芳香氨基酸及其肽光电离、SO*-4氧化与光敏化过程的比较研究

运用激光闪光光解瞬态吸收光谱研究了色氨酸 (Trp)、酪氨酸 (Tyr) ,苯丙氨酸 (Phe)和二肽 (Trp Tyr)光电离和被SO· - 4单电子氧化的过程 ,表征了反应过程中生成的自由基 ,并与丙酮光敏化生成的自由基进行了比较。三者不同之处是 ,Trp和Tyr光电离分别生成氮中心的吲哚自由基和酚氧自由基 ;丙酮光敏化除生成上述自由基外 ,在敏化Trp光解体系还观察到Trp激发三重态 ,丙酮三重态与Phe没有作用 ;在SO· - 4单电子氧化体系 ,分别在Trp的吲哚环、Tyr的苯环上加成生成加成产物 ,其中Trp尤为显著 ;Phe的光电离与SO· - 4氧化体系结果一致。在二肽Trp Tyr的光电离和光敏化体系中观察到自由基的转变过程 ,Trp/N· Tyr→Trp Tyr/O·即分子内的电子转移过程 ;而SO· - 4单电子氧化体系没有观察到这种转变     

DNA光复活过程电子转移机理的脉冲辐解研究

采用脉冲辐解瞬态吸收光谱法研究了水溶液中水合电子引发cis-syn型1,3-二甲基尿嘧啶环丁烷型二聚体(DMUD)裂解,生成嘧啶单体和嘧啶阴离子自由基,以及在维生素K3存在下,嘧啶阴离子自由基和VK3之间的电子转移反应过程,测定了电子转移反应的速率常数.当没有VK3作为电子受体时, 嘧啶阴离子自由基能继续和DMUD进行链反应.     

Bose-Einstein condensation of the triplet states in the magnetic insulator TlCuCl3

Bose-Einstein condensation denotes the formation of a collective quantum ground state of identical particles with integer spin or intrinsic angular momentum. In magnetic insulators, the magnetic properties are due to the unpaired shell electrons that have half-integer spin. However, in some such compounds (KCuCl3 and TlCuCl3), two Cu2+ ions are antiferromagnetically coupled to form a dimer in a crystalline network: the dimer ground state is a spin singlet (total spin zero), separated by an energy gap from the excited triplet state (total spin one). In these dimer compounds, Bose-Einstein condensation becomes theoretically possible. At a critical external magnetic field, the energy of one of the Zeeman split triplet components (a type of boson) intersects the ground-state singlet, resulting in long-range magnetic order; this transition represents a quantum critical point at which Bose-Einstein condensation occurs. Here we report an experimental investigation of the excitation spectrum in such a field-induced magnetically ordered state, using inelastic neutron scattering measurements of TlCuCl3 single crystals. We verify unambiguously the theoretically predicted gapless Goldstone mode characteristic of the Bose-Einstein condensation of the triplet states.     

1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶泡沫镍阴极电催化加氢研究

为了改进1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)的电催化加氢还原工艺,在平行板隔膜电解槽中,以泡沫镍为阴极,钛基二氧化钌为阳极,饱和硫酸钾的硫酸亚汞为参比电极,用恒阴极电位电解方法研究了ANDMU电催化加氢还原过程。讨论了支持电解质浓度、阴极电位、阴极液pH值、温度、反应物ANDMU浓度和阴极液循环流量等工艺参数对还原产物收率及电流效率的影响。在优化条件下还原产物收率99.9%,电流效率79.2%。与铅阳极比较,电压效率增加14%,直流能耗降低12%。     

7-羟基黄酮分子在水中分子内电荷转移及分子间多重质子的转移

基于密度泛函和含时密度泛函理论的B3LYP方法, 在TZVP基组水平上模拟7-羟基黄酮(7HF)的水复合物--7HF-(H₂O)4激发态的动力学机制. 结果表明： 复合物中7HF在第一电子激发态的前线分子轨道出现分子内电荷转移过程; 复合物中7HF在基态和第一电子激发态发生了分子结构扭转, 复合物中5个分子间的氢键在第一电子激发态均出现加强机制, 该机制可以驱动激发态的多重质子转移反应.     

2-氨基-3-苯并恶唑喹啉水复合物激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理

基于密度泛函与含时密度泛函理论方法, 研究2-氨基-3-苯并恶唑喹啉（ABO）水复合物(ABO-H₂O)激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理. 结果表明： ABO-H₂O复合物中存在一个分子内的氢键和两个分子间的氢键; 基态ABO-H₂O复合物被激发至第一电子激发态后, 仅需越过一个34.157 kJ/mol能垒, 复合物即可发生激发态分子内的质子转移反应; ABO-H₂O复合物激发态分子间的双质子转移过程中存在一个63.585 kJ/mol能垒; 在第一电子激发态上, ABO-H₂O复合物中存在分子内与分子间质子转移的竞争机制; ABO-H₂O复合物更易出现激发态分子内的质子转移过程.     

二维量子阱中单电子量子比特的性质

通过求解能量本征方程,得到弱磁场作用下的二维势阱中电子的本征能量及其波函数,进而以基态和第一激发态波函数构造了一个量子比特.数值计算结果表明,量子比特内电子的空间概率密度随空间坐标和时间的变化而变化,在阱的边缘处出现的概率值为零,在其他位置相对较大;各个空间点的概率密度均随时间做周期振荡,振荡周期与阱宽有关,与外磁场无关,它随阱宽的增加而增大.     

量子阱中弱耦合极化子的内部激发态能量

采用线性组合算符和变分相结合的方法,研究了电子与体纵光学声子弱耦合情况下量子阱中极化子的内部激发态能量．导出了无限深量子阱中弱耦合极化子的第一内部激发态能量与阱宽和电子一体纵光学声子耦合强度的函数关系．通过数值计算,结果表明：弱耦合极化子的第一内部激发态能量随阱宽L的增大而减小,随电子一体纵光学声子耦合强度a的增大呈线性减小．     

抛物量子阱中的极化子能量

研究了抛物量子阱中电子－声子相互作用对极化子能量的影响,用改进的变分法计算系统中极化子基态和激发态能量以及基态到第一激发态的跃迁能量,并给出抛物量子阱ＧａＡｓ／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ中的数值结果,研究发现,在较宽的量子阱中,电子－声子相互作用对极子能量的影响很明显。因此,讨论了极化子能量时不能忽略电子－声子相互作用。     

用Hammerling交换势计算碱金属原子高激发态能级

 考虑了碱金属原子高激发态价电子与原子实电子coulomb相互作用、交换相互作用以及极化相互作用(长程关联效应),计算了碱金属原子Li,Na,K高激发态(6≤N≤15,l≤2)波函数及能级.计算结果表明:交换势取为GKS势时,能级计算值比实验值偏低;取为hammerling势时,计算值与实验值符合很好.     

考虑Rashba效应自组织量子点中极化子性质

在对半导体量子点的研究中考虑自旋一轨道相互作用对极化子基态能量的影响．采用LLP变分的方法研究了电子一声子相互作用．结果表明声子对极化子基态能量起了很重要的作用,而且由于极化子分裂能对极化子基态能量的贡献很大,故在量子点中研究极化子性质时不可忽略极化子分裂能的影响．自旋分裂能随动量增加呈抛物线型增加．随Rashba自旋轨道耦合常数的增加极化子基态能量表现为增加和减少两种截然相反的情况,而两个分裂态中自旋向下的能态更稳定．Rashba效应不可忽略．     

Solution structure of a minor and transiently formed state of a T4 lysozyme mutant

Proteins are inherently plastic molecules, whose function often critically depends on excursions between different molecular conformations (conformers). However, a rigorous understanding of the relation between a protein's structure, dynamics and function remains elusive. This is because many of the conformers on its energy landscape are only transiently formed and marginally populated (less than a few per cent of the total number of molecules), so that they cannot be individually characterized by most biophysical tools. Here we study a lysozyme mutant from phage T4 that binds hydrophobic molecules and populates an excited state transiently (about 1?ms) to about 3% at 25?°C (ref. 5). We show that such binding occurs only via the ground state, and present the atomic-level model of the 'invisible', excited state obtained using a combined strategy of relaxation-dispersion NMR (ref. 6) and CS-Rosetta model building that rationalizes this observation. The model was tested using structure-based design calculations identifying point mutants predicted to stabilize the excited state relative to the ground state. In this way a pair of mutations were introduced, inverting the relative populations of the ground and excited states and altering function. Our results suggest a mechanism for the evolution of a protein's function by changing the delicate balance between the states on its energy landscape. More generally, they show that our approach can generate and validate models of excited protein states.     

高频二极管掺金、掺铂和12MeV电子辐照性能的研究

对高频二极管掺金、掺铂和１２ＭｅＶ电子辐照试验结果进行了对比分析研究．实验研究结果表明：掺金器件有最佳的ＶＦ～ＴＲＲ折衷曲线，但高温特性却最差；掺铂器件有最佳的高温特性，但ＶＦ～ＴＲＲ折衷曲线却最差；全面衡量器件各参数，１２ＭｅＶ电子辐照最有利于器件参数的最佳化．据此，提出了不同类型的高频二极管少子寿命控制技术的优选方案．     

抛物线性限制势量子点量子比特的振荡周期

在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合的条件下，应用Pekar变分方法得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态本征波函数．量子点中这样二能级体系可作为一个量子比特．当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，计算出电子在空间的几率分布作周期性振荡．并且得出了振荡周期随受限长度及耦合强度的变化关系．     

球型量子点量子比特内电子的概率密度分布

通过精确求解能量本征方程及变分方法,得到球型量子点中电子-声子相互作用体系的基态和第一激发态能量,以这样一个两能级体系构成一个量子比特.数值计算表明,当量子点尺寸一定时,量子比特中电子的概率密度随空间位置的变化而变化,且各个空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,振荡周期随球半径的增大而增大.     

富勒烯[ 60] 与电子给体电荷转移络合物的特性

通过毫微秒激光光解作用研究了富勒烯[60]电荷转移络合物的特性，在苯腈溶液中，从电子给体(TTF)到富勒烯[60]激发三线态的电子转移反应已被观察到，富勒烯[60]激发三线态的消失和富勒烯[60]阴离子自由基的出现，通过瞬态吸收光谱得到证实。     

双势垒中类氢杂质位置变化对量子隧穿的影响

运用求解任意势中波函数和转移矩阵方法相结合的方法,讨论双势垒结构中类氢杂质位置变化对电子共振隧穿的影响,计算得到电子的共振能级、波函数、透射系数.结果表明:杂质会使双势垒结构的有效势阱加深,从而使得电子的共振能量向低能区移动.电子在势阱中的平均位置越靠近杂质中心所在的位置,相应的有效势阱越深,使得共振峰的能量越低.类氢杂质在势阱中央时,处于第一激发态的电子共振能量最高,而处于第二激发态的电子共振能量最低.     

Elbow motion in the immunoglobulins involves a molecular ball-and-socket joint

Studies by electron microscopy, fluorescence polarization, hydro-dynamics and X-ray crystallography have demonstrated the ability of different parts of immunoglobulin molecules to move relative to each other. This movement facilitates the multiple interactions that antibodies make with polyvalent antigens and effector proteins. Comparisons of the atomic structures of immunoglobulins of the same sequence in different crystal environments, and of those with different sequences, have shown that the movements involve local changes in the conformation of the peptides linking different domains. These changes occur in (1) the hinge regions that link the Fab fragment to the Fc, and (2) the switch regions that link the VL-VH dimer to the CL-CH1 dimer. We show here that in immunoglobulins of known structure, the movement of the VL-VH dimer relative to the CL-CH1 dimer also involves the interactions of three VH and two CH1 residues that form the molecular equivalent of a ball-and-socket joint. The almost absolute conservation in the sequences of immunoglobulins and T-cell receptors of the residues that form these interactions suggests that this is a general feature of functional importance.     

基于分子轨道隐式溶剂H2O下苏氨酸的电荷转移

基于分子轨道（MO）和自然跃迁轨道（NTO）成分计算分子片段间的电荷转移. 先用密度泛函理论(DFT)中的CAM-B3LYP方法, 在6-31G(d)基组水平上优化隐式溶剂H₂O下苏氨酸（Thr）分子的几何构型，  再在相同理论方法下进行含时密度泛函理论(TDDFT)的电子激发计算, 给出隐式溶剂H₂O下Thr分子体系电子激发过程中片段间电荷转移特征的对比结果. 结果表明： 在S1~S5激发态中, 仅S2中有一对MO32→MO33跃迁轨道占绝对优势, 可通过分析该轨道的成分讨论电荷转移； 其他激发态可通过NTO分析方法讨论电荷转移； S0向激发态S1,S3和S4电荷转移的主要贡献为NTO32→NTO33轨道, 与Hirshfeld和Becke方法的定性结果一致, 定量结果略有差别.