BOB博鱼|超快紫外激光脉冲激发环己二烯追踪结构性变化上演“分子电影”

科学家在环形气体分子裂痕和崩溃时，首次跟踪到飞秒级肇事的结构性变化。环形分子在生物化学中很非常丰富，也是许多单质药物的基础成分。该研究说明了气体化学反应动态x射线的研究方向，这对生物过程至关重要。图片说明：在一个环形分子被光超越的飞秒级瞬间，分子形状不会再次发生转变。

用于斯坦福直线加速器中心的x射线激光测量分子运动；彩色图表明了一个理论模型的分子变化,其结果与实际实时；背景中的方块代表板中的一个拼箱x射线探测器。　　美国能源部国家斯坦福直线性加速器中心（StanfordLinearAcceleratorCenter，SLAC）实验室的研究人员编译器出有这个基本的开环反应到计算机动画序列的原始步骤，该动画获取一个结构性变化的分子电影。

　　这个先驱性的实验在斯坦福直线加速器中心的直线性倒数加速器光源研究所（美国能源部用户设备科学办公室）已完成，对于准确追踪气体分子在化学反应中飞秒级的变化，竖立了最重要的里程碑。　　斯坦福直线加速器中心的科学家MikeMinitti，曾与布朗大学的PeterWebe合作过，他说：这表明了直线性倒数加速器光源(LinacCoherentLightSource)的一项特性:一种从未见过的化学反应方式就不会在你眼前经常出现。Minitti回应：直线性倒数加速器光源就看起来一个游戏规则的转变者，它使我们在飞秒级的速度上仔细观察化学变化，甚至能仔细观察到单个原子的运动。这种方法还限于于更加简单的分子和化学变化。

　　利用斯坦福直线加速器中心的X射线研究气体中权利漂浮的分子，可以看见化学变化中的明晰结构，这是因为气体分子完全不与气体分子或结构相连。他还补足道：直到现在，利用X射线研究较慢的气体分子变化依然受到限制。　　化学运动的新检视　　该研究针对由1,3-的环己二烯（1,3-cyclohexadiene，CHD）构成的气体分子，它是一个来自松树油的小型环形有机分子。

环形分子在许多生物和化学过程中扮演着关键角色，这些反应过程实质在于化学键的构成和毁坏。该实验主要跟踪环形分子在两原子间的化学键毁坏后如何分解成变为将近线性分子的过程。

　　Minitti回应：对于分子的进行过程，长久以来仍然不存在争议。原子可以采行有所不同的路径和方向。追踪这一点最后表明化学反应的过程,而且可能会促成理论和模型的改良。　　分子电影的制作　　在实验中，研究人员利用超快的紫外激光脉冲启动开环反应，以此唤起的环己二烯。

　　然后，他们又利用斯坦福直线加速器中心的X射线在有所不同的时间间隔内测量分子的形状变化过程。　　研究人员序对10万多个类似于频闪灯衍射x射线的测量展开了编成和排序。然后,他们与这些测量结果与计算机仿真给定，结果说明了了在分子结构关上后的最初200分秒内最有可能的分解成方式。

该建模由爱丁堡大学（UniversityofEdinburgh）研究人员AdamKirrander已完成，结果展出了原子的方位和运动变化过程。　　动画的每个区间时长为25飞秒，约是电视30帧每秒速度的1.3万亿倍。

　　Weber回应：这样的分辨率对于仔细观察分子运动是一个极大的变革。　　气体样本对于这个研究来说是理想样本，这是因为，给定两邻接的环己二烯分子间的间隔被增加，使得更容易区分和跟踪单个分子运动。

斯坦福直线加速器中心的x射线脉冲就像台球游戏中的母球，使分子中的电子散射至位敏探测器，它可以规划分子中原子的方位。　　应用于与更加简单研究的顺利测试用例Minitti回应：本研究可以作为大分子的基准和平台，且有助我们研究解读更加简单、更加最重要的化学变化。

本文来源：BOB博鱼-www.hxjgz.net