الجزيئية الطيف الكتلي مع الحزمة الانضباطي الإشعاع فوق البنفسجي فراغ السنكروترون (VUV)
Summary
A الشعاع الجزيئي بالإضافة إلى مطياف الأشعة فوق البنفسجية الانضباطي الفراغ الشامل photoionization في السنكروترون يوفر أداة مناسبة لاستكشاف هيكل الالكترونية من جزيئات معزولة المرحلة الغازية ومجموعات. تم توضيح آليات نقل بروتون في dimers قاعدة DNA مع هذه التقنية.
Abstract
التأين الناعمة إلى جانب الانضباطي لطيف الجماعي هو وسيلة قوية للتحقيق في الجزيئات المنعزلة والمجمعات والتكتلات والتحليل الطيفي وديناميات 1-4. الدراسات الأساسية للعمليات photoionization من الجزيئات الحيوية توفير المعلومات حول بنية هذه النظم الإلكترونية. وعلاوة على ذلك قرارات من طاقة التأين وغيرها من الممتلكات من الجزيئات الحيوية في المرحلة الغازية ليست هينة، وهذه التجارب توفير منصة لتوليد هذه البيانات. قمنا بتطوير تقنية التبخير الحراري إلى جانب الحزمة الجزيئية الأسرع من الصوت التي توفر وسيلة لطيف لنقل هذه الأنواع في مرحلة الغاز. مزيج حكيم من الغاز المصدر ودرجة الحرارة يتيح تشكيل مجموعات dimers وأعلى من قواعد الحمض النووي. محور هذا العمل بصفة خاصة على آثار غير التساهمية التفاعلات، أي الرابطة الهيدروجينية، التراص، والتفاعلات كهرباء، على طاقات التأين ونقل بروتون من الجزيئات الحيوية الفردية والمجمعات وعند الدقيقة الماء من الماء 1، 5-9.
لقد أجرينا توصيف التجريبية والنظرية لديناميات photoionization من الغاز مراحل اليوراسيل وdimers 1،3-dimethyluracil باستخدام الحزمة الجزيئية إلى جانب الإشعاع السنكروتروني في Beamline حيوية الكيميائية التي تقع في 10 المصدر الضوء المتقدم والتفاصيل التجريبية وتصور هنا. يسمح هذا لنا لمراقبة نقل بروتون في 1،3-dimethyluracil dimers، نظام مع بي التراص الهندسة ومع عدم وجود روابط هيدروجينية 1. الحزمة الجزيئية توفر وسيلة مريحة للغاية وفعالة لعزل العينة من الاهتمام من الاضطرابات البيئية التي تسمح في المقابل مقارنة دقيقة مع هيكل الحسابات الإلكترونية 11 و 12. من ضبط طاقة الفوتون من السنكروترون، وكفاءة photoionization (PIE) يمكن رسم منحنى الذي يبلغنا عن الموجبةالولايات الإلكترونية. ويمكن بعد ذلك أن هذه القيم مقارنة مع النماذج النظرية وحساباته وبدوره، يشرح بالتفصيل بنية الإلكترونية وديناميات الأنواع التحقيق 1 و 3.
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم إنشاء مونومرات وdimers في التوسع طائرة أسرع من الصوت الذي يؤدي إلى شعاع الجزيئية. يتم وضع عينة صغيرة من الحمض النووي قاعدة في مصدر التبخر الحراري وتسخين البخار لتوليد ضغط كاف. الأرجون الغاز يحمل الأبخرة من خلال فتحة ميكرومتر 100 و يمر مقشدة مم 2 لإنتاج شعاع الباردة الج…
Acknowledgements
وأجريت التجارب في Beamline من حيوية الكيميائية في مصدر الضوء المتقدم، مختبر لورنس بيركلي الوطني وبدعم من مكتب العلوم ومكتب علوم الطاقة الأساسية، من وزارة الطاقة في الولايات المتحدة بموجب العقد رقم DE-AC02-05CH11231، من خلال شعبة العلوم الكيميائية.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Uracil | Sigma | U0750 | |
| 1,3-Dimethyluracil | Aldrich | 349801 |
References
- Golan, A. Ionization of dimethyluracil dimers leads to facile proton transfer in the absence of hydrogen bonds. Nat. Chem. 4, 323-329 (2012).
- Belau, L. Vacuum-Ultraviolet Photoionization Studies of the Microhydration of DNA Bases (Guanine, Cytosine, Adenine, and Thymine). The Journal of Physical Chemistry A. 111, 7562-7568 (2007).
- Golan, A., Ahmed, M. Ionization of Water Clusters Mediated by Exciton Energy Transfer from Argon Clusters. The Journal of Physical Chemistry Letters. 3, 458-462 (2012).
- Nicolas, C. Vacuum Ultraviolet Photoionization of C3. Journal of the American Chemical Society. 128, 220-226 (2005).
- Kamarchik, E. Spectroscopic signatures of proton transfer dynamics in the water dimer cation. Journal of Chemical Physics. 132, (2010).
- Khistyaev, K. The effect of microhydration on ionization energies of thymine. Faraday Discussions. 150, 313-330 (2011).
- Bravaya, K. B. The effect of pi-stacking, H-bonding, and electrostatic interactions on the ionization energies of nucleic acid bases: adenine-adenine, thymine-thymine and adenine-thymine dimers. Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2292-2307 (2010).
- Kostko, O. Ionization of cytosine monomer and dimer studied by VUV photoionization and electronic structure calculations. Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2860-2872 (2010).
- Bravaya, K. B. Electronic Structure and Spectroscopy of Nucleic Acid Bases: Ionization Energies, Ionization-Induced Structural Changes, and Photoelectron Spectra. Journal of Physical Chemistry A. 114, 12305-12317 (2010).
- Leone, S. R., Ahmed, M., Wilson, K. R. Chemical dynamics, molecular energetics, and kinetics at the synchrotron. Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 6564-6578 (2010).
- Scoles, G., Bassi, D., Buck, U. . Atomic and Molecular Beam Methods. 1, (1988).
- Pauly, H. . Atom, Molecule and Cluster Beams I. , (2000).
- Wiley, W. C., McLaren, I. H. Time-of-Flight Mass Spectrometer with Improved Resolution. Review of Scientific Instruments. 26, 1150-1157 (1955).
- Levy, D. H. The Spectroscopy of Very Cold Gases. Science. 214, 263-269 (1981).
