Relating natural organic matter conformation, metal complexation, and photophysics.

Citation metadata

Date: Oct. 2021
From: Canadian Journal of Chemistry(Vol. 99, Issue 10)
Publisher: NRC Research Press
Document Type: Report
Length: 6,511 words
Lexile Measure: 1630L

Document controls

Main content

Abstract :

We investigated the relationship between changes in fluorescence intensity and in fluorescence anisotropy for Suwannee River Natural Organic Matter (SRNOM) due to the formation of NOM-metal complexes with divalent and trivalent metals commonly present in both fresh water and sea water environments. We chose metal ions whose complexes give rise to both fluorescence quenching ([Fe.sup.3+], [Cu.sup.2+]) and fluorescence enhancement ([Al.sup.3+], [Mg.sup.2+]). Stern--Volmer type analyses quantified the changes in the SRNOM fluorescence as a function of metal concentration. All metals display strong complexation with SRNOM, associated with their effect on fluorescence. Experiments with [Fe.sup.3+] further show strong effects due to NOM aggregation at all but the lowest metal concentrations studied here. There was little to no change in the conformation of SRNOM as inferred from fluorescence anisotropy caused by increasing metal concentration. These results suggest that there is no correlation between photophysical changes and conformational changes in NOM associated with complexation by the metal ions. Key words: metal-DOM complexation, fluorescence anisotropy, NOM photophysics. Nous avons etudie la relation entre les changements de l'intensite de fluorescence et de l'anisotropie de fluorescence de la matiere organique naturelle (MON) dans la riviere Suwannee (MONRS). Ces changements sont attribuables a la formation de complexes metalliques de MON avec des metaux divalents et trivalents couramment presents dans les milieux aquatiques marins et d'eau douce. Nous avons choisi des ions metalliques dont les complexes donnent lieu a une extinction de fluorescence ([Fe.sup.3+], [Cu.sup.2+]) et a une amplification de fluorescence ([Al.sup.3+], [Mg.sup.2+]). Des analyses de type Stern--Volmer ont permis de quantifier les variations de la fluorescence de la MONRS en fonction de la concentration des metaux. Tous les metaux presentent une forte propension a former des complexes avec la MONRS, d'ou leur effet sur la fluorescence. Les experiences avec le [Fe.sup.3+] montrent des effets tres marques attribuables a l'agregation de la MON a presque toutes les concentrations de ce metal que nous avons etudiees, a l'exception des plus faibles. Nous n'avons observe qu'une faible variation, voire aucune, quant a la conformation de la MONRS, comme l'indique l'effet de l'augmentation de la concentration du metal sur l'anisotropie de fluorescence. Ces resultats laissent supposer qu'il n'y a pas de correlation entre les changements photo-physiques et les changements conformationnels de la MON associes a la complexation par les ions metalliques. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : complexation metal-matiere organique dissoute (MOD), anisotropie de fluorescence, photophysique de la matiere organique naturelle (MON).

Source Citation

Source Citation   

Gale Document Number: GALE|A678582821