Wybrane właściwości optyczne i magnetooptyczne dekstranu i jego pochodnych - Reinholz, Filip (My University, 2013)
Rozprawa doktorska poświęcona jest badaniom właściwości optycznych i magnetooptycznych dekstranu i jego pochodnych – karboksymetylodekstranu i siarczanu dekstranu. Przeprowadzono optyczne badania dekstranów o masach cząsteczkowych od 1,5 kDa do 5 MDa, o różnych stężeniach (0,001 do 10 g/dL), w kilku rozpuszczalnikach (woda, NaCl, woda/alkohol etylowy, DMSO, DMF), w obecności wybranych jonów (K+, Ca2+), barwników (oranż akrydynowy, rodamina 6G), w szerokim zakresie pH i temperatur (5 ÷ 90 °C). Zbadano: refrakcję optyczną, absorpcję UV/VIS, aktywność optyczną i efekt Faraday’a. Refrakcję opisano równaniem Sellmeier'a, a krzywe ORD – Drudego i Moffita. ORD oraz brak indukowanej aktywności optycznej przez barwnik wskazują, że łańcuch dekstranu jest giętki i przyjmuje postać zwiniętego kłębka statystycznego nie wykazując cech helisy, niezależnie od stężenia i od masy cząsteczkowej. Pomiary temperaturowe nie wykazały przejścia typu porządek-nieporządek. Stwierdzono występowanie konformacyjnego przejścia fazowego indukowanego zmianą masy cząsteczkowej ( ≈ 30 kDa). Słabe pasmo absorpcji, około 260 ÷ 280 nm, przypisano przejściu n-π٭ grupy aldehydowej. Intensywność tego pasma nadaje się do monitorowania ilości otwartych pierścieni lepiej niż spektroskopia IR. Efekt Faraday’a wykazuje słabą dyspersję, jest niewielki i nieznacznie zależy od masy cząsteczkowej oraz nie zależy od temperatury, co wskazuje na diamagnetyczne właściwości dekstranu.

Dissertation presents studies of optical and magnetooptical properties of dextran and its derivatives: carboxymethyl dextran and dextran sulfate. The optical studies were performed with solutions of dextrans of varying molecular mass (from 1.5 kDa to 5.6 MDa) and concentration (0.001 g/dL to 10 g/dL) in a number of solvents (NaCl, water, water/ethanol, DMSO, DMF) in the presence of selected ions (K+, Ca2+) and dyes (acridine orange, rhodamine 6G), in a wide range of pH and temperature, the latter varying from 5 °C to 90 °C. The optical refraction, UV/VIS absorption, ORD and Faraday effect were measured. The refraction were described by the Sellmeier equation, ORD by the Drude or Moffitt equations. ORD indicate that the dextran chain is flexible and has a random coil form that does not show the long-range helix order regardless of the concentration and the molecular mass. No order-disorder transition was observed in temperature studies. The lack of induced optical activity corroborates the conclusion that dextran does not form a helix. A conformational phase transition induced by a change in molecular mass was found to occur for critical molecular mass about 30 kDa. A weak absorption band at around 260 nm were ascribed to the n- transition of the aldehyde group. The intensity of this band was shown to allow the monitoring of the number of open rings as well as IR spectroscopy. In pure polymers the Faraday effect was found not to have a strong dispersion and to slightly depend on the molecular mass. The Faraday effect proved virtually independent of the temperature, a characteristic indicative of a diamagnetic nature of dextran.
Some optical and magnetooptical properties of dextran and its derivatives
Wydział Fizyki
Keywords: dekstran; dextran; współczynnik załamania światła; reftactive index; absorpcja światła; optical absorption; aktywność optyczna; optical activity; efekt Faraday’a; Faraday effect