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Die einzigartige Leistungsfähigkeit der 2D-IR-Spektroskopie

다이 2D-IR-Spektroskopieist eines von mehreren leistungsstarken Werkzeugen, die Gruppe um Baiz in ihrer Forschung einsetzt. Die Prinzipien der 2D-Spektroskopie sind Gut Verstanden, aber die Umsetzung war bisher oft recht komplex. Bei einer konventionellen(einDimensionellen) Infrarot-Absorptionsmessung wird die Absorptionsmenge in Abhängigkeit von einem einzigen Parameter, der Infrarotfrequenz, gemessen, wobei in der Regel ein FTIR-Spektrometer(Fourier-Transform-Spektrometer) verwendet wird. Jeder Absorptionsspitzenwert entspricht einer anderen Molekularschwingung. 2D-IR 방법은 흡수 효과를 향상시켜 Infrarotquellen gemessen을 더욱 효과적으로 만듭니다. Diese werden은 Pumpe und Sonde bezeichnet 역을 맡았습니다. Die Daten werden dann in der Regel als 2D-Konturkarte in den beiden Frequenzen aufgezeichnet, wobei die Diagonale nur das linee Spektrum darstellt. Wie in Abbildung 1 dargestellt, wird die Signalintensität in diesen Datenplots mit Falschfarben dargestellt. [1]

위소요? genau liefert dieser recht komplexe Experimentelle Ansatz, das Sie auf anderem Wege nicht so leicht erhalten können? Das Vorhandensein von Peaks außerhalb der Diagonalen zeigt Ihnen, dass diese beiden Schwingungen gekoppelt sind – entweder teilen sie sich ein oder mehrere Atome oder sie sind durch eine Art von chemischer Wechselwirkung eng miteinander verbunden. Die Form der Peaks offenbart beispielsweise die homogenen und inhomogenen Verbreiterungskompointen, was wiederum dynamische Informationen über die Interaktion der Moleküle mit ihrer nahen Umgebung liefert. Auch andere, subtilere Informationen können durch Analyze und Modellierung aus dem Datensatz extrahiert werden. 

Während die Daten im Frequenzbereich aufgezeichnet werden, wird die 2D-Spektroskopie heute meist im Zeitbereich unter Verwendung von Ultrafast Laserpulsen durchgeführt, wie in Abbildung 1schematisch dargestellt. Die Probe wird mit zwei breitbandigen Femtosekunden-Pumppulsenangeregt, die alle Frequenzen von Interesse enhalten. Die Verzögerung zwischen den beiden Pumppulsen wird dann wiederholt abgetastet und die daraus resultierende Auswirkung auf den Sondenpuls wird per schneller Fourier-Transformation in den Frequenzbereich umgewandelt. (Konzeptionell ist das Verfahren der FT-NMR-Methode ähnlich). Der Sondenpuls ist ebenfalls ein breitbandiger Femtosekundenpuls, der alle Frequenzen von Interesse enthält. Nachdem dieser die Probe durchlaufen hat, wird sie auf einem Monochromator dispergiert, um direkt die Frequenzachse der Sonde zu erhalten. Da die Spektren mit Laserpulsen aufgenommen werden, kann auch die Verzögerung zwischen Pumpe und Sonde gesteuert werden, um das zeitliche Verhalten, z. B. die Kohärenzzeit, all dieser Effekte zu zeigen.

Ein Robustes Experimentelles System mit vielfältigen Möglichkeiten

Baiz merkt an: "Das 2D-IR-Verfahren ist nachweislich eine hervorragende Methode, um die Dynamik von Wasserstoffbrückenbindungen in Lipidmembranen zu untersuchen. Es ist der Unterschied zwischen 친수성 및 소수성, der die Grenzfläche는 정의되어 있으며 Dynamik der Wasserstoffbrückenbindungen은 Grenzfläche im Vergleich zur Masse stark gestört입니다.“ Baiz fügt hinzu, dass ein weiterer Vorteil des 2D-IR-Verfahrens für seine Studien das relativ starke Signal ist, das von Carbonyl-Streckschwingungen(C=O) erhalten werden kann. Die meisten gängigen Lipide haben diese Carbonylgruppen und diese spielen eine Schlüsselrolle bei der Wasserstoffbrückenbindung mit Wasser. Somit passt das also hervorragend zu seiner Arbeit, die auf Lipide in verschiedenen heterogenen Gruppen abzielt. [2-3]

Die Laserquelle im 2D-IR-Aufbau ist ein일관된 아스트렐라Verbindung mit einem abstimmbaren optischen parametrischen Verstärker(바카라 카지노 TOPAS Prime mit NDFG). Astrella는 Einzigartiger Ein-Box-Verstärker, der 100 fs-Pulse bei einer zentralen Wellenlänge um 800 nm erzeugt입니다. Der OPA/NDFG-Aufbau erzeugt Pulse, die im gesamten mittleren Infrarotbereich abstimmbar sind. Im Aufbau von Baiz wird es in der Regel auf eine zentrale Wellenlänge zwischen 5,7 und 6,2 Mikrometern eingestellt, was einer Frequenz von 1.750–1.580 cm-1 entspricht, um den Carbonyl-Streckschwingungen in Lipiden und Proteinen zu entsprechen. Die Pulsbreite von 100 fs bietet eine ausreichende spektrale Abdeckung, um Lipid-Ester-Carbonyle und Protein-Amid-Carbonyle während der gleichen Messungen zu untersuchen.

온도계 mit gleichzeitiger räumlicher und zeitlicher Auflösung

Abbildung 2 zeigtschematisch die wichtigsten Elemente des im Labor von Baiz verwendeten 2D-IR-Aufbaus. Ultrafast 2D-IR 실험에 대한 Anfängen der는 Pulse mit speziell angefertigten Geräten erzeugt에 대해 설명합니다. Sie wurden auf unterschiedlichen Strahlengängen erzeugt, was eine erhebliche Herausforderung bei der Ausrichtung darstellte, um alle Strahlen mit interferometrischer Qualität auf der Probe zu überlappen. Forscher는 Baiz einen kommerziellen Pulsformer(PhaseTech Spectroscopy Inc.의 Quickshape)에 대해 자세히 설명하고 있습니다. Alle Pulse werden auf einem einzigen kollinearen Strahlengang erzeugt, was die Experimente erheblich vereinfacht.

Die fortschrittlichen elektronischen Pulsverzögerungsfähigkeiten des 바카라 카지노 Astrella Signalverzögerungsgenerators(SDG Elite) sind für einige der fortschrittlicheren Experimente nützlich, wie z. B. 일시적인 2D-IR-Spektroskopie. In diesem Modus wird ein zusätzlicher UV-Laser verwendet, um chemische Reaktionen auszulösen, die dann über das 2D-IR-Verfahren verfolgt werden. [4] 전통적인 아날로그 "펌프-프로브" - 방법은 "UV-Pump-2D-IR-Sonde"로 구현됩니다. Die mehreren Ausgänge des SDG Elite werden zur Synchronisierung der verschiedenen Kompontenen des optischen Aufbaus verwendet, wie in Abbildung 2 gezeigt.

Einfacher Betrieb minimierte die Auswirkungen der Pandemie im Labor von Baiz

나는 Labor von Baiz wird der 2D-IR-Aufbau von mehreren Studenten und Postdoktoranden gemeinsam genutzt입니다. Daher ist die langfristige Zuverlässigkeit und einfache Bedienung von아스트렐라Ebenso wichtig wie die Stabilität der Ausgabe. Baiz erklärt: "Die Studenten erhalten die exklusive Nutzung in Zeitblöcken von in der Regel zwei Wochen Dauer. Damit diese Planung reibungslos und fair funktioniert, brauchen wir eine verlässliche On-Demand-Leistung. Das bekommen wir mit Astrella. Wir haben festgestellt, dass die beste Lösung darin besteht, den Laser im Dauerbetrieb die gesamte Woche laufen zu lassen und ihn einfach zu vergessen, dass wir auch einen großartigen Servicevertrag haben, der uns in den seltenen Fällen, in denen wir. ein 문제는 Laser haben, fast sofort wieder auf die Beine importt입니다.“ Baiz sagt, dass die einfache Bedienung des Astrella – "Es ist wirklich nur eine Lichtquelle" – es seinen Studenten immer ermöglicht hat, sich ganz auf ihre Experimente zu konzentrieren ohne sich dabei um den Laser kümmern zu müssen. 2020년 11월 코로나19에 노동 생산을 위한 전쟁 비존더가 사망합니다. Er merkt an: "Die Einschränkungen der Universität hatten zur Folge, dass immer nur eine Person in unserem Labor arbeiten konnte. Junge Studierende mit Minimaler Erfahrung im Umgang mit einem Ultrafast Laserverstärker mussten also ohne direkte Hilfe oder Aufsicht arbeiten. Doch diese personelle Einschränkung hatte keinerlei Auswirkungen auf die Produktivität unseres Labors, denn allein im Jahr 2020 wurden 10 Arbeiten eingereicht.“