从分子视角观察反应机理

据英国Nature，2006，443：122报道，丹麦奥尔胡斯大学的斯塔佩尔菲尔特（H．Stapelfeldt）正在研究一种新的观察化学反应的方法，即从分子视角实时观察化学反应过程中原子是如何相互交换位置，以及电子是如何重新排布的。研究中使用的装置是一台飞秒型的光电子光谱仪，它与以往研究中使用的传统装置不同。以前的光谱仪是通过用紫外光敲击出靶标分子的光电子来获知分子的电子结构的。     

诺贝尔奖得主亨利·陶布逝世

因阐述化学反应中的电子如何在分子间活动而获得诺贝尔化学奖的亨利·陶布(H enryTaube),2005年11月16日在他曾任教20多年的斯坦福大学校园的家中逝世,享年89岁。陶布博士主要研究一些分子从其他分子中争夺电子的反应。这些反应被称之为氧化还原反应,是一种“还原”、“氧化”的过程,化学家用它来定义得到电子和失去电子的过程。这种氧化还原反应随处可见,例如在引擎燃烧、植物的光和作用以及动物的呼吸过程中。斯坦福大学化学教授约翰·布劳曼(John Braum an)说:“陶布博士为研究这些化学反应的具体过程总结了一套系统的经验规则”,陶布…     

双原子分子中一个电子所受到的作用势的探讨

探讨了分子中一个电子所受到的作用势，并在自旋限制Hartree-Fock分子轨道理论框架下，利用MELD从头计算程序以及自编程序计算出该作用势，并使用MATLAB展示出其三维立体图像，对HF，HCl，HBr，LiF，LiCl和LiBr等双原子分子中一个电子所受到的作用势进行了系统的研究，从三维立体图像，可以清楚直观地展示出在分子中一个电子受到的作用势的变化情况，可加深对分子中电子运动和化学成键的理解。     

分子内电子转移溶剂重组能计算的一种新方法

根据电磁理论和球孔穴近似，通过解在边界条件限制下的电势方程，得到非平衡和平衡溶剂化条件下体系的Gibbs自由能。在处理非平衡溶剂化问题时，考虑到溶剂分子取向极化对电子转移的慢响应，将平衡溶剂化取向极化产生的面电荷作为非平衡条件下的固定电荷处理，从而得到溶剂重组能的解析表达式。将这种新方法运用到一些电子转移体系，NO^ /NO,NO2^ /NO2,NO2^ /NO,获得了这些络合物中电子转移的溶剂重组能。     

势诱导原子多极矩分布

一、分子间相互作用和原子多极矩分布分子中的电荷分布可以用分子多极矩表示出来,也可以用另一种方式来表示,即以分如分子偶极矩就足以描述静电作用,但两分子比较接近时,即使将分子的较高极矩考虑进去,子中的各原子为中心,用原子多极矩来表示原子周围的电荷分布,如此在分子中形成一原子多极矩的分布,静电作用可以被看作是两分子的原子多极矩的相互作用。这样做的优点是,原子多极矩的低级项的分布可以代表分子多极矩的高级项,从而大大提高多极展开的效率。     

超分子科学: 认识物质世界的新层面

经过近20多年的快速发展, 超分子化学已远远超越了原来有机化学主客体体系的范畴, 形成了自己独特的概念和体系: 如分子识别、分子自组装、超分子器件、超分子材料等, 构成了化学大家族中一个颇具魅力的新学科^[1,2]. 同时, 超分子的思想使得人们重新审视许多传统的但仍具很大挑战的已有学科分支, 如配位化学、液晶化学、包合物化学等, 并给它们带来了新的研究空间. 超分子化学的重要特征之一是它处于化学、生物和物理学的交界处, 体现在这些学科从不同角度揭示分子组装的推动力及调控规律. 在与其他学科的交叉融合中, 超分子化学已发展成了超分子科学, 被认为是21世纪新概念和高技术的一个重要源头^[3].     

关于蛋白质分子中存在两套电子能级的实验验证

1977年Vabeur和Weber在—70℃的低温下观测到溶在丙烯乙二醇中的色氨酸的荧光偏振激发谱,从中提出色氨酸的吲哚环存在两套电子激发态′La和′Lb的假定。由于这一假定突破了目前小分子光谱理论体系的范畴,该假定一提出即受到有关方面的重视和激烈的争论,至今这一观点还没有被完全确认下来。 我们最近的实验支持了Vabeur的这一假定,很可能在生物分子中存在两套以上的电子激发态。     

卟啉-蒽醌分子内光敏电子转移及其光电转换特性研究

人工模拟光合作用引起了人们越来越浓厚的兴趣。随着各种现代光谱手段的发展,科学家们已基本搞清了植物及细菌体内光合作用的关键步骤为光敏电子转移,即叶绿素分子受光照激发后,其第一单重激发态将电子传给周围的醌酮分子.为了更有效地模拟光合作用,实     

分子超快行为精密测量与控制

分子是组成物质的基本单位,揭示分子内部的动态演化过程是理解宏观物理机制、实现有效调控不可或缺的手段。在超快激光技术和符合探测技术飞速发展的驱动下,人们获得了观测分子内部超快动力学过程的有力工具。技术的不断革新将分子超快动力学的研究推向新的科学前沿。     

基于分子印迹的蛋白质识别及应用研究进展

分子印迹是制备具有模拟抗体分子识别特性材料的技术,其制备方法简单、成本低、材料稳定性好,已广泛应用于固相萃取、色谱分离、模拟酶催化、生物化学传感器、药物递送等领域.分子印迹发展至今,小分子印迹技术发展迅速,而蛋白质分子印迹研究发展相对缓慢,这主要和蛋白质复杂的自然属性有关.虽然蛋白质分子印迹挑战巨大,但是在国内外科研工作者的不懈努力下,近年来蛋白质分子印迹已取得一定的研究进展,其中不乏一些成功的新型蛋白质印迹策略.这些性能优异、功能独特的新型蛋白质印迹材料,已成功应用于蛋白组学、疾病诊断/治疗、生物成像等领域,并表现出巨大的潜在应用价值.本文总结了近10年以来蛋白质分子印迹的新方法、新策略和潜在应用前景,分析了蛋白质分子印迹领域的发展现状及存在的挑战,并展望了该领域的机遇和前景.     

凝聚相分子振动量子拍的20fs时间分辨光谱实时观测

冲击相干振动光谱是以脉冲宽度比分子振动周期短的飞秒激光作为激发光源的一种光谱学实验方法,通常是以泵浦-探测实验装置为基础,可以实时观测与电子基态或激发态相耦合的分子振动动力学过程.中国科学院物理研究所以小于20fs,550～700nm光谱范围内可调谐的非共线光参量放大器为光源,建立了一套冲击相干振动光谱学实验装置,并以染料分子Oxazine720的甲醇溶液为样品进行了实验测试.实验中样品被泵浦光脉冲激发后在电子基态形成振动波包,并观测到振动波包在电子势能曲面上运动所形成的振动量子拍信号.经分析有两个分子振动模式被激发,其振动频率分别为592与678cm-1,所对应的振动周期分别为56.3与49.2fs.     

抗体包被微珠诱导细胞膜cadherin分子复合体的聚集

细胞粘合分子ｃａｄｈｅｒｉｎ介导细胞粘合,信号转导和细胞骨架组装。这类跨膜的分子如何适应多种功能而调变其与膜内面粘着斑和细胞骨架分子间的连接的问题可以从微珠实验中得到线索。包被有封闭活性的抗Ｎ－ｃａｄｈｅｒｉｎ单抗的微珠与表达Ｎ－ｃａｄｈｅｒｉｎ的人胚肺接触后,诱导细胞膜上Ｎ－ｃａｄｈｅｒｉｎ分布聚集在微珠周围。     

分子阿秒超快动力学精密测量与调控

少周期飞秒脉冲激光和桌面化极紫外阿秒光源的发展为在原子分子层面探究电子和原子核超快运动提供了飞秒到阿秒时间尺度的探测标尺。围绕双光子干涉阿秒拍频重构技术、阿秒条纹相机技术、阿秒钟技术以及阿秒瞬态吸收光谱技术等不同的阿秒测量谱学方法，主要梳理了飞秒和阿秒光脉冲在分子电离解离超快精密测控领域的最新进展，探讨了分子化学键断裂重组过程中的电子跃迁、电荷转移、电子-电子关联、电子-原子核振转耦合等超快动力学行为。     

单分子器件的高时间分辨电学表征研究进展

现代信息技术正处在飞速发展的阶段,这对电子器件提出了更高工作频率和更快运算速度的需求.尽管单分子电子学展现了将分子构筑成电子器件的潜力,但目前单分子电子学的研究大多只能在毫秒水平上进行,这样的时间尺度难以对单分子乃至表界面尺度上电荷、能量转移等瞬态过程进行有效观测;同时如果要满足信息技术对电子器件的高频、高速要求,对分...     

电子与N_2~+离子碰撞过程中激发态测量

1 引言电子与离子碰撞物理是原子、分子物理学中最主要的基础学科之一,碰撞过程中所产生的信息非常丰富,引起了广大物理学家们的极大兴趣.正如文献[1]所指出,电子与离子碰撞可引起多种反应:1.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的电离过程:e~- A~(n )→A~(m ) (m-n l)e~-2.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的激发态:     

基于第一性原理计算的低维功能材料分子设计

低维材料具有高比表面积以及独特的物理化学特性,是未来能源、信息等技术领域的重要研究内容,但如何实现特定结构和功能是其实际应用的基础.分子是保持化学结构和特性的最小单元,从分子基元出发,可以实现低维材料结构预测以及功能导向的理论设计.本文综述了低维功能材料理论设计方面的研究进展,结合分子设计策略和第一性原理电子结构计算方法,针对特定结构和性能开展理论设计,预测了复杂二维单质晶体结构以及一系列低维新型光催化材料和自旋电子学材料,并揭示了低维材料功能和分子基元物性之间的对应关系,总结和展望了低维功能材料分子设计的优势与挑战.     

蛋白质超家族分子进化研究的一种新方法

选取丝氨酸蛋白酶超家族作为研究对象,采用ＳＳＡＰ算法从结构比较的层次上进行蛋白质超家庭分子进行化的研究,分子相同或相似物中酶和功能的演化,鼠类胰鼠白酶突变体结构的聚类关系以及不同抑制对牛β－胰蛋白酶天然结构的影响,探索了结构比较对于蛋白质工程中定点突变改造蛋白质结构与细胞以及蛋白质抑制剂设计等方面的指导作用,基于结构比较的方法是蛋白分子进化的一种新方法。     

自由基-分子加成反应活性的密度泛函理论

采用密度泛函理论和Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论分别对一系列烯烃分子的电子结构性质进行了理论计算,并利用烯烃最高占据轨道能量与加成反应速率常数进行了关联。研究结果表明,由密度泛函理论计算得到的结果较由Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论计算得到的结果更能准确地反映该类反应的本质,其原因可归结于密度泛函理论中前线轨道能量的概念描述的是反应过程中过渡态的电子结构性质,而Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ理论中前线轨道能量     

植物重要膜蛋白的扩散与胞吞机制

膜蛋白作为细胞膜的重要组成部分,通常会发生胞吞循环以调控其在细胞膜上的数量平衡,或响应外界环境的刺激.单分子成像技术是近年来发展起来的,可用于在活细胞条件下对单个分子进行观测和研究的新技术,具有较高的时空分辨率,实现了在纳米和微秒水平上对单个分子的快速实时成像和精确分析.本文结合作者所在实验室取得的研究成果,介绍了利用单分子技术,包括全内反射荧光显微术、荧光相关光谱、荧光互相关光谱分析等方法,对植物几种重要膜蛋白在质膜上的运动特征以及胞吞途径的研究工作,总结了植物中脂筏微区分布及脂筏参与的胞吞途径对膜蛋白功能的调控机制,展望了植物质膜微区的精确划分以及膜蛋白胞吞之后的去向等方面所面临的难题.     

外太空"不可能存在"的奇异分子

追踪射电信号的科学家们惊奇地发现遥远的恒星出现了"不可能存在"的富分子喷流——太空化学不断地让天文学家们感到惊愕。经过几十年的质疑之后,他们发现在恒星之间及其周围的化学过程产生了复杂的分子,其中还包括有机生命起源的物质。但是最近运用新的观测技术的发现