Name: molecular beam mass spectrometry with tunable vacuum ultraviolet (vuv) synchrotron radiation
Uploaded: 2012-10-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation at JoVE.com

Experimenten utfördes vid Chemical Dynamics Beamline vid Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory och stöds av Office of Science, Office of Basic Energy Sciences, av US Department of Energy i kontrakt nr DE-AC02-05CH11231, genom Chemical Sciences Division.

1. Provladdning <ol><li> Ta bort den bakre flänsen och demontera 3/8 &quot;rostfria munstycksröret från apparaten (se Figur 1 och Figur 2) och kontrollera att den är ren och 100 mm öppning är klart (Detta kan göras genom att titta på en ljuskälla genom den). Vid rengöring fylla röret med ~ 1 ml etanol och skrubba insidan med bomull tips. Alternativt, placera munstycket i ett ultraljudsbad fylld med tvål och vatten eller etanol i ca 20 minuter. Sedan torka med tryckluft. </...

<ol>
	<li>Golan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+dimethyluracil+dimers+leads+to+facile+proton+transfer+in+the+absence+of+hydrogen+bonds.">Ionization of dimethyluracil dimers leads to facile proton transfer in the absence of hydrogen bonds.</a> Nat. Chem. 4, 323-329 (2012).</li><li>Belau, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum-Ultraviolet+Photoionization+Studies+of+the+Microhydration+of+DNA+Bases+(Guanine,+Cytosine,+Adenine,+and+Thymine).">Vacuum-Ultraviolet Photoionization Studies of the Microhydration of DNA Bases (Guanine, Cytosine, Adenine, and Thymine).</a> The Journal of Physical Chemistry A. 111, 7562-7568 (2007).</li><li>Golan, A., Ahmed, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+Water+Clusters+Mediated+by+Exciton+Energy+Transfer+from+Argon+Clusters.">Ionization of Water Clusters Mediated by Exciton Energy Transfer from Argon Clusters.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 3, 458-462 (2012).</li><li>Nicolas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum+Ultraviolet+Photoionization+of+C3.">Vacuum Ultraviolet Photoionization of C3.</a> Journal of the American Chemical Society. 128, 220-226 (2005).</li><li>Kamarchik, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+signatures+of+proton+transfer+dynamics+in+the+water+dimer+cation.">Spectroscopic signatures of proton transfer dynamics in the water dimer cation.</a> Journal of Chemical Physics. 132, (2010).</li><li>Khistyaev, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+microhydration+on+ionization+energies+of+thymine.">The effect of microhydration on ionization energies of thymine.</a> Faraday Discussions. 150, 313-330 (2011).</li><li>Bravaya, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+pi-stacking,+H-bonding,+and+electrostatic+interactions+on+the+ionization+energies+of+nucleic+acid+bases:+adenine-adenine,+thymine-thymine+and+adenine-thymine+dimers.">The effect of pi-stacking, H-bonding, and electrostatic interactions on the ionization energies of nucleic acid bases: adenine-adenine, thymine-thymine and adenine-thymine dimers.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2292-2307 (2010).</li><li>Kostko, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+cytosine+monomer+and+dimer+studied+by+VUV+photoionization+and+electronic+structure+calculations.">Ionization of cytosine monomer and dimer studied by VUV photoionization and electronic structure calculations.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2860-2872 (2010).</li><li>Bravaya, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+Structure+and+Spectroscopy+of+Nucleic+Acid+Bases:+Ionization+Energies,+Ionization-Induced+Structural+Changes,+and+Photoelectron+Spectra.">Electronic Structure and Spectroscopy of Nucleic Acid Bases: Ionization Energies, Ionization-Induced Structural Changes, and Photoelectron Spectra.</a> Journal of Physical Chemistry A. 114, 12305-12317 (2010).</li><li>Leone, S. R., Ahmed, M., Wilson, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+dynamics,+molecular+energetics,+and+kinetics+at+the+synchrotron.">Chemical dynamics, molecular energetics, and kinetics at the synchrotron.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 6564-6578 (2010).</li><li>Scoles, G., Bassi, D., Buck, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atomic and Molecular Beam Methods. 1, (1988).</li><li>Pauly, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atom, Molecule and Cluster Beams I. , (2000).</li><li>Wiley, W. C., McLaren, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-of-Flight+Mass+Spectrometer+with+Improved+Resolution.">Time-of-Flight Mass Spectrometer with Improved Resolution.</a> Review of Scientific Instruments. 26, 1150-1157 (1955).</li><li>Levy, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Spectroscopy+of+Very+Cold+Gases.">The Spectroscopy of Very Cold Gases.</a> Science. 214, 263-269 (1981).</li></ol>

Monomererna och dimerer genereras i en överljuds stråle expansion som ger upphov till en molekylär stråle. Ett litet prov av DNA-basen placeras i en termisk förångning källa och upphettades för att alstra tillräckligt ångtryck. Argongas bär ångorna genom en 100 fim öppning och passerar en 2 mm skimmer att producera en kall molekylär stråle 14. Alternativt, kan en översvallande strålkälla användas, där provet placeras i en uppvärmd ugn fäst repellern plattan (jon optik) i masspektrometern...

<table border="1"&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Namn på reagens / material</strong</td&gt;<td<strong&gt; Företag</strong</td&gt;<td<strong&gt; Katalognummer</strong</td&gt;<td<strong&gt; Kommentarer</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Uracil</td&gt;<td&gt; Sigma</td&gt;<td&gt; U0750</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 1,3-dimetyluracil</td&gt;<td&gt; Aldrich</td&gt;<td&gt; 349.801</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</table

molecular beam mass spectrometry with tunable vacuum ultraviolet (vuv) synchrotron radiation

Avstämbara mjuk jonisering kopplad till masspektroskopi är en kraftfull metod för att undersöka isolerade molekyler, komplex och kluster samt deras spektroskopi och dynamik 1-4. Grundläggande studier av photoionization processer biomolekyler ger information om den elektroniska strukturen av dessa system. Dessutom bestämningar av jonisering energier och andra egenskaper av biomolekyler i gasfas är inte trivial, och dessa experiment ger en plattform för att generera dessa data. Vi har utvecklat en termisk förångning teknik i kombination med supersonic molekylära strålar som ger ett skonsamt sätt att transportera dessa arter i gasfas. Lämplig kombination av källgas och temperatur medger bildande av dimerer och högre kluster av DNA-baser. Fokus i denna arbete är om effekterna av icke-kovalenta interaktioner, dvs vätebindning, stapling och elektrostatiska interaktioner, på joniseringsspetsarna energier ochproton överföring av enskilda biomolekyler, deras komplex och på mikro-hydrering av vatten 1, 5-9. Vi har utfört experimentell och teoretisk karakterisering av photoionization dynamik gasfas uracil och 1,3-dimetyluracil dimerer med molekylära strålar i kombination med synkrotronstrålning vid Chemical Dynamics Beamline 10 belägen vid Advanced Light Source och experimentella detaljer visualiseras här. Detta tillät oss att observera proton överföring i 1,3-dimetyluracil dimerer, ett system med pi stapling geometri och utan vätebindningar 1. Molekylära strålar ger ett mycket bekvämt och effektivt sätt att isolera provet av intresse från miljö-störningar som i sin tur möjliggör noggrann jämförelse med elektroniska struktur beräkningar 11, 12. Genom att ställa fotonen energi från synkrotron, en photoionization effektivitet (PIE) kurva kan ritas som informerar oss om katjoniskaelektroniska tillstånd. Dessa värden kan sedan jämföras med teoretiska modeller och beräkningar och i sin tur förklara i detalj den elektroniska strukturen och dynamiken av de undersökta arterna 1, 3.

Figur 7 visar en typisk masspektrum av det supersoniska expansionen av 1,3-dimetyluracil ångor (A) och kurvorna cirkel av tre huvuddrag (monomeren vid m / z 140, protonerade monomeren vid m / z 141, och 1 ,3-dimetyluracil dimer vid m / z 280) utvinns från en VUV scan mellan 8 eV och 10 EV (B). Den grå skuggan är standardavvikelsen från tre på varandra följande genomsökningar. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/file...

Watch this Scientific Journal Video about Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation at JoVE.com

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

En molekylär balk kopplad till avstämbara vakuum ultraviolett photoionization masspektrometer vid en synkrotron erbjuder ett praktiskt verktyg för att utforska den elektroniska strukturen av isolerade molekyler gasfas och kluster. Proton överföringsmekanismer i DNA bas dimerer klargjordes med denna teknik.

Molekylär Beam masspektrometri med sökbara Vacuum Ultraviolet (VUV) Synkrotronljusfysik

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) Synchrotron Radiation

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Karakterisering av elektrodmaterial för Lithium Ion och Sodium Ion batterier Använda tekniker Synchrotron Radiation

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Tillverkning av Gate-avstämbara grafen enheter för sveptunnelmikroskopi Studier med Coulomb Föroreningar

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Underlåtenhet Analys av batterier Använda Synchrotron-baserade Hard röntgen Microtomography

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Speciering och biotillgänglighet Mätningar av miljö Plutonium Använda Diffusion i Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Använda Synchrotron Radiation Microtomography att undersöka Multi skala Tredimensionella Microelectronic paket

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy of N-polar InAlN-barrier High-electron-mobility Transistors

Plasma-assisterad Molecular Beam epitaxi av N-polära InAlN barriär hög elektron rörlighet transistorer

Plasma-assisted molecular beam epitaxy is well suited for the epitaxial growth of III-nitride thin films and heterostructures with smooth, abrupt ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Fokuserad Ion Beam tillverkning av LiPON-baserade SSD Lithium-ion Nanobatteries för In Situ testning

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

Produktion och karakterisering av vakuum deponerade organiska lysdioder

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Tillverkning av Schottky dioder på Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostrukturfotoniska odlas av Plasma-assisted molekylärt stråla epitaxyen

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...