Molekylær Beam massespektrometri med Tunable Vacuum Ultrafiolett (VUV) Synchrotron Radiation

Summary

En molekylær stråle koblet til tunbare vakuum ultrafiolett photoionization massespektrometer på en synkrotron et praktisk verktøy for å utforske elektroniske struktur isolerte gassfase molekyler og klynger. Proton overføring mekanismer i DNA base dimer ble belyst med denne teknikken.

Abstract

Fleksibel myk ionisering koblet til masse spektroskopi er en kraftig metode for å undersøke isolerte molekyler, komplekser og klynger og deres spektroskopi og dynamikk ^1-4. Grunnleggende studier av photoionization prosesser biomolekyler gir informasjon om elektroniske struktur av disse systemene. Videre bestemmelser av ionisering energier og andre egenskaper av biomolekyler i gassfase er ikke trivielt, og disse eksperimentene gir en plattform for å generere disse data. Vi har utviklet en termisk fordamping teknikk kombinert med supersoniske molekylære bjelker som gir en skånsom måte å transportere disse artene i gassfasen. Skjønnsom kombinasjon av kilde gass og temperatur tillater dannelse av dimerer og høyere klynger av DNA baser. Fokus for dette arbeidet er på effektene av ikke-kovalente interaksjoner, dvs. hydrogen binding, stabling og elektrostatiske interaksjoner, på ionisering energier ogproton overføring av enkelte biomolekyler, deres komplekser og på mikro-hydrering av ^{en vann, 5-9.}

Vi har utført eksperimentell og teoretisk karakterisering av de photoionization dynamikken i gass-fase uracil og 1,3-dimethyluracil dimer ved hjelp av molekylære bjelker kombinert med synkrotronstråling på Kjemisk Dynamics Beamline ¹⁰ ligger på Advanced Light Source og de ​​eksperimentelle detaljer er visualisert her. Dette tillot oss å observere proton overføring i 1,3-dimethyluracil dimer, et system med pi stabling geometri og uten hydrogenbindinger ^en. Molekylære bjelker gir en veldig praktisk og effektiv måte å isolere prøve av interesse fra miljømessige forstyrrelser som til gjengjeld gjør nøyaktig sammenligning med elektronisk struktur beregninger ^{11, 12.} Ved å justere foton energi fra synkrotron, en photoionization effektivitet (PIE) kurve kan plottes som informerer oss om kationiskeelektroniske stater. Disse verdiene kan deretter sammenlignes med teoretiske modeller og beregninger og i sin tur, forklare i detalj den elektroniske strukturen og dynamikken i de undersøkte artene ^{1, 3.}

Protocol

1. Eksempel Loading Ta av flensen og demontere 3/8 "rustfritt dyserør fra apparatet (Se figur 1 og figur 2) og sørg for at den er ren og 100 mm åpning er klart (Dette kan gjøres ved å se på en lyskilde gjennom det). For rengjøring, fyll røret med ~ 1 ml etanol og skrubb innsiden med bomull tips. Alternativt kan man legge munnstykket i et ultralydbad fylt med såpe og vann eller etanol i ca 20 min. Tørk deretter med trykkluft. Ved hjelp av en liten, ren…

Representative Results

Fig. 7 viser en typisk massespektrum av den supersoniske utvidelse av 1,3-dimethyluracil damper (A) og kaken kurver av tre hovedtrekk (monomeren ved m / z 140, protonert monomer ved m / z 141, og 1 ,3-dimethyluracil dimer ved m / z 280) som ut fra en VUV scan mellom 8 og 10 eV EV (B). Den grå skygge er standardavviket fra tre påfølgende skanninger. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50164/50164fig1highr…

Discussion

Monomerene og dimer er generert i et supersonisk jet ekspansjon som gir opphav til en molekylær stråle. En liten prøve av DNA base er plassert i en termisk fordamping kilde og oppvarmet for å generere tilstrekkelig damptrykk. Argongass bærer dampene gjennom en 100 um åpning og passerer en 2 mm skimmer for å produsere en kald molekylær stråle ^14. Alternativt, kan en effusive strålen brukes, hvor prøven er plassert i en oppvarmet ovn festet til repeller platen (ion optikk) av massespektrometer.

<…

Materials

Name of Reagent/Material	Company	Catalog Number	Comments
Uracil	Sigma	U0750
1,3-Dimethyluracil	Aldrich	349801