Bir illüstrasyon, ışıktan gelen enerjinin 2-tiyopiridon molekülünü nasıl değiştirdiğini gösterir. Optik ışık moleküle çarpar ve hidrojene bağlı bir proton kaybeder. Bir röntgen ışını sayesinde bilim adamları, azot ve karbon ve hidrojen komşuları arasındaki seçici bağ kırılmasını takip edebiliyor.
Bu süreç hakkında fikir sahibi olmak için araştırmacılar, Işık Bölümü'nden (SLAC) Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki “Linac Coherent Light Source” (Linac Tutarlı Işık Kaynağı - LCLS) gelen X-ışınlı lazer darbelerini, ışığın enerjisinin nispeten basit bir molekül olan 2-tiyopiridonu nasıl dönüştürdüğünü araştırmak için kullandılar. Bu molekül DNA'nın yapı taşlarında da oluşan kimyasal bir dönüşüme uğrar. Bilim adamları moleküldeki azot atomunu sadece femto saniye ya da saniyenin dört katına kadar süren X-ışını darbeleri ile araştırarak bu işleme baktılar.
Angewandte Chemie bilimsel dergide yayınlanan sonuçlar, DNA ve diğer moleküllerde "uyarılmış hal proton transferleri" olarak adlandırılan şeyin daha iyi anlaşılmasına yönelik bir adımdır.
Potsdam Üniversitesi'nden ve Helmholtz-Zentrum Berlin'de doktora öğrencisi olan Sebastian Eckert "Şu anda bunu basit tutmak istiyoruz" diyor. "2-tiyopiridondaki fototoksinasyon etkilerine bakmak, bu molekülün tek azotlu ve yeterince küçük olması sayesinde daha kolaydır. Biz, LCLS'nin bu enerjideki azotu araştıran ilk araştırmacılar arasındayız, bu yaptığımız aslında bir pilot Deney ".
Bu, rezonant elastik olmayan X-ışını saçılması veya RIXS olarak bilinen yöntem, femtosaniye cinsinden meydana gelen azotu içeren moleküler değişiklikleri araştırmak için ilk kez uygulanmıştır. Bu kısa zaman çizelgesi önemlidir, çünkü ultraviyole ışığa maruz kalan moleküllerdeki atomlar çok hızlı kopar ve bu çok hızlı değişiklikleri görmek için parlak X-ışınları gereklidir.
Washington Üniversitesi'nden profesör olan Munira Khalil, "LCLS, yeterli miktarda foton sağlayabilen tek X-ışın kaynağıdır” diyor. "Algılama mekanizmamız (foton-hungry) ile görmek istediğimiz efekti yakalamak için yoğun ışık pulsları gerekmektedir."
Çalışmada, araştırmacılar, molekülerdeki değişiklikleri başlatmak için bir optik lazer ve bunu takiben, bağlardaki hareketleri görmelerini sağlayan bir LCLS X-ışını sondası kullandılar.
LCLS'deki personel bilim adamı Mike Minitti "Bir rezonans etkisi arıyoruz - az rastlanan azot atomuyla veya yakınında meydana gelen değişiklikleri incelememizi sağlayan bir enerjiye röntgen ışını ayarladığımızı bildiren bir imza" diye belirtiyor.
Bu "on-rezonans" çalışmaları, bilim insanlarının X-ışınlarının numuneyle nasıl etkileşime girdiğini net bir şekilde yorumlayabileceklerini göstermektedir. Araştırma ekibi öncelikle azotun komşu atomları arasındaki bağlara baktı ve optik ışığın azot-hidrojen bağlarını kestiğini doğruladı.
Stockholm Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan ve gazetenin yazarı Jesper Norell."Ayrıca, numuneyi sondalama için kullanılan X-ışınlarının azot-hidrojen bağını kırmadığını doğrulayabildik, böylece sonda istenmeyen bir etki oluşturmaz . X-ışını enerjisi (sonda) bunun yerine azot ve karbon atomları arasındaki herhangi bir bağa aktarılır ve parçalanır "diyor,
İleride, ekip, daha karmaşık molekülleri incelemek ve geniş fotokimyasal reaksiyon sınıfı hakkında fikir sahibi olmak için aynı yaklaşımı kullanacak.
Referans Derği:Angewandte Chemie International Edition