Photoéjection d’électrons et luminescence différée d’acides aminés aromatiques et de constituants des acides nucléiques en solutions congelées^*

Centre de Biophysique moléculaire, 45-Orléans-la-Source, France.

Résumé

Les solutions aqueuses congelées à 77 °K d’acides aminés aromatiques, de purine et de nucléosides puriques, préalablement soumises à une irradiation ultraviolette, donnent naissance à une luminescence différée. Les résultats présentés portent sur la cinétique et la répartition spectrale de cette émission, sur les variations de son intensité en fonction du temps et de l’intensité d’irradiation et sur la possibilité de stimulation optique et thermique. La luminescence différée observée est due à la recombinaison radiative d’électrons, photoéjectés à la suite de l’irradiation des molécules du soluté, avec les ions-radicaux provenant de cette photoéjection. Au cours de cette recombinaison, les molécules du soluté sont portées essentiellement dans leur état triplet. La photoéjection se produit à la suite de l’absorption consécutive de 2 photons, l’espèce intermédiaire absorbant le second photon étant la molécule de soluté dans son état triplet. Le problème de la diffusion des électrons, de la répartition et de la nature des pièges possibles est discuté dans le cadre de différents modèles, et l’importance de la structure du milieu solvant est soulignée.

Abstract

A delayed luminescence is observed with aqueous solutions of purine, purine nucleosides and aromatic amino-acids frozen at 77 °K and UV irradiated. The kinetics and spectroscopic characteristics of this luminescence are reported. The emission has been studied as a fonction of the intensity and duration of the primary UV irradiation as well as the possibility of secondary optical or thermal stimulation. The delayed luminescence is due to the recombination of electrons and cations radicals produced by the UV ionisation of solute molecules. After recombination, the neutral solute molecules are electronically excited, mainly in the lowest triplet state. The photoionisation of solute molecules is due to the absorption of two light quanta by a double-step mechanism with the lowest triplet state as intermediate species. The diffusion processes of the free electrons and the nature and distribution of traps in the rigid matrix are discussed mainly in terms of the structure of the solvent medium.