IR spektroskopisi

Krmz tesi blgesinde sourma, molekllerin titreme ve dnme dzeylerini uyarr. Krmz tesi mann enerjisi molekldeki balar bozmaya yetmez, elektronik uyarma da yapamaz; fakat atomlarn ktlelerine, balarn gcne ve molekl geometrisine bal olarak balarn titreme genliklerini arttrr.

Titreme hareketleri:1) Gerilme 2) Eilme (dzlem ii ve d)Simetrik ve asimetrik gerilmeDzlem iiyana sallanmaDzlem iimakaslamaDzlem d sallanmaDzlem d bklme

Titreim frekans

ki atomlu(mA ve mB) bir sistemin gerilme ve eilme frekansnn hesab iin basit titreme hareketi yapt kabul edilmitir.

k:ban kuvvet sabiti (Nm-1), mind:indirgenmi ktle, m-1 olarak bulunur. .k; atomlarn ktlesine, elektronegatifliine, ban uzunluuna ve ban gcne bal olarak deiir.

SOURMA PKLERNN SAYISIok atomlu bir molekl iin sourma piklerinin says serbestlik derecesinden hesaplanabilir. N atomlu izgisel bir molekl iin 3N-5N atomlu izgisel olamayan iin 3N-6H2O iin 3 band beklenir.

CO2 iin 3x3-5=4 (2 gerilme, 2 eilme)2 pik gzlenir neden?Simetrik gerilme1349 cm-1Asimetrik gerilme2350 cm-1Eilme671 cm-1Eilme671 cm-1

Ima, sistemde dipol moment deiimine yol amazsa sourulmaz

Bir moleklde simetri merkezi varsa, bu merkeze gre simetrik balara ait gerilme titreimleri gzlenmez.: H2C=CH2, CH3HC=CHCH3 * Sistemde dipol moment deiiklii ne kadar fazlaysa, yani sistem ne kadar polarsa, krmz tesi sourma band o kadar iddetlidir.

ift ma demetli IR spektrometresi

Ik kaynaklarnfared spektrofotometresinde kullanlan k kayna infrared mas yayan ve elektrikle 1600-200 K kadar snabilen sert kat maddelerdir. Nerst ubuu: Uzunluu 20mm, ap 1-2 mm olan nadir toprak metali oksitlerinden yaplmtr.Globar ubuu: 5 mm apnda, 500 mm uzunluunda silisyum karbrden olumu bir silindirdir. Tungsten-Flaman Lambas: Dalga boyu 0.78-2.5m (yakn infrared) arasndaki blgesde ma yapan bir k kaynadr. Civa-ark lambas: Uzak infrared (50m den byk) blgesi iin kullanlan bir k kaynadr.Nikrom Teli: Bu k kayna uzun mrldr.

DedektrlerPiroelektrik Dedektrler: Yaltkan Piroelektrik malzemelerin kristalinden yaplmtr. En ok kullanan trigilisin slfattr. Dielektrik malzemeler boyunca bir elektriksel alan uygulandnda, malzemenin dielektrik sabitine bal olarak bir elektriksel polarlanma gzlenir. Elektriksel alan ortadan kaldrlnca bu polarlanma kaybolur. Trigilisin slfat kullanldnda bu elektriksel alan ortadan kalktnda bile polarlanma devam eder. Fotoiletken Dedektrler: Kurun slfr, indiyum antimonrgibi yar iletken maddelerden yaplmtr. Bu maddelerin IR masn absorplamas sonucunda iletken olmayan deerlik elektronlar iletkenlik bandna uyarrlar ve yariletkenin elektriksel direncinin azalmasna neden olur. Termal Dedektrler: zerine den may absorplamas sonucunda scaklk ykselmesinin llmesi ilkesine dayanr

IR spektrumlarnn alnmas iin yntemlerGaz ise:

i bo lme kabnda, spektrum bitene kadar basn sabit kalmal.

Sv ise:

Kat ise:1-KBr peleti hazrlanmas2-Pasta hazrlanmas3-NaCl diski zerinde kat film oluturulmasEer rnek kat ise spektroskopik potasyum bromr (KBr) yardm ile birka tonluk basn altnda ince effaf bir tablet oluturularak spektrum alnr. KBrn infrared blgesinde absorpsiyonu olmad iin kullanlmas uygundur. Kullanlan KBr nem iermemelidir. nk ierdii nemin IR spektrumnda hatal bantlarn gozlenmesine neden olur.

zelti ise:zeltilerin spektrumunun alnmas srasnda dikkat edilmesi gereken en enmli ey, eilen zcnn IR blgesinin her yerinde geirebilmesi gerekmektedir. Bu nedenle en fazla tercih edilen zcler karbontetraklorr, kloroform, karbondislfr,siklohekzan, benzen, tetrakloroetilendir. Bu zclerden uygun olan herhangi biri ile rnein %0.1-10 lk bir zeltisi hazrlanr. Hazrlanan bu zelti infrared sellerine koyulur. Ayrca kullanlan zcnn hcreninn yapld maddeyi zmemesine de dikkat edilmelidir.

Fonksiyonlu grup blgesi: 4000-1500 cm-1Parmak izi blgesi: 1500-400 cm-1

Deneysel parametre maksimum dalga saysdr ve maksimum sourma bandnn yerini gsterir.

IR spektrumlar ne tr bilgi verir?Nitel analiz:organik bileiklerin yapsndaki fonksiyonel gruplarn belirlenmesiki organik bileiin ayn olup olmadnn anlalmasNicel analiz: ok az kullanlr

Biyokimya iin IRMakromolekllere ligand balanmasn, molekler konformasyonlar, peptit ve membran yaplar ile lipit-protein veya lipit-ila etkileimlerini Karbonhidrat, fosfolipit, aminoasit, polipeptit ve proteinlerin yapsn Related polisakkaritlerin yaplarndaki farkllklar Oksihemoglobinde demir ile oksijenin balanmasnPeptit azotundaki proton ile peptit karbonili arasndaki hidrojen banProteinler zerinde hidrojen-dteryum deitirme almalaryla zc ile peptid balarnn maruz kalma olaslnn ve proteinin ikincil yapsnn incelenmesi Proteinlerdeki karboksil grubunun iyonlamasn

Alnan spektrumun deerlendirilmesi 3500 cm-1 de gzlenen geni pik, yapda alkol veya fenol olduunun bir gstergesidir.3000 cm-1 de gzlenen oklu pik, aromatik bir halkadaki C-H balarn; 1600-1400 cm-1 de gzlenen oklu pikler ise aromatik yapdaki C=C balarn gstermektedir.1200-1000 cm-1 deki pikler, yapdaki eter varl (R-O-R) gsterir.1000-750 cm-1 deki pikler, p bal karbonlara bal hidrojenler(=C-H) nedeniyle gzlenmitir.

IRde nicel analizEn iyi sv rnekle yaplr. Kalibrasyon erisinin izimi zellikle kat rneklerde gtr ve yksek oranda hata ierir.

IR deki sorunlarKayt hznn dklDalga boyunun kalibrasyonuDuyarlln azl

Fourier Transformu Krmz tesi Spektroskopisi (FTIR)Ik kaynandan gelen tm frekanslarn rnek ile ayn anda etkilemesi salanr. Ik kaynandan yaylan IR mas bir dalgaboyu ayrcsndan gemeden rnek ile etkileir.. Fourier transformlu spektrofotometrelerde aada gsterilenMichelson interferometresi kullanlr.

FTIRnin stnlkleriHer dalga boyunu tek tek taramak gerekmedii iin spektrum birka saniyede kaydedilir ve yark veya prizma kullanlmad iin duyarlk deimeden yksek ayrmal spektrum elde edilir. Birka pg rnein analizi yaplr, bu nedenle bir kromatograf knda rahatlkla kullanlabilir.Spektrum dijital ekilde de kaydedildiinden bir karmn analizinde bileenlerden birinin spektrum verileri karmn spektrum verilerinden klarak dier bileenlerin spektrum verileri elde edilebilir.

FT IRnn dezavantajOrtamdaki suyun sourulmas ile protein amid I bandlar ve membranda C=O titreim bandlarnn st ste akmasdr.

FTIR spektroskopisi proteinlerin ikincil yaplarn bulmak iin kullanlan en popler metodlardan biridir.

-heliks-sheet

PCS iin ikincil yapnn ierii FTIR spektroskopisiyle kalibrasyon metodu kullanlarak % 61 -heliks, % 12 -sheet, % 13 dnler ve % 14 dzensiz yap olarak bulunmutur.Amid I bandndaki 1657 cm-1, 1634 cm-1 ve 1676 cm-1 srasyla -heliks, -sheet ve dnlere karlk gelmektedir. Table 5.1: Structure specific amideI frequencies -heliks 1650-1658, -sheet 1620-1640, ve dnlere

Protein-kofaktr etkileimleri

Protein-ligant etkileimiAntibiyotiklerle proteinlerin nasl etkiletiinin incelenmesinde

KAYNAKLARwww.kimyaevi.comTakumi Noguchi, Detection of protein-cofactor interactions by means of Fourier transform infrared spectroscopy, RIKEN Review No. 41 (November, 2001): Focused on Bioarchitect Research.www.sanger.ac.uk/Users/thesis/html/node62.htmlwww.cryst.bbk.ac.uk/PPS2/course/section8/ss-960531_23.htmlMckee, T. Ve Mckee J.R., Biochemistry tha molecular basis of life, International edition, McGrawhill, s:131-132Tural, H., Enstrmental analiz-II Spektroskopik YntemlerBiyokimyada Lisansst Yazokulu, Telefoncu A. Ve dierleri (editrler) Biyokimyada temel ve modern teknikler.s 311-313http://www.wag.caltech.edu/home/jang/genchem/infrared.htmhttp://www.phoenixtechnology.freeserve.co.uk/irbasics.htmhttp://www.shu.ac.uk/schools/sci/chem/tutorials/molspec/irspec1.htm