постоянным дипольным моментом

реклама
Ориентация макромолекул электрическим полем
Анизотропия геометрических, оптических и электрических свойств
биологических макромолекул

Диполь в электрическом поле
Постоянный дипольный момент
Многие молекулы состоят из двух зарядов
противоположного знака, (+ q and – q),
разделенных определенным расстоянием L. В этом
случае
говорят,
что
молекула
обладает
постоянным дипольным моментом, µ, который
равен
µ = qL
Существование дипольных молекул требует
асимметричного распределения зарядов молекул.
Например, молекула H2O изогнута и ее дипольный
момент равен 1.85 Дебая. Молекула
CO2
симметрична и ее дипольный момент равен 0.
Наведенный дипольный момент
Многие молекулы не имеют постоянного момента, но
приобретают его будучи помещенными в постоянное
электрическое поле Е. В этом случае говорят, что
молекулы обладают наведенным дипольным
моментом.
µ=
E,
где  есть поляризуемость молекулы.
Поляризуемость молекулы есть способность
электронной оболочки атома смещаться относительно
ядра под действием электрического поля.
Наведенный дипольный момент существует пока
1
существует прикладываемое поле
Теоретические основы электрического двойного лучепреломления
нарастание
спад
n  n0 exp( t /  )
Описание процесса нарастания сигнала и его спада
n
3A
A2
1
exp( 2t ) 
exp( 6t )
n0
2( A  1)
2( A  1)
2
A
(   2 )kT
1
A - параметр, связанный с наведенным дипольным моментом; в случае его отсутствия,
то есть когда А= 0
n
 1  exp( 6t )
n0
  1/ 6
где n – двойное лучепреломление в любой момент времени, n0 – двойное лучепреломление
2
в момент времени t = 0, μ - постоянный дипольный момент молекулы, τ корреляционное время
Экспериментальные основы электрического двойного лучепреломления
n  n0 exp( t /  )
Схема измерения
электрического
двойного
лучепреломления
Пример
спада
двойного
лучепреломления
для
98-bp
рестрикционного
фрагмента ДНК
3
1.47
2.47
Клубок
Палочка
Концевые эффекты
Зависимость вращательного релаксациооного времени τ20w от молекулярной массы ДНК
(в bp) в двойном логарифмическом масштабе, начиная от коротких ДНК фрагментов
(8bp) и заканчивая нативной ДНК из насекомого Drosophila melanogaster (119,714Mbp).
Конформация ДНК. Персистентная длина P
Контурная длина
lbon
d
Lc
P
r
h2
Реальная длина
h 2  2 PLc (1  P / Lc )  P / Lc [exp(  Lc / P)]
5
Зависимость вращательного корреляционного времени τ 20w от молекулярной массы в
двойном логарифмическом масштабе для разных биологических макромолекул
Глобулярные
белки
ДНК в A-форме
Более
жесткая
ДНК в B-форме
B-форма
2.51
Менее
жесткая
Персистентная длина ДНК в B-форме 500 Å, а в А-форме 1500Å
А-форма
6
Конформация неканонических спиралей РНК
Принцип применения τ-отношения к исследованию свойств РНК в растворе
7
Скачать