生物模型体系的二维红外光谱研究及特异性红外探针的优化

发布时间：2021-11-28 11:56

　　时间分辨性二维红外光谱可以测量振动关联耦合信息,是目前研究振动耦合、化学交换过程、光谱扩散等过程的有力工具。在生物体系的相关研究中,二维红外光谱已展现出其在反映体系动力学及振动关联信息的优势。受限于二维红外光谱系统搭建及操作的难度,该技术尚未被广泛应用于生物体系的研究中。此外,现有特异性红外探针存在的一些缺陷及不足,也限制了二维红外光谱在蛋白体系的应用。因此发展和完善非天然氨基酸红外探针,利用其对蛋白局域位点结构功能进行探测,对理解蛋白关键位点工作机理具有重要意义。本文介绍了实验室自主搭建的基于脉冲整形技术及上转换方法的二维红外光谱系统。系统利用声光调制器对脉冲频率及相位进行调制,实现相位循环降低噪声,通过旋转频率坐标减少采样间隔,通过相位补偿矫正啁啾。系统采用上转换方法将中红外光上转换为可见光,通过线阵互补金属氧化物半导体器件,实现了中红外光谱的多通道探测。基于上述技术的二维红外光谱系统,具有设备成本低,相位锁定,信噪比高,采集速度快等优点,在实际应用具有较大优势。我们利用本系统进行了以下研究:（1）基于叠氮离子红外探针,我们研究了生物受限水体系中氢键动力学与界面电荷关系,发现了受限... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 课题背景及意义
    1.2 二维红外光谱研究进展
        1.2.1 二维红外光谱概述
        1.2.2 二维红外光谱技术发展
        1.2.3 红外探针的发展和应用
    1.3 论文结构
第2章 二维红外光谱
    2.1 背景知识
        2.1.1 非线性光学基础
        2.1.2 二维红外光谱基础
    2.2 二维红外光谱分析及应用
        2.2.1 快速动态变化
        2.2.2 分子结构解析及分子间相互作用探究
    2.3 二维红外光谱仪器搭建
        2.3.1 超快激光光源
        2.3.2 脉冲整形装置
        2.3.3 中红外光谱上转换及探测
第3章 基于N_3~-探针对受限水体系的研究
    3.1 研究背景
    3.2 实验和计算方法
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 计算方法
    3.3 不同电荷反胶束中N_3~-线性光谱比较及DFT计算
    3.4 不同电荷反胶束中N_3~-二维红外光谱
    3.5 不同电荷反胶束中N_3~-光谱扩散过程
    3.6 小结
第4章 基于W(CO)_6探针对平面多层磷脂仿生膜的二维光谱研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验方法
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 光谱测量
    4.3 纳米颗粒与平行磷脂双层膜作用的线性光谱研究
    4.4 纳米颗粒与平行磷脂双层膜作用的二维红外光谱研究
    4.5 小结
第5章 4-叠氮基-L-苯丙氨酸红外探针的研究
    5.1 研究背景
    5.2 实验和计算方法
        5.2.1 实验方法
        5.2.2 计算方法
    5.3 pN_3Phe在异丙醇溶液中的光谱研究及费米共振的确认
    5.4 pN_3Phe在水溶液中费米共振及其对探针应用的影响
    5.5 三能级微扰模型
    5.6 非谐性频率计算
    5.7 费米共振调制方法探究
    5.8 mN_3Phe压制费米共振表征
    5.9 小结
第6章 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]二维红外光谱[J]. 郑俊荣.  物理. 2010(03)



本文编号：3524381