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超快紫外激光脉冲激发环己二烯追踪结构性变化上演“分子电影”-亚博首页


本文摘要:科学家首次跟踪了环状气体分子裂缝和衰变时飞秒级事故的结构性变化。

科学家首次跟踪了环状气体分子裂缝和衰变时飞秒级事故的结构性变化。环状分子生化非常丰富,也是许多单体药物的基础成分。这个研究说明了气体化学反应的动态x射线的研究方向,对生物过程很重要。图中显示了在某个环状分子被光超越的飞秒级瞬间,分子形状不会再次变化。

斯坦福线性加速器中心用的x射线激光测量分子运动彩色图显示了理论模型的分子变化,其结果是实际和实时的。背景中的方块代表面板中的拼盘x射线探测器。美国能源部国家斯坦福线性加速器中心(SLAC )实验室的研究者编译器认为,这种基本的开环反应处于计算机动画序列的原始步骤,该动画获得结构变化的分子电影。这个先驱性的实验在斯坦福直线加速器中心的直线性倒计时加速器光源研究所(美国能源部用户设备科学事务所)完成,为正确跟踪化学反应中气体分子飞秒级的变化,树立了最重要的里程碑。

斯坦福线性加速器中心的科学家MikeMinitti与布朗大学的PeterWebe合作,线性倒计时光源(LinacCoherentLightSource )的特性:在你眼前是不常见的化学反Minitti响应:线性倒计时加速器光源看起来像游戏规则的转化者,可以以飞秒级的速度仔细观察化学变化,仔细观察每个原子的运动。这个方法仅限于更简单的分子和化学变化。利用斯坦福直线加速器中心的x射线研究气体中的权利浮游分子,由于气体分子完全不与气体分子和结构相连,因此可以看到化学变化中的明确结构。他补充说,即使在现在,利用x射线研究缓慢的气体分子的变化依然受到限制。

化学运动的新检查该研究相对于由1,3 -环己二烯(1,3-cyclohexadiene,CHD )组成的气体分子,是来自松油的小型环状有机分子。环状分子在许多生物和化学过程中起着重要的作用,这些反应过程实质上在于化学键的构成和破坏。这个实验主要跟踪环状分子在两个原子之间的化学键被破坏后如何分解成为大致直线的分子。

Minitti响应:关于分子的进程,长期以来没有争论。原子可以采取不同的路径和方向。跟踪这个最后显示了化学反应的过程,可能会导致理论和模型的改良。

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在分子电影的制作实验中,研究者使用超高速紫外线激光脉冲开始开环反应,由此唤起的环己二烯。然后,利用斯坦福大学直线加速器中心的x射线,以不同的时间间隔测量分子的形状变化过程。

研究者依次编制了10万个以上类似闪光灯衍射x射线的测量,进行了排序。然后,他们给出了这些测量结果和计算机模拟,说明了分子结构闭合后的最初200分钟内最可能分解的方式。这个建模是由爱丁堡大学(UniversityofEdinburgh )的研究者AdamKirrander完成的,展示了原子的方位和运动变化过程。动画片各区间的时间长度是25飞秒,约是电视30帧每秒速度的1.3万亿倍。

Weber回答说,这样的分辨率对于仔细观察分子运动是很大的变化。气体样品是该研究的理想样品,因为相邻的两个环己二烯分子之间的间隔增加,容易区分和跟踪各个分子运动。斯坦福直线加速器中心的x射线脉冲就像台球游戏的母球,可以使分子中的电子散射到位传感器中,计划分子中的原子方位。

应用于更简单的研究中的顺利测试用例Minitti响应:本研究可以作为大分子的标准和平台使用,并且有助于我们的研究更简单、解读更重要的化学变化。


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