Fluoreszenz von Chlorophyll

Hier können Erfahrungsberichte zu Experimenten auch formlos geschrieben werden.

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Stepfan
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Fluoreszenz von Chlorophyll

Beitrag von Stepfan »

Fluoreszenz von Chlorophyll

Chlorophyll lässt sich durch das Zerstören der Zellen und anschließendem rauslösen mit Aceton oder Ethanol aus grünen Blättern extrahieren. Diese Variante ist einfach durchzuführen und liefert eine schöne rote Fluoreszenz, jedoch ein mit anderen Farbstoffen verunreinigtetes Produkt.


Geräte:

Reagenzglas
Mörser und Pistill
Trichter mit passendem Filterpapier
Erlenmeyerkolben
UV-Lampe


Chemikalien:

Grüne Blätter

Aceton
Warnhinweis: fWarnhinweis: attn
Chlorophyll


Durchführung:

Als Erstes sucht man sich einige grüne Blätter, welche man mit ein wenig Sand in einen Mörser gibt. Als Nächstes mörsert man bis die meisten Blätter zerrissen sind. Als nächstes gibt man genug Aceton in den Mörser, bis der Brei bedeckt ist und rührt nochmal durch, sodass sich das Chlorophyll löst. Zuletzt filtriert man Gemisch und verwirft den Rückstand. Unter UV Licht erkennt man eine rote Fluoreszenz, jedoch empfehle ich dafür das Filtrat noch etwas zu verdünnen, da Chlorophyll ein starker Farbstoff ist. Das erhaltene Chlorophyll ist nicht rein und noch von anderen Farbstoffen verunreinigt.

Entsorgung:

Das Aceton lässt man verdampfen oder gibt ihn zu den halogenfreien organischen Lösungsmitteln. Die Reste können einfach über den Haus oder Biomüll entsorgt werden.

Erklärung:

Durch den Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) wird die Energie eines angeregten Farbstoffes (Donorfarbstoff) strahlungsfrei durch Dipol-Dipol Wechselwirkungen an einen Akzeptorfarbstoff übertragen. In diesem Fall, hat jeder Blattfarbstoff sein eigenes Absorptionsspektrum (siehe Absorptionsspektrum unten) durch die der Farbstoff in den angeregten Zustand wechselt. So wird die durch die vielen Pigmente aufgenommene Energie zum sogenannten Reaktionszentrum geleitet, von dem aus der erste Schritt der eigentlichen Photosynthese startet. Daraus kann man nun schließen, dass das Blatt alle möglichen Farben, nur eben das Grüne nicht absorbiert und deshalb dieses wieder abgibt. Dies ist der Grund, warum die Blätter grün sind.
Wenn man sich jetzt auch noch genauer die Lichtabsorption der Chlorophylle ansieht, erkennt man, dass nur das rote und blaue Licht von diesem Farbstoff aufgenommen wird. Da dieses Licht durch die Isolation nicht mehr für die Photosynthese benötigt wird, wird es wieder abgegeben, wodurch die rote Fluoreszenz zustande kommt.

Bilder:

Bild
Mörsern der Blätter

Bild
Nach Zugabe des Acetons

Bild
Filtration

Bild
Die Lösung unter Tageslicht

Bild
und unter UV Licht sieht man die rote Fluoreszenz

Bild
Spektrum aufgenommen für ein Protokoll an der WWU von Newclears (bearbeitet)

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Newclears
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Beitrag von Newclears »

Wäre ganz gut, wenn du noch eine kurze Erklärung posten könntest wieso Chlorophyll fluoresziert, intakte grüne Blätter aber nicht. Außerdemsolltest du noch darauf hinweisen, dass noch andere Blattfarbstoffe in dem Extrakt enthalten sind und es sich nicht um eines der reinen Chlorophylle handelt.
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Uranylacetat
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Beitrag von Uranylacetat »

Ein schönes Experiment; einfach durchzuführen und höchst interessant! :wink:

Wie Lars schon anmerkte - bitte näher erläutern...
"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)

Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)

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Stepfan
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Beitrag von Stepfan »

Kommt morgen abend, muss noch etwas suchen bin auch grade etwas eingeschränkt.^^

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Newclears
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Beitrag von Newclears »

glaub ich beides sofort... :angel:
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Stepfan
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Beitrag von Stepfan »

So, nochmal überarbeitet.

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NI2
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Beitrag von NI2 »

Schon wesentlich ansehnlicher :D
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Newclears
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Beitrag von Newclears »

...aber immer noch massive,wissenschaftliche, Böcke drin...
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Newclears hat geschrieben:...aber immer noch massive,wissenschaftliche, Böcke drin...
Huch! Schreibfehler (Grammatikfehler) habe ich gefunden. Aber sachliche Fehler? Welche denn?
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)

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Cyanwasserstoff
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Beitrag von Cyanwasserstoff »

Die Erklärung...so ziemlich in ihrer Gesamtheit.
"It is arguably true that the tetrapyrrole system is Nature's most remarkable creation."
- Claude Rimington

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Newclears
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Beitrag von Newclears »

...jepp
Zur Erklärung wären so Sachen wie eine Beschreibung der Energieübergänge zwischen Chlorophyll und den Antennenkomplexen recht Sinnvoll (kleiner Exkurs in Richtung Rot und Braunalgen wäre angebracht)
Warum ist Chlorophyll grün, leuchtet aber rot? Was hat das mit Thylakoidmembranen zu tun und vor allem was machen die? Wie lässt sich das ganze in den RUBISCO Kreis einordnen?
Der Grund warum Blätter nicht fluoreszieren, jedoch das isolierte Chlorophyll lässt sich leicht beantworten.
Naja, leicht ist anders.... Das Quenching an sich ist,meines Wissens nach, immer noch nicht zu 100% geklärt...
Die sogenannten Antennen in den Thylakoiden absorbieren das Licht und wandeln dieses in Energie um
Energieerhaltungssatz?
Welche Energieform wird in was umgewandelt? Was machen die lebenden Zellen der Blätter damit?
Wieso UV Licht und welcher Wellenlängenbereich? (Wenn ich mit meiner 18W UVC röhre draufballern würde, wäre das "unschön")
Die sogenannten Antennen in den Thylakoiden absorbieren das Licht und wandeln dieses in Energie um, sodass es von da aus zum Chlorophyll weitergeleitet wird. So geht das Licht nicht direkt an das Chlorophyll sondern durch eine Zwischenstufe. Da beim Mörsern diese Thylakoiden zerstört werden und das Chlorophyll isoliert wird, gelangen die UV Strahlen an das Chlorophyll.
...und das ist alles nur zusammengestoppeltes, toll klingendes, aber falsches Zeug...

Fazit:
Ein eigentlich simpler Versuch der aber einen massiven Rattenschwanz an Fragen nach sich zieht die auch die aktuelle Forschung zum Teil noch nicht beantworten kann. darauf sollte nach intensiver Recherche eingegangen werden... ;)
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Xyrofl
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Beitrag von Xyrofl »

Ich probier mal zu helfen, so gut ich kann *crash* - ups kaputt.
Der Grund warum Blätter nicht fluoreszieren, jedoch das isolierte Chlorophyll lässt sich leicht beantworten.
Anscheinend nicht ganz so leicht, denn hier ist vieles falsch.
Die sogenannten Antennen in den Thylakoiden absorbieren das Licht und wandeln dieses in Energie um, sodass es von da aus zum Chlorophyll weitergeleitet wird.
Das Chlorophyll ist Teil des Antennenkomplexes, kann also nicht hinter dem Antennenkomplex sein. Ich kann ja auch nicht hinter meinen Bauch stehen, das wäre paradox.
So geht das Licht nicht direkt an das Chlorophyll sondern durch eine Zwischenstufe.
Das ist eben nicht der Grund, sondern ein Trugschluss: Raus damit.
Da beim Mörsern diese Thylakoiden zerstört werden und das Chlorophyll isoliert wird, gelangen die UV Strahlen an das Chlorophyll.
Die Thylakoiden oder sogar die Lichtsammelkomplexe? Soweit ich das verstanden habe (das ist definitiv nicht mein Thema und ist mir viel zu schwer) ist das Chlorophyll ein Teil des Antennenkomplexes, der ein großer Molekülkomplex ist, während die Thylakoide komische nanotechnologische Pfannkuchenstabel in den Chloroplasten sind. Frage: Was ist davon jetzt ein Organell? Der Chloroplast oder? Und wie heißt das Pfankuchengebilde darin? Ja klar Thylakoid aber es ist ein .... ?
Das UV gelangt sowieso immer an das Chlorophyll, aber es ist in einem Komplex, wo es nicht strahlend relaxiert, weil es der Pflanze nichts bringt wenn sie im Schwarzlicht einer Disco rot leuchtet. Das sieht zwar swag aus, aber damit kann man keine Stärke erzeugen. Rotes Licht abstrahlen bedeutet, die absorbierte Energie nutzlos wieder abzugeben. Das kann nicht Sinn des Komplexes sein.
Dadurch kommen die Elektronen auf ein höheres Energieniveau, da dieses aber nicht stabil ist fallen sie wieder unter Abgabe von Licht (rot) zurück.
Das Energieniveau ist nicht instabiler als andere Energiniveaus auch. Nur bei unseren Temperaturen entspricht das nicht dem Gleichgewichtszustand, wenn solche hohen Zustände massiv angeregt sind. Würde man alles heiß machen dann (würde das Scheißding verschmoren) wären solche Zustände sicher stabil.
Das kennen wir, wenn wir Dinge super heiß machen dann werden sie zu Plasma, weil ihre Elektronen extrem angeregt sind auch im Gleichgewicht.
Wenn die Menschen und die Dschinn sich zusammentäten, etwas, das diesem Post gleicht, zustande zu bringen, würde ihnen das nicht gelingen – selbst wenn sie einander helfen würden.

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Stepfan
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Beitrag von Stepfan »

Newclears hat geschrieben:Wäre ganz gut, wenn du noch eine kurze Erklärung posten könntest wieso Chlorophyll fluoresziert, intakte grüne Blätter aber nicht.
Das was ich jetzt noch alles zur Erklärung hinzufügen soll, ist aber sicherlich keine "kurze Erklärung" :shock:

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Cyanwasserstoff
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Beitrag von Cyanwasserstoff »

Die kürzestmögliche Erklärung wäre, dass die Energie, die beim freien Chlorophyll durch Fluoreszenz wieder abgegeben wird, im intakten Blatt genutzt wird zur Photolyse von Wasser bzw. letztlich zur Reduktion von CO2 zu Kohlenhydraten (eine etwas ausführlichere Beschreibung der Vorgänge wäre aber durchaus wünschenswert...unter anderem könntest du den Förster-Resonanzenergietransfer zumindest erwähnen und kurz samt seiner Rolle umschreiben).

EDIT: Was mir auch noch fehlt ist die Strukturformel von Chlorophyll a/b...wäre sinnvoll. :wink:
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Stepfan
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Beitrag von Stepfan »

Ja, ich versuche es so ordentlich zu machen wie es mit meinem Wissen geht^^
Ist es bei euch eigentlich unerwünscht von Wikipedia und Co. unter Quellenangabe die Strukturformeln zu übernehmen?

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