Молекулярная масс-спектрометрии ширина с перестраиваемой вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) синхротронного излучения
Summary
Молекулярного пучка связана с перестраиваемой вакуумного ультрафиолета фотоионизации масс-спектрометра на синхротроне предоставляет удобный инструмент для исследования электронной структуры изолированного газовой фазы молекул и кластеров. Протон механизмы передачи в димеры оснований ДНК были выяснены с этой техникой.
Abstract
Перестраиваемые мягкой ионизации связана с масс-спектроскопия является мощным методом для исследования изолированных молекул, комплексов и кластеров и их спектроскопии и динамики 1-4. Фундаментальные исследования процессов фотоионизации биомолекул предоставить информацию об электронной структуре этих систем. Кроме определения энергии ионизации и другие свойства биомолекул в газовой фазе не являются тривиальными, и эти опыты обеспечивают платформу для создания этих данных. Мы разработали метод теплового испарения в сочетании с сверхзвуковых молекулярных пучков, что обеспечивает мягкий способ транспортировки этих видов в газовой фазе. Разумное сочетание источника газа и температуры позволяет образование димеров и более кластеров оснований ДНК. В центре внимания данной работы о влиянии нековалентных взаимодействий, т. е. водородные связи, укладки, и электростатическими взаимодействиями, с энергией ионизации иперенос протона отдельных биомолекул, их комплексов и на микро-гидратации воды на 1, 5-9.
Мы провели экспериментальное и теоретическое характеристика динамики фотоионизации в газовой фазе урацила и 1,3-dimethyluracil димеры с использованием молекулярных пучков в сочетании с синхротронного излучения на Beamline химической динамики расположены в 10 Advanced Light Source и экспериментальные детали визуализируются здесь. Это позволило нам наблюдать за перенос протона в 1,3-dimethyluracil димеры, системы с пи укладки геометрия и без водородных связей 1. Молекулярные пучки обеспечивают очень удобный и эффективный способ изолировать образца интерес с экологической возмущения которые в свою очередь позволяет точно сравнению с расчеты электронной структуры 11, 12. По настройке энергия фотона из синхротрона, эффективности фотоионизации (PIE) кривая может быть построена который информирует нас о катионныйэлектронных состояний. Эти значения могут быть по сравнению с теоретическими моделями и расчетами и, в свою очередь, подробно объяснить, электронной структуры и динамики исследованных видов 1, 3.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мономеры и димеры образуются в сверхзвуковой струе расширение которых приводит к молекулярного пучка. Небольшой образец ДНК база находится в тепловых источников испарения и нагревают до генерировать достаточное давление пара. Аргон несет паров через 100 мкм отверстие и проходит 2 мм С?…
Acknowledgements
Эксперименты проводились на Beamline химической динамики на дополнительный источник света, Lawrence Berkeley National Laboratory и при поддержке Управления науки, Управлением основной энергии наук, из Министерства энергетики США по контракту № DE-AC02-05CH11231, через Отдел химических наук.
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).
