Moleküler Konformatörlerin ve Kümelerin Mekansal Ayrımı

Aşağıdaki deneyin genel amacı, gaz fazındaki konformerler, kümeler veya kuantum durumları gibi farklı türleri uzamsal olarak ayırmak ve bu örnekler üzerinde daha fazla deney yapmaktır. Bu, ilk önce ilgilenilen türleri içeren rotasyonel olarak soğuk bir süpersonik moleküler ışın üretilerek elde edilir. İkinci bir adım olarak, ışında bulunan farklı türlerin uzamsal olarak ayrılması gerekir, bu da homojen elektrik alanlarında güçlü kullanılarak elde edilir ve türleri, keskin etki tarafından indüklenen etkili dipol momentleri ile ayırır.

Daha sonra, türlerin mekansal dağılımları, yalnızca tek bir türün bulunduğu alanları belirlemek için rezonansla geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyonu kullanılarak incelenir. CYS ve üç floro etanolün trans izomerlerinin uzamsal olarak ayrılmasını ve ayrıca moleküler ışındaki uzamsal konumun bir fonksiyonu olarak kaydedilen tam tür seçici yerleşik geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyon verimine dayalı olarak su indu kümelerinin saf indudan ayrılmasını gösteren sonuçlar elde edilir. Bu tekniğin hpo, odaklayıcı veya demir hareketlilik sürüklenme tüpü gibi mevcut tekniklere göre ana avantajı, elektrik faktörünün uygulanması çok daha kolay ve daha genel olarak uygulanabilir olmasıdır.

Bu tekniğin çıkarımları, saf ve homojen numuneler gerektirdiğinden, moleküler çerçeve görüntülemenin yanı sıra elektron ve x-ışını kırınım deneylerindeki uygulamalara kadar uzanır, çünkü bunlar gaz fazında, gaz fazı moleküler ışın kurulumunun ve deflektörün bir şeması burada gösterilmiştir ve aşağıdaki bileşenlerden oluşur. İlk bileşen, moleküler numuneyi içeren darbeli bir Evan Levy valfidir. Burada sunulan deneylerde, valf, yaklaşık 50 bar helyum destek basıncı ile 20 hertz'lik bir tekrarlama hızında çalıştırılır ve bir vakum odasına genişletilir, 10'dan daha azına negatif altı ila mbar'a boşaltılır.

İki milimetre çapında bir moleküler ışın sıyırıcı, valfin 22 santimetre aşağısına yerleştirilir, moleküler ışını kaplar ve darbeli valf ile vakum sisteminin geri kalanı arasında diferansiyel pompalama koşullarına yol açar. Sıyırıcıdan hemen sonra, moleküller elektrostatik saptırma cihazına girer. Bu, üç milimetre yarıçaplı bir çubuk ve her biri 24 santimetre uzunluğunda 3,2 milimetre yarıçaplı bir çukurdan oluşur.

Cihazın merkezindeki elektrotlar arasındaki dikey boşluk 2,3 milimetredir. Çubuk ve oluk arasına sıfır ile 26 kilovolt arasında bir potansiyel farkı uygulanır ve deflektör molekülleri ikinci bir sıyırıcı yoluyla etkileşim bölgesine girdikten hemen sonra ekte belirtildiği gibi neredeyse sabit bir alan gradyanına sahip homojen bir elektrik alanı üretir ve daha ileri bir diferansiyel pompalama aşaması sağlar. Negatif dokuzuncu milibara 10'dan daha düşük basınçlara boşaltılan etkileşim bölgesi, standart bir Wiley McLaren uçuş süresi kurulumu içerir, moleküller, itici ve ekstraktör elektrotları arasındaki ekstraksiyon bölgesinin merkezinde odaklanmış lazer darbeleri ile iyonize edilir.

Üretilen iyonlar, bir kütle spektrumunun kaydedildiği çok kanallı bir plakaya veya MCP dedektörüne doğru hızlandırılır. Lazer darbeleri, neodimyum YAG pompalı frekans iki katına çıkarılmış darbeli boya lazerinden türetilir ve son O deneyleri için yaklaşık 283 nanometre veya üç floro fenol deneyi için 272 nanometre ve birkaç milijoule darbe enerjileri sağlayan tipik çıkış dalga boyları sağlar. Darbe süreleri 10 nanosaniye mertebesindedir ve darbeler 750 milimetre odak uzaklığına sahip lens ile etkileşim bölgesinde yaklaşık 100 mikronluk bir nokta boyutuna odaklanır.

Zamanlama sırası, ana saati sağlayan bir dijital gecikme üreteci tarafından kontrol edilir. Bu, kütle spektrumlarını kaydetmek için kullanılan neo DMAC lazeri, darbe valfini ve sayısallaştırıcı kartı tetikler. Sayısallaştırıcı kart, lazer işaret anahtarıyla aynı anda tetiklenir.

Moleküler ışın yoğunlukları, kaydedilen uçuş spektrumları süresinde uygun kütle kapılarından çıkarılır. Önce küçük bir filtre kağıdına birkaç damla üç floro fenol damlatın, ardından darbeli valfin örnek haznesini kimyasal numune ile yükleyin, yüksek saflıkta, yüksek basınçlı bir destek gazı kullanarak süpersonik genleşmeyi üretin, numune rezervuarının sıcaklığını, numunenin kısmi basıncı yaklaşık 10 milibar olacak şekilde valf içinde ayarlayın. Üretilen moleküler ışını karakterize etmek için, iyonizasyon lazerini, numunenin belirli bir konformerinin rezonansla geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyonu için bilinen bir dalga boyuna ayarlayın, MCP dedektöründeki toplam ana iyon verimini izleyerek moleküler ışın darbesinin zamansal bir profilini kaydedin

Elektrostatik deflektör kapalıyken tipik bir zamansal profil, helyum kullanan iki farklı taşıyıcı gaz için burada gösterilmiştir. Bu çalışma koşulları altında bir Evan levy valfinden gelen bir genleşme için tipik olarak yaklaşık 12 mikrosaniyelik bir zamansal genişlik, maksimumun yarısında tam genişlik gözlenir. Karşılaştırma için, neon oturmuş bir kirişin zamansal bir profili de gösterilmiştir.

Ardından, sonraki tüm ölçümler için valf lazer gecikmesini maksimum yoğunluk konumuna sabitleyin. Odaklama merceğini, odak moleküler ışına göre Y yönünde hareket edecek şekilde lazer yayılma yönüne dik olarak hareket ettirerek moleküler ışının enine uzamsal profilini kaydedin. Ardından, ışınla ilgilenen tüm uygunluklar için zamansal ve uzamsal profil oluşturmayı tekrarlayın.

Son olarak, deflektöre giden yüksek voltaj beslemesini açın ve şimdi saptırılması gereken tüm izomerler için uzamsal profilleri kaydedin. Direk / dipol moment oranına göre, üç, floro etanol konformeri, 50 bar helyumun süpersonik genişlemesinden moleküler bir ışında ayrıldı. İç kısımlar, iki konformerin moleküler yapılarını gösterdi.

Bireysel türler, 272 nanometre civarında diğer ayırt edici rezonans geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyon rezonansları ile araştırıldı. Trans türler, cis konformer'dan önemli ölçüde daha büyük bir keskin etki sergiler. Bu, keskin enerjilerin negatif eğimi tarafından verilen daha büyük, etkili bir dipol momentine yol açar.

Sonuç olarak, transcon konformer, deflektörden geçtikten sonra daha büyük bir sapma yaşar ve kist konformerinden ve ışının taşıyıcı gazından uzamsal olarak ayrılır. Moleküler ışının uzamsal dağılımı, moleküler ışın yönüne göre rezonansla geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyon lazerinin çevrilmesiyle izlenir ve uzamsal profiller burada gösterilir. Alansız profiller, cys için macenta ve trans eğrileri için camgöbeği ile gösterilir.

Bunlar, moleküler ışının yaklaşık iki milimetrelik bir uzamsal genişliğini verir ve deflektör olmadan her iki türün de ışın içinde karıştırıldığını gösterir. 14 kilovoltluk bir sapma voltajı uygulamak, konformerlerin uzamsal olarak ayrılmasına yol açar Bir sapma alanı varlığında sağda gösterildiği gibi 28 kilovolt gibi daha yüksek voltajlar uygulandığında ayırma artar. Transcon konformer, cis konformerden önemli ölçüde daha büyük bir sapmaya maruz kalır ve ışında bulunan diğer türlerden etkili bir şekilde ayrılabilir, öyle ki y üç milimetreye eşit bir konumda, saf bir trans numunesi oluşturulur ve daha sonraki deneyler için kullanılabilir.

Indu suyu gibi moleküler kümelerin ışınlarının hazırlanması için, bir coex, moleküler ışın valfinden indu ve suyu genişletir. Bu, ilgili monomerlerin yanı sıra çeşitli bileşimlerden oluşan kümeler de dahil olmak üzere bir tür karışımı oluşturur. Burada, bir indu'nun saf bir örneğinin oluşturulmasını gösteriyoruz.

Bir su dimer. Moleküler bir endüstri demeti için uzamsal profiller. Su varlığında genleşen Co burada gösterilmiştir.

Bu profillerin rezonansla geliştirilmiş çoklu foton iyonizasyonu yoluyla tespiti, Indo Indu suyu ve indu suyu için tamamen tür seçicidir. Burada gösterilen iki profil, çubuk ve oluk elektrot arasında 26 kilovoltluk bir potansiyel farkla kaydedilmiştir. Çizgiler simüle edilmiş değerleri gösterir.

Sayısal simülasyon yöntemlerinin detayları literatürde bulunabilir. Karşılaştırma için, alandan bağımsız veya deflektörlü topraklanmış bir uzamsal profil, beklendiği gibi siyah eğri ile gösterilir, bire bir indu ve su kümesi en büyük sapmayı yaşar ve y konumunda iki ila üç milimetre saf indu su demetine eşittir. Biri, deflektörün uzamsal moleküler ışın profili üzerindeki etkisini vurgulamak için oluşturulmuştur, iç kısım, deflektör boyunca uygulanan potansiyel farkın bir fonksiyonu olarak, indu suyunun moleküler ışın yoğunluğunu gösterir.

Alan kuvveti arttıkça, moleküler ışının en soğuk kısmının artan bir sapma yaşadığını, daha sıcak bileşenlerin ise önemli ölçüde daha küçük bir uzamsal ayrılma yaşadığını ve bir miktar yoğunluğun orijinal konumunda kaldığını gösterir. Bu ayrıca moleküler ışının en soğuk kısmının seçimini vurgular. Bu prosedürü takiben.

Moleküler çerçeve görüntüleme ve hizalama gibi diğer yöntemler, durum Seçilmiş numunelerden moleküler çerçeve verilerinin çıkarılmasına izin verildikten sonra önemli ölçüde onaylanabilir. Ve lazerlerle çalışmanın son derece tehlikeli olduğunu unutmayın, bu nedenle koruyucu gözlük takmak gibi önlemler her zaman alınmalıdır.