Electron transfer reactions studied through the transient effect in fluorescence quenching

Department of Physical Chemistry, National Institute of Materials and Chemical Research, 1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki 305, Japan.

Abstract

Fluorescence quenching by high concentration (> 0.1M) of quencher causes nonexponential decay of fluorescence (the transient effect). Electron transfer reactions were studied by measuring the transient effect in fluorescence quenching. The rate parameters J₀ (the transfer integral at a donor-acceptor separation of 6Å) and β (attenuation coefficient of the transfer integral) were determined by fitting the calculated decay curves to the measured ones. The distribution Y(r) of electron transfer distance is expressed in terms of the distance dependence of the rate constant, the quencher distribution function and the fluorescence decay curve. Y(r) was calculated using the values of J₀ and β obtained experimentally. Finally, the distribution Y(r) was used to calculate the yield of free ions which are formed after charge separation reactions.

Résumé

L’extinction de la fluorescence par de forte concentrations (> 0.1 M) de quencher cause un déclin non-exponentiel de la fluorescence (l’effet transitoire). Les réactions de transfert d’électron ont été étudiées en mesurant l’effet transitoire en fluorescence. Les paramètres J₀ (l’intégral de transfert à la distance de 6 Å séparant le couple donneur-accepteur) et β (le coefficient d’atténuation de l’intégral de transfert) ont été déterminés en simulant les courbes de déclin expérimentales. La distribution en distance de la probabilité de transfert d’électron Y(r) est exprimée en terme de la dépendance de la constante de vitesse à la distance séparant le couple, de la fonction de distribution du quencher et du déclin de la fluorescence. Y(r) a été calculée en utilisant les paramètres J₀ et β obtenus expérimentalement. Finallement, la distribution Y(r) a été utilisée pour calculer le rendement des ions libres qui sont formés après les réactions de séparation de charge.