Methoden der biophysikalischen Chemie:
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Wiesbaden
Vieweg + Teubner
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT V
I. ALLGEMEINE STRUKTURPRINZIPIEN 1
1. INTERMOLEKULARE WECHSELWIRKUNGSKRAEFTE 1
1.1 IONENBINDUNG 1
1.2 VAN DER WAALS- UND DIPOL-DIPOL-WECHSELWIRKUNGEN 2 1.3
WASSERSTOFFBRUECKENBINDUNGEN 5
1.4 WASSER 5
1.5 DER HYDROPHOBE EFFEKT 7
2. CHEMISCHER BAU UND STRUKTUR DER BIOMOLEKUELE 11
2.1 BIOLOGISCHE MEMBRANEN UND MODELLMEMBRANEN 11
2.2 MONOMOLEKULARE FILME 16
2.3 PROTEINE UND IHRE BAUSTEINE 19
2.4 NUCLEINSAEUREN 27
2.5 KOHLENHYDRATE 32
3. KONFORMATIONSUMWANDLUNGEN VON BIOPOLYMEREN 34
4. LITERATUR ZU KAPITEL I 40
II. THERMISCH-KALORISCHE MESSVERFAHREN 43
1 . DIFFERENCE SCANNING CALORIMETRY (DSC) 43
1.1 THERMOTROPE PHASENUMWANDLUNGEN VON MODELLBIOMEMBRANEN 47 1.2
POLYPEPTIDE UND PROTEINE 50
1.3 POLYNUCLEOTIDE 52
2. WAERMESTROM-DIFFERENZ-KALORIMETRIE 53
3. ISOTHERME TITRATIONSKALORIMETRIE (ITC) 54
4. LITERATUR ZU KAPITEL II 58
III. KOLLIGATIVE UND HYDRODYNAMISCHE METHODEN 59
1. CHARAKTERISIERUNG DER IDEALISIERTEN STRUKTUR VON BIOMOLEKUELEN IN
LOESUNG 60 2. KOLLIGATIVE EIGENSCHAFTEN (OSMOMETRIE) 64
3. VISKOSIMETRIE 67
4. TRANSLATIONSDIFFUSION 76
5. SEDIMENTATION 82
6. ULTRAZENTRIFUGATION 83
7. ELEKTROPHORESE 93
7.1 SDS-GELELEKTROPHORESE 96
7.2 ISOELEKTRISCHE FOKUSSIERUNG 97
7.3 DAS ZETA-POTENZIAL 99
8. CHROMATOGRAPHIE 100
8.1 GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE 101
8.2 IONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAPHIE 104
8.3 AFFINITAETSCHROMATOGRAPHIE 105
9. LITERATUR ZU KAPITEL III 106
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1011136341
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VIII
IV. STRUKTURUNTERSUCHUNGEN 108
1. MIKROSKOPIE HO
1.1 LICHTMIKROSKOPIE HO
1.2 ELEKTRONENMIKROSKOPIE (EM) 124
1.3 RASTERSONDENMIKROSKOPIE 131
1.4 OPTISCHE PINZETTEN 144
2. LICHTSTREUUNG 146
2.1 ELASTISCHE LICHTSTREUUNG AN PUNKTFOERMIGEN TEILCHEN:
RAYLEIGH-STREUUNG 146 2.2 ELASTISCHE LICHTSTREUUNG AN KLEINEN
MAKROMOLEKUELEN IN LOESUNG 148 2.3 TURBIDITAET 151
2.4 ELASTISCHE LICHTSTREUUNG AN GROESSEREN MAKROMOLEKUELEN IN LOESUNG 151
2.5 DYNAMISCHE LICHTSTREUUNG 155
3. ROENTGEN- UND NEUTRONEN-KLEINWINKELSTREUUNG 161
3.1 DAS PRINZIP DES STREUEXPERIMENTS 162
3.2 DER AUFBAU VON KLEINWINKELSTREUAPPARATUREN 167
3.3 DIE STREUUNG AN GROSSEN TEILCHEN IN VERDUENNTER LOESUNG 173
3.4 DIE AUSWERTUNG VON KLEINWINKEL-STREUKURVEN 176
3.5 WECHSELWIRKENDE SYSTEME 184
3.6 DAS VERFAHREN DER KONTRASTVARIATION 187
4. ROENTGEN- UND NEUTRONEN-REFIEKTOMETRIE 191
5. PROTEINKRISTALLOGRAPHIE 195
5.1 STREUUNG AN KRISTALLGITTERN 197
5.2 DAS REZIPROKE GITTER 200
5.3 DIE BRAGGSCHE GLEICHUNG 201
5.4 EWALD-KONSTRUKTION UND REZIPROKES GITTER 202
5.5 DER STRUKTURFAKTOR UND DIE BESTIMMUNG VON ELEKTRONENDICHTEN 202 5.6
INTENSITAET VON ROENTGEN-REFLEXEN UND AUFNAHMETECHNIKEN 205 5.7 DAS
PHASENPROBLEM 211
5.8 DURCHFUEHRUNG VON PROTEINKRISTALLSTRUKTURANALYSEN 214
6. ANOMALE ROENTGEN-STREUUNG 217
7. STREUUNG AN TEILGEORDNETEN STRUKTUREN 218
7.1 LIPIDPHASEN 218
7.2 FIBRILLEN 227
8. QUASIELASTISCHE NEUTRONEN-STREUUNG 229
9. ROENTGEN-ABSORPTION (EXAFS) 236
10. LITERATUR ZU KAPITEL IV 238
V. SPEKTROSKOPISCHE METHODEN 242
1 . ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG 242
2. WECHSELWIRKUNG VON LICHT MIT MATERIE 245
3. ELEKTRONENSPEKTROSKOPIE 247
3.1 DAS UEBERGANGSDIPOLMOMENT 247
3.2 ABSORPTIONSSPEKTROMETER 250
3.3 DAS GESETZ VON LAMBERT UND BEER 250
3.4 ELEKTRONISCHE ENERGIENIVEAUS 253
3.5 BIOLOGISCHE CHROMOPHORE 259
IMAGE 3
IX
3.6 LOESUNGSMITTELEINFLUESSE 266
3.7 LINEARDICHROISMUS AN ORIENTIERTEN PROBEN 269
4. CHIROPTISCHE METHODEN 272
4.1 ZIRKULAR UND ELLIPTISCH POLARISIERTES LICHT 272
4.2 OPTISCHE ROTATIONSDISPERSION (ORD) 272
4.3 CIRCULARDICHROISMUS (CD) 277
4.4 URSACHEN DER OPTISCHEN AKTIVITAET 281
4.5 ANWENDUNGEN 282
5. FLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 290
5.1 GRUNDLAGEN DER FLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 290
5.2 MESSMETHODEN IN DER FLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 293
5.3 FLUORESZENZSPEKTREN 297
5.4 FLUOROPHORE 301
5.5 FLUORESZENZQUANTENAUSBEUTE UND -LEBENSDAUER 305
5.6 FLUORESZENZLOESCHUNG 308
5.7 EXCIMERE 313
5.8 SINGULETT-SINGULETT-ENERGIETRANSFER NACH FOERSTER 314
5.9 FLUORESZENZDEPOLARISATION 320
5.10 PHOTOBLEICHVERFAHREN (FRAP) 332
5.11 FLUORESZENZKORRELATIONSSPEKTROSKOPIE (FCS) 333
6. SCHWINGUNGSSPEKTROSKOPIE 342
6.1 INFRAROTSPEKTROSKOPIE 342
6.2 RAMAN-SPEKTROSKOPIE 367
6.3 PHOTOAKUSTISCHE SPEKTROSKOPIE (PAS) 378
6.4 TERAHERTZ-SPEKTROSKOPIE 379
7. KERNMAGNETISCHE RESONANZ (NMR) 381
7.1 GRUNDLAGEN 381
7.2 EXPERIMENT UND MESSUNG 384
7.3 RELAXATION 386
7.4 DAS NMR-SPEKTRUM 395
7.5 EINFACHE ANWENDUNGEN DER NMR-SPEKTROSKOPIE 399
7.6 PARAMAGNETISCHE PROBEN 408
7.7 CHEMISCHER AUSTAUSCH 411
7.8 DYNAMISCHE PROZESSE 413
7.9 DEUTERONEN-NMR-SPEKTROSKOPIE 418
7.10 DER KERN-OVERHAUSER-EFFEKT 424
7.11 ZWEIDIMENSIONALE NMR-SPEKTROSKOPIE 429
7.12 FESTKOERPER-NMR-SPEKTROSKOPIE 443
7.13 FELDGRADIENTEN-NMR 449
7.14 NMR-TOMOGRAPHIE 451
8. ELEKTRONENSPINRESONANZ-SPEKTROSKOPIE (ESR) 455
8.1 GRUNDLAGEN DER ESR-SPEKTROSKOPIE 455
8.2 ANWENDUNGSBEISPIELE 459
9. MOESSBAUER-SPEKTROSKOPIE 469
10. LITERATUR ZU KAPITEL V 476
IMAGE 4
X
VI. BIOCHEMISCHE REAKTIONEN 481
1. ENZYMATISCHE REAKTIONEN 481
1.1 ENERGETIK UND MECHANISMEN ENZYMATISCHER REAKTIONEN 482 1.2 KINETIK
ENZYMATISCHER REAKTIONEN 489
2. MESSMETHODEN DER KINETIK BIOCHEMISCHER REAKTIONEN 501
2.1 ABSORPTIONS-UND FLUORESZENZSPEKTROSKOPIE 501
2.2 UNTERSUCHUNGSMETHODEN DER KINETIK SCHNELLER BIOCHEMISCHER REAKTIONEN
504 2.3 OBERFLAECHENPLASMONENRESONANZ (SPR) 519
3. BINDUNGSGLEICHGEWICHTE 525
4. LITERATUR ZU KAPITEL VI 528
VII. RADIOAKTIVE NUKLIDE 530
1. PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN RADIOAKTIVER NUKLIDE 530
2. MESSUNG VON SS- UND Y-STRAHLUNG 535
2.1 MESSUNG VON SS-STRAHLUNG 535
2.2 MESSUNG VON Y-STRAHLUNG 540
3. DIE HERSTELLUNG RADIOAKTIVER NUKLIDE 540
4. BEISPIELE VON ISOTOPENANWENDUNGEN 541
4.1 RADIOIMMUNOASSAY 542
4.2 AUTORADIOGRAPHIE 543
4.3 RADIOLUMINOGRAPHIE 545
5. BIOLOGISCHE STRAHLENWIRKUNG 546
6. LITERATUR ZU KAPITEL VII 549
ANHANG: PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN 550
INDEX 554
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