小分子探针对光敏黄蛋白结构和动力学的研究

以二维红外光谱技术(2DIR)为主要的研究手段,以过渡金属羰基配合物CORM-3作为外源探针,研究了光敏黄蛋白(photoactive yellow protein,PYP)突变体M100A的超快结构动力学。结果表明,CORM-3以RuII(CO)2(RC)的形式稳定地结合在蛋白质的两个位点(H3和E81)上,并在红外光谱的羰基伸缩振动区域会产生四个吸收峰。2DIR结果表明两个结合位点存在不同的C≡O振动光谱扩散动力学,说明这两个结合位点处RC的水合程度以及蛋白质的局部结构环境不同。

同位素标记和二维红外光谱研究菌紫质的局部构象动力学

将^(13)C同位素标记的赖氨酸作为红外探针引入细菌视紫红质中,借助傅里叶变换红外光谱和二维红外光谱,我们对该蛋白质的局部结构动力学进行了探究。结果表明一些特定位点的酰胺-Ⅰ带吸收峰发生了明显的红移。在标记的七个赖氨酸残基中,位于细胞外侧螺旋-D的环区域中的赖氨酸129残基,在高频1690cm^(-1)处具有独特的酰胺-Ⅰ带吸收,为利用线性和非线性手段研究细胞外表面结构和水合动力学提供了局部探针。

氮化碳分子内振动能量转移的超快二维红外光谱

利用碱处理法剥离制备了氮化碳重水胶体溶液,通过FTIR光谱表征发现其具有三个C=N伸缩振动吸收峰。根据文献构建了一系列氮化碳模型分子并对其开展振动光谱计算,对三个吸收峰进行了系统指认,结果表明三个吸收峰分别来自于三个不同区域的3-s-三嗪C=N键的伸缩振动。超快时间分辨的二维红外光谱手段观测到了发生在三个不同C=N伸缩振动模式间的能量转移。

非富勒烯聚合物薄膜的超快可见激发-红外探测光谱研究

非富勒烯聚合物太阳能电池材料是最具前景的有机太阳能电池材料之一。供受体材料的化学结构直接决定两者之间能带匹配程度,从而影响光电转换效率。本文以非富勒烯给受体材料为研究对象,利用超快可见激发-中红外探测光谱方法,以ITIC分子中的CN和CO伸缩振动为探针,研究了非富勒烯聚合物薄膜在光激发后电荷分离及演化过程。结果表明,这一体系的电荷分离过程可发生在皮秒时间尺度上。

N-乙基丙酰胺在高浓度盐溶液中的超快二维红外光谱

β-多肽是由β-氨基酸组成的一类非天然多肽,具有丰富的二级结构。N-乙基丙酰胺(NEPA)是研究β-多肽骨架结构动力学的重要模型分子。解析NEPA在不同溶液环境下的超快结构变化,对研究β-多肽在不同条件下的结构分布及动态结构变化过程有着重要意义。我们选取酰胺-Ⅰ带为探针,利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和超快二维红外(2DIR)光谱手段,研究了NEPA分别与高浓度(4.5mol·L^(-1))下的CaCl_2和MgCl_2之间的作用机制。本研究旨在阐明离子与NEPA酰胺单元的相互作用,为解释β-多肽在复杂溶液环境中的结构动力学提供实验依据。

RDX在溶液相中振动能量传递的二维红外光谱

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和飞秒二维红外光谱(2DIR),结合量子化学计算,研究了1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷(RDX)分子在DMSO溶液相中的振动能量传递过程。FTIR光谱结果表明,溶液相中RDX分子不再是自由的CS对称性,NO_2反对称伸缩振动的IR吸收带部分重叠。此外,2DIR光谱的指纹特征显示RDX分子中三个NO_2基团之间存在较强的振动耦合,同时三个NO_2基团之间有分子内能量传递过程。