Ayarlanabilir Vakum Ultraviyole (VUV) Sinkrotron Radyasyon Molecular Beam Kütle Spektrometresi
Summary
Bir sinkrotron de ayarlanabilir vakum ultraviole fotoiyonizasyon kütle spektrometresi birleştiğinde bir moleküler demet izole gaz fazında moleküller ve kümelerin elektronik yapısını keşfetmek için uygun bir araç sağlar. DNA baz dimerleri Proton transferi mekanizmaları bu teknik ile aydınlatılmıştır.
Abstract
Kütle spektroskopisi birleştiğinde Ayarlanabilir yumuşak iyonlaşma izole moleküller, kompleksleri ve kümeleri ve onların spektroskopi ve dinamiği 1-4 araştırmak için güçlü bir yöntemdir. Biyomoleküllerin fotoiyonizasyon süreçlerinin temel çalışmaları bu sistemlerin elektronik yapısı hakkında bilgi sağlamak. Ayrıca iyonlaşma enerjileri ve gaz fazında biyomoleküllerin diğer özelliklerinin belirlenmesinin önemsiz değildir ve bu deneyler bu verileri oluşturmak için bir platform sağlar. Biz gaz fazına bu türlerin taşımak için yumuşak bir yol sağlar süpersonik moleküler kirişler ile birleştiğinde termal buharlaşma tekniği geliştirdik. Gaz kaynağı ve sıcaklık makul kombinasyon dimerler ve DNA bazlarının en yüksek kümelerinin oluşumunu sağlar. Bu özel çalışmanın odak iyonlaşma enerjileri, kovalent olmayan etkileşimler, yani hidrojen bağı, istifleme ve elektrostatik etkileşimlerin etkileri vebireysel biyomoleküllerin, kendi kompleksleri ve su 1, 5-9 tarafından üzerine mikro-hidrasyon proton transferi.
Biz burada görselleştirildiği Gelişmiş Işık Kaynağı bulunan Kimyasal Dynamics beamline 10 ve deney ayrıntıları Sinkrotron ışınımı ile birleştiğinde molekül demetleri kullanarak fotoiyonizasyon gaz-fazı urasil dinamikleri ve 1,3-dimethyluracil dimerleri deneysel ve teorik karakterizasyonu gerçekleştirdik. Bu bizi pi geometri istifleme ile ve hidrojen bağları 1, 1,3-dimethyluracil dimerleri, bir sistem proton transferi gözlemlemek için izin verildi. Moleküler kirişler karşılığında elektronik yapı hesaplamaları 11, 12 ile doğru bir karşılaştırma sağlar çevresel tedirginlikler ilginin örnek izole etmek için çok uygun ve verimli bir şekilde sağlar. Katyonik hakkında bizi bilgilendirir sinkrotron, eğri çizilebilir bir fotoiyonizasyon verimlilik (PIE) gelen foton enerjisi ayar tarafındanelektronik devletler. Bu değerler daha sonra teorik modeller ve hesaplamalar ile karşılaştırıldığında ve sırayla, ayrıntılı İncelenen türler 1, 3 elektronik yapısı ve dinamikleri açıklamak mümkündür.
Protocol
Representative Results
Discussion
Monomerler ve dimerleri bir moleküler ışın doğurur süpersonik jet genişleme üretilir. DNA baz küçük bir örneği, bir termal buharlaşma kaynağı yerleştirilir ve yeterli buhar basıncı oluşturmak için ısıtılır. Argon gazı, bir 100 mikron delik aracılığıyla buhar taşıyan ve bir soğuk moleküler ışın 14 üretmek için 2 mm'lik bir kepçe geçer. Örnek kütle spektrometre kovucu plaka (iyon optik) bağlı bir ısıtılmış fırında yerleştirilir Alternatif olarak, bir taş…
Acknowledgements
Deneyler, Gelişmiş Işık Kaynağı, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı Kimyasal Dynamics beamline yürütülen ve Sözleşme No DE-AC02-05CH11231 altında ABD Enerji Bakanlığı Bilim Dairesi, Temel Enerji Bilimler Dairesi tarafından desteklenen Kimyasal Bilimler Bölümü aracılığıyla.
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).
