Tunable वैक्यूम पराबैंगनी (VUV) सिंक्रोट्रॉन विकिरण के साथ आणविक बीम मास स्पेक्ट्रोमेट्री
Summary
एक आणविक tunable निर्वात एक सिंक्रोटॉन में पराबैंगनी photoionization मास स्पेक्ट्रोमीटर मिलकर बीम पृथक गैस चरण अणुओं और समूहों के इलेक्ट्रॉनिक संरचना का पता लगाने के लिए एक सुविधाजनक उपकरण प्रदान करता है. डीएनए आधार dimers में प्रोटॉन हस्तांतरण तंत्र इस तकनीक के साथ elucidated थे.
Abstract
Tunable नरम जन स्पेक्ट्रोस्कोपी युग्मित ionization अलग अणु, परिसरों और समूहों और उनके स्पेक्ट्रोस्कोपी और गतिकी 1-4 की जांच करने के लिए एक शक्तिशाली विधि है. Biomolecules के photoionization प्रक्रियाओं के मौलिक अध्ययन इन प्रणालियों के इलेक्ट्रॉनिक संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं. इसके अलावा ionization ऊर्जा और गैस चरण में biomolecules के अन्य गुणों के determinations तुच्छ नहीं कर रहे हैं और इन प्रयोगों इन आंकड़ों उत्पन्न करने के लिए एक मंच प्रदान करते हैं. हम एक थर्मल वाष्पीकरण तकनीक सुपरसोनिक आणविक मुस्कराते हुए कि एक सौम्य गैस चरण में इन प्रजातियों परिवहन तरीका प्रदान करता है के साथ मिलकर विकसित किया है. विवेकपूर्ण स्रोत गैस और तापमान के संयोजन dimers और डीएनए अड्डों के उच्च समूहों के गठन के लिए अनुमति देता है. इस विशेष कार्य के गैर सहसंयोजक बातचीत, यानी, हाइड्रोजन बॉन्डिंग, stacking, और electrostatic बातचीत के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित है, और ionization ऊर्जा परव्यक्तिगत biomolecules, उनके परिसरों पर पानी 1, 5-9 से सूक्ष्म जलयोजन प्रोटॉन हस्तांतरण.
हम गैस चरण uracil की photoionization गतिशीलता और 1,3-dimethyluracil dimers आणविक रासायनिक गतिशीलता 10 उन्नत हल्के स्रोत पर स्थित Beamline और प्रयोगात्मक विवरण में सिंक्रोटॉन विकिरण के साथ मिलकर उपयोग कर मुस्कराते हुए प्रायोगिक और सैद्धांतिक लक्षण वर्णन में प्रदर्शन किया है visualized यहाँ हैं. यह हमें 1,3-dimethyluracil dimers में प्रोटॉन हस्तांतरण का निरीक्षण करने के लिए, pi ज्यामिति को stacking साथ और कोई हाइड्रोजन बांड के साथ 1 एक प्रणाली की अनुमति दी. आण्विक मुस्कराते हुए एक बहुत ही सुविधाजनक और कुशल पर्यावरण perturbations जो बदले में इलेक्ट्रॉनिक संरचना गणना 11, 12 के साथ सटीक तुलना की अनुमति देता है से ब्याज का नमूना अलग तरीका प्रदान करते हैं. सिंक्रोटॉन, एक photoionization (पाई) दक्षता वक्र प्लॉट किया जा सकता से फोटान ऊर्जा जो हमें cationic के बारे में बताते हैं ट्यूनिंगइलेक्ट्रॉनिक राज्यों. इन मूल्यों को तो सैद्धांतिक मॉडल और गणना करने के लिए तुलना में किया जा सकता है और बदले में, विस्तार में इलेक्ट्रॉनिक और जांच 1 प्रजातियों, 3 की संरचना की गतिशीलता की व्याख्या.
Protocol
Representative Results
Discussion
monomers और dimers जो एक आणविक बीम को जन्म देता है एक सुपरसोनिक जेट विस्तार में उत्पन्न कर रहे हैं. डीएनए आधार का एक छोटा सा नमूना एक थर्मल वाष्पीकरण स्रोत में रखा गया है और पर्याप्त वाष्प के दबाव उत्पन्न करने के ?…
Acknowledgements
प्रयोग रासायनिक गतिशीलता Beamline पर किए गए और उन्नत प्रकाश स्रोत, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला में विज्ञान के कार्यालय, मूल ऊर्जा विज्ञान के कार्यालय, सं डे AC02 – 05CH11231 अनुबंध के तहत अमेरिका के ऊर्जा विभाग के द्वारा समर्थित है, रसायन विज्ञान विभाग के माध्यम से.
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).
