 7�� ������� ��� (�����(��(��� �������0��� � ���� ��������� ���(��(��� ����� ������� ����0� �� �������������� (����#
*(��������S���
300 350 400 450 500 550 600
7��
��;
�����(��
�� �
��
�2@#�
#50
20
40
60
80
100
���������� =�����2A�(���� ���5
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)�
$�������������� �
% ��� ��� ������ � ������(�� �� (������(������� 2 ����� ������(��(��� ������ ���� ���0��������� ������ ����������� � ����0� �� <������������� �� ������������0�� #5�������������������� ��� (����� ������������������ ���������������������������#
=
���
���
�
66
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)�
������������2��J5
*(��������S���
250 300 350 400 450 500 5507
����;
�����(���
� �
���2@#�
#50
20
40
60
80
100
����������=�����
2A�(���� ���5% 7�� ��J� �(N� �(����
(�� ��������������7���� ����� ������� ����#� *�� ���������� ������� �� <��� (����� �� ,(����� ��� �����#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)�
�����������������
% �� (������� ��������������������(���� ������������������������������������� ���������������>' ��������� ������' ����
67
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �))
��������� �������������
% �������������������J�?� ��λ�TE�))9��% C����� ����������� ������ �����(�����< ����� ���>������ ���������� ��
�������#�*����������� � �������λ ���� ��(��� ��������(����(����<���������� ������������(��(�(��������������������������#
*(��������S���
300 350 400 450 500
7��
��;
�����(���
� �
���2@#�
#5
0
5
10
15
20
25
30
�������� ������
����
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)-
*����(���� ���������������
% ���������������2���(���5>' 7�������������������Z' ���������������������(����������� �� ������
�����Z' ��������������Z' I(� ��Z' ������������������ ����#
% ����������������2�� ������ �����8�����(��(������������ ����5>' ����������������������������(���� ���#
68
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)!
�����������(��
% ����������������' ����(����� ������ ���( �����(��������+����
��������������(��� ������������ �����������������#
% ����������� �����' �����(��� ������������ �����������
� ���������������������(��������+����������� �����������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)4
�������� ����������������
% ����������������>' λ�TE�)-���0�
� ���������+����������)9��� ��!!���
% ����������� �����>' � E�-)���0�
� ���������+� ����������!��� ��-����
*(��������S���
�!� )�� )!� -�� -!� !�� !!�
7��
��;
�����(���
� �
���2@#�
#5
�
��
-�
4�
:�
���
����������2= �����5 =�����
2A�(���� ���5
69
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)9
7�������������������
% 7����; �������������������' 7����� �� �Z�' ������������������ ����Z' ���������������������������Z' 7�������� ������������ ���Z' �� �������Z
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �):
�������������������������
% �� �� �����������(����>' ������������������������ ��(���8����(��(���#' *( �����(�������+��� �0��� ���������
��� ������� 2���������5#
% �� �� ������ �����' =��������������������27�� A���� =��� �5#' $�����;#
70
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �)3
������������������(��(�����������������
�������
��������
��� ����������������
!X
3!X
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-�
�����������������������; �������������
�������
������Φ��≈ �
��� ����������������
!X
3!X
71
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-�
7�� A���� =��� �
���������(����≤ �#�!
������� � ��������W��#�
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-�
�������������7�� A���� =��� �
% ��(�������� ������2�(����������(���� ���5#
% �����������������(���� �������������������+����������#
A E�A� _��� A(λex) + A(λem)
2
72
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-)
$�����;
% ����� ������������� ������0��G ����������(� ����������������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �--
��������������
% �����(��' ����������������
% �������Φ� E�Φ��B 2�����8������5�B 2���8��5�B 2η�
�8���5
����>�Φ�� E�,(��(������ ���� ������������������Z�����E�������������������������������Z��E��������������λ�T0�2Y��#�!5ZηE�� ���������������������ZC��� ���������������(��� ����������������C � ��� ����������� 2C�$�5�Φ�� E��#�-#
1����������������
CJ
CJ
? CJ�
?
�J)
73
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-!
A������ �����(������
% $�������(��>' �(�������������������� ���������������
�(�������+�(���������+������������ �>����+�(���������������������(��� �����#
% ����������O,(� ����P#' *��������� ��������������� �������������������
���������#' �����������������������������������2?�0������c5
% *��������� ��������������� ������������� �����#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-4
I(� ��
% ���������' 1��� ��������(����2,(� ����5� �������� ���
������������ �����������������#
% ���� �' 1��� ��������(���� �������� ��� �����������
�������������������������(������������������� ����#
74
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-9
I(� ��
% C��< �������(��������������0��(N��������(����� �������� ������������������(>' ���(��(������� ������ ���#' � ������; ����������#' 7����� �� ��������(�������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-:
A�(������ ����
CJ)M
?
CJ
?
CJ)M
?
?
CJ)M
?
?J
?
CC?
C
?J
C
CJ�
?J
?�?
?J
?
�?
?J
??
?J
C
?J
CJ�
?
J J
C
1�C
C
�J)
?
??
�J)
�J)
C�J)
?
?
�J)
�J)
�J�
�J) �J) �J)
�J)
�J)
J
����������+5/ �.������+6/ 4������������+�/
&"%3
(�����������
75
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �-3
A�(���� �������� ����������
% $�������' 7���G ��� ����������G (����0' ���� ���������(������� �� ����������(��
�������#
% $����' �(N��������� �����������#' �(N������������������� �������������2��� ��5#
% A������' �������� #
NH3+
O
NH
O
NH3+
O
ONH3+
O
OH
O
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!�
A�(���� �������� ����������
% �������������������% ����������� ������
����$�� 2� E�)!���5
λ 2�5
��� �-� �4� �:� )�� )��
7��
��;
���A�(��
�� �
��
�2@#�
#5
�
����
-���
4���
:���
�����
�����
�-���
76
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!�
A�(���� �������� ����������
% ���������������������$�� 2λ�TE��3!��5�����(����� ,(��������������(���������#
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!�
�������(���� �������������
% ����� 2��������>�=��C�Z�7�=��C�5' @����������������O�������P
����������������������(������� �Z
' @��������A�=$Z% �C�
' @�����������(�������O���������(�� �����P#���������������� ��������������������������������� ������������#�
' 7�������������� � < �G��(���� ���� ����� ,(�#
NSO3-H
NCH3 CH3
SO2Cl
77
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!)
�������(���� �������� ��( ��
% 7��� ����' =��� ����(���2������ ��(��5' ���7
N+
CH3
NH2
NH2
NH
NH2
NH
NH
NH2
Br-
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!-
7� �������(���� ��
% ���J>���� ����� ���
% ���T ��� ����������� �������>�C������
OH
NN NCH3
CH3CH3
CH3
78
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!!
�������(���� ������������
R
CH3
N+
CH3CH3
O
O
OP OO
O
N+ CH3
CH3
CH3
OOO
CH3
O
CH3
O O
R
R
R
R
OH
O
DPH R =
TMA-DPH R =
PA-DPH R =
Perilene Pirene
Fosfatidilcolina-DPH
Antranildervati di acidi grassi
H
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!4
�����������������
% ������� (��������������(���� ���2�����5#
% 7�������������������O,(� ����P ��� �6��������� ���������� ������������������ �������������������� �� ��2�(�M0����M0�C�M5#
% 7�������� ���������M ����������������#
79
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!9
����������� �� �
7���������: ��� � K2� ��� ! ���������5�����L� 4 ������ ����� C0C0CS0CS ������ �����
O
N
OO
ON
O
O
O
O
O
O
N
O O
O
O
CH3
N
O
N
O O
O
O
CH3
N
OO
O
OOCH3
QUIN-2 FURA-2
77���������� K4 ��� � 2! ������ � ��������5 ! �����(������L � 2� ��� ! ���������5����� C0C0CS0CS ������ �����
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!:
A@�� �
80
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �!3
"������c
% c &�(��"����0�7����$���(�0������� ������0�A���� ��������0�A�� �� ��A������0�"(������"���� �0�C�e� "���� ��0����+�������������������������(������ �����������0������������������0�����0���(�������������0�(���������,(���������������#�
"�����������
���� ���� ���!������#� $� ������� �� �4�
c����(�������
% I(������������������������(N����������������������������>�����>88HHH�#�����#(��#�8�����#������8
% 7�������������,(����������������< �� ������(������������ ����� �� �����(N��������(�����������������0��(� �6 ������ ��� (����+�(�����(�����,(����������>
% 1������������(�����������#�"�����������@�����; ��&����������������������*�(������ �����������