1 / 21

Kulka 1,2 cm Al → blok Al, 6,8 km/s

Pocałunki śmierci, czyli o oddziaływaniu niskoenergetycznych elektronów z cząsteczkami wieloatomowymi. Jerzy Karpiuk Instytut Chemii Fizycznej PAN karpiuk@ichf.edu.pl. 1 μ s, kula → 840 m/s. Kulka 1,2 cm Al → blok Al, 6,8 km/s. Elektrony i cząsteczki.

kiora
Télécharger la présentation

Kulka 1,2 cm Al → blok Al, 6,8 km/s

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pocałunki śmierci, czyli o oddziaływaniu niskoenergetycznych elektronów z cząsteczkami wieloatomowymi. Jerzy Karpiuk Instytut Chemii Fizycznej PANkarpiuk@ichf.edu.pl

  2. 1 μs, kula → 840 m/s Kulka 1,2 cm Al → blok Al, 6,8 km/s

  3. Elektrony i cząsteczki Wychwyt elektronu(electron attachment) Oderwanie elektronu(electron detachment)

  4. Rezonansowy charakter wychwytu Wychwyt elektronu(electron attachment) P. D. Burrow, G. A. Gallup, A. M. Scheer, S. Denifl, S. Ptasińska, T. Märk, P. Scheier, J. Chem. Phys. 124(2006) 124310

  5. e-(E’) XY(v’ > 0) 10-15 – 10-11 s VE e- wychwyt DA X stan rezonansowyXY- Y- Nieelastyczne rozpraszanie e- t (1 eV) [C6H6] ~ 0,5 fs XY(v = 0) e-(E)

  6. Metastabilne stany rezonansowe Rezonanse jednocząstkowe (1p) – rezonanse kształtu e- + π2 → π2π*1 (shape resonance) Rezonanse dwucząstkowe (2p-1h) – rezonanse wzbudzone rdzeniowo e- + π2 → π1π*2 (core-excited resonance) Rezonanse Feshbacha E(M-) < E(M) Rdzeniowo wzbudzone rezonanse kształtu e- + π1 π*1 → π1π*2 (core-excited shape resonance)

  7. Dysocjatywny charakter wychwytu G. Hanel et al. PRL 90, (2003), 188104

  8. Oddziaływanie promieniowania X z materią 1 MeV energii zdeponowanej w materii prowadzi do powstania 104 wtórnych elektronów niskoenergetycznych (1 – 20 eV). τ ~ fs – ps Przy naturalnym poziomie promieniowania w każdej komórce naszego ciała pojawia się średnio siedem niskoenergetycznych elektronów dziennie. P. Jodłowski, J. Ostachowicz, Dozymetria promieniowania X, Instrukcja do ćwiczenia, AGH, Wydział Fizyki i Techniki Jądrowej, 2006 F. Martin, P. D. Burrow, Z. Cai, P. Cloutier, D. Hunting, L. Sanche, Phys. Rev. Lett.93(2004) 068101

  9. Uszkodzenia popromienne DNA 1927 Możliwość wywoływania mutacji przez promieniowanie X (H. J. Muller) SSB jednoniciowe pęknięcia DNA DSB dwuniciowe pęknięcia DNA Jest obecnie jasne, że dwuniciowe pęknięcia DNA są etapem pośrednim w komórkowych efektach letalnych radioterapii, jednak zrozumienie tego faktu ma niewielki wpływ na praktykę kliniczną.Na przykład, w szpitalach nie stosuje metod bezpośredniego pomiaru uszkodzeń DNA w celu prognozowania wpływu promieniowania na komórki nowotworowe lub zdrowe organy. Nic zatem dziwnego, że wiele wspaniałych odkryć dotyczących molekularnych podstaw uszkadzania i naprawy DNA nie zostało sensownie przełożonych na praktykę kliniczną. S. Gohlke, E. Illenberger, Europhysics News33No.6 P. P. Connell, S. J. Kron, R. R. Weichselbaum,DNA Repair3(2004) 1245

  10. Uszkodzenia popromienne DNA Strona WWW Katedry Chemii Fizycznej UG

  11. Rezonansowe katastrofy w DNA 12,6 eV energia jonizacji H2O 7,5 – 10 eV energia jonizacji składników DNA Plazmidowe DNA, E. coli Wysoka próżnia Obserwowane pęknięcia nici DNA są inicjowane przez rezonansowe przyłączenie elektronu do różnych składników DNA:- zasady nukleinowe- dezoksyryboza- fosforan- H2O. i dysocjację wiązań w czasie życia przejściowego anionu molekularnego (TMA). E (e-) > 3 eV e- + π2 → π1π*2 (rezonans wzbudzony rdzeniowo) B. Boudaїffa, P. Cloutier, D. Hunting, M. A. Huels, L. Sanche, Science287 (2000) 1658

  12. LEE (0,1 – 2 eV): DEA w zasadach DNA e- + NB → NB*- → (NB-H)- + H e- + π2 → π2π*1(shape resonance) „bond and site selective” anion przejściowy Wszystkie zasady DNA mają nisko leżące stany rezonansowe kształtu (0,1 – 2 eV). S. Ptasińska, S. Denifl, V. Grill, T. D. Märk, E. Illenberger, P. Scheier PRL 95 (2005) 093201 K. Aflatooni, G. A. Gallup, P. D. Burrow, J. Phys. Chem. A 102 (1998) 6502 J. Simons,Acc. Chem. Res.39(2006) 772

  13. Mechanizm pękania DNA po przyłączeniu e- • EA (0,1 – 2 eV) do orbitala π* C lub T poprzez utworzenie rezonansu kształtu. • Dysocjacja wiązania C-O (cukier-reszta fosforanowa) wiąże się z najniższą barierą. J. Berdyś, I. Anusiewicz, P. Skurski, J. Simons, JACS 126 (2004) 6441 J. Simons,Acc. Chem. Res.39(2006) 772

  14. Transfer e- w stanie rezonansowym Orbital π* cytozyny = antena wychwytująca i przyłączająca elektrony J. Simons,Acc. Chem. Res.39(2006) 772

  15. Przejściowe aniony molekularne D. Svozil,P. Jungwirth, Z. Havlas, Coll. Czech. Chem. Comm.69(2004) 1395

  16. Aniony dipolowo związane • μ > 1,625 (praktycznie μ >2,5 D) • e na rozmytym orbitalu 10 – 100 Å od cząsteczki • niewielki wpływ na wiązania – struktura taka jak cząsteczki obojętnej • możliwość płynnego przechodzenia w anion walencyjny („doorway”) • transformacja DBA w VA jest wspomagana przez solwatację 5-chlorouracyl C. Desfrançois, H. Abdoul-Carime, J.-P. Schermann, Int. J. Mod. Phys. B10 (1996) 1339 K. D. Jordan, F. Wang, Annu. Rev. Phys. Chem.54 (2003) 367 P. Skurski, M. Gutowski, Wiad. Chem. 53 (1999) 759

  17. Polarne cząsteczki ze stanami DB μg = 6.55 D μg = 1.9 D O O O O μg = 4.5 D μg = 4.9 D

  18. Polarne cząsteczki ze stanami DB tymina uracyl P. D. Burrow, G. A. Gallup, A. M. Scheer, S. Denifl, S. Ptasińska, T. Märk, P. Scheier, J. Chem. Phys. 124(2006) 124310

  19. μ > 2,5 D μ > 2,5 D Rydberg electron transfer (RET) Rb Rb

  20.  (NMI)  (NMI) 0 1 0 1 Ee, [eV] Ee, [eV] Selektywna depozycja energii w drganiu C-O Oscylacyjny rezonans Feshbacha B. G. Zykov et al. JETP Lett.64 (1996) 439

  21. Podsumowanie Oddziaływanie elektronów z molekułami ma charakter rezonansowy i często dysocjatywny. Elektrony są przyłączane przez molekuły z zachowaniem selektywności wiązań i miejsc w cząsteczce. Zasady kwasów nukleinowych pełnią rolę anten wychwytujących elektrony i przekazujących je do dalszych części cząsteczki. Stany dipolowo związane mogą być etapem przejściowym w procesach przyłączania elektronu przez cząsteczki elektrono-akceptorowe.

More Related