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水面上單分子層膜通過(guò)磷脂光控開(kāi)關(guān)實(shí)現可逆光學(xué)控制——實(shí)驗
來(lái)源：上海謂載 瀏覽 1515 次 發(fā)布時(shí)間:2021-11-22
實(shí)驗
樣品 含偶氮苯的二烷基磷酸酯DT Azo-3P、DT Azo-5P和DT Azo-9P的合成已在前面描述過(guò)。20個(gè)DT Azo-5P（或-3P和-9P）單分子膜由0.6 mM氯仿溶液在空氣H2O（微孔，18 MΩ/cm-1）上分散 在VSFG實(shí)驗中，在自制的7×7 cm2槽中，以及在用于等溫線(xiàn)測量的6×23 cm2商用金屬朗繆爾槽（Kibron Inc.，芬蘭）中的界面。 正常DPPC和d75 DPPC（圖1）從Avanti極性脂質(zhì)中獲得，均溶于氯仿中，濃度約為0.7mM。 兩種脂類(lèi)的混合物是通過(guò)在表面攤鋪之前混合每種化合物的溶液制成的。 每個(gè)分子的面積由散布在水面上的0.5μL液滴的數量控制。 使用中心波長(cháng)為370和450 nm、功率分別為8.3和21 mW的二極管在光開(kāi)關(guān)脂質(zhì)的兩種構象之間切換，如圖1所示。 我們將370和450 nm輻照后的系統分別稱(chēng)為“順式”和“反式”狀態(tài)，盡管始終存在構象的混合物。 由于順式和反式之間的吸收差在370nm左右非常大，因此可以獲得相對純凈的順式狀態(tài)。 如果假設順式狀態(tài)在390 nm處的吸光度為零（圖1），則該波長(cháng)處的小吸光度是由順式狀態(tài)中存在的反式狀態(tài)引起的。 由于390nm處的吸光度是完全熱平衡跨光譜的5%，我們得出結論，最多有5%的跨分子對整個(gè)吸收光譜有貢獻。 如果順式態(tài)在390nm處有一個(gè)小的吸收，則反式分子的比例甚至低于這5%。 然而，順式構象和反式構象在450 nm處的吸收對比度并不大，導致一些順式分子出現在，我們這里稱(chēng)之為反式狀態(tài)。 反式狀態(tài)將被順式分子“污染”。 由于反式狀態(tài)是熱有利的，輻射平衡將更多地轉移到反式狀態(tài)，從而降低順式污染。 通過(guò)將完全熱平衡的反式態(tài)的UVvis吸收光譜與450 nm輻照半分鐘后立即的光譜進(jìn)行比較，可以從觀(guān)察中提取順式污染的量，即后一光譜可以由完全熱平衡的反式光譜的0.75倍構成，并且 cis光譜的0.25倍。 由此我們得出結論，反式州最多存在25%的順式“污染”。 如果樣品保持在黑暗中，順式態(tài)的紫外光譜和SFG光譜在30分鐘內都不會(huì )發(fā)生變化：顯然，順式到反式的熱轉變很慢。 transcis和順?lè )串悩嫽牧孔赢a(chǎn)率都與波長(cháng)有關(guān)，通常為10%。 （參見(jiàn)參考文獻21）。
設置。 表面壓力測量。 使用商用張力計（芬蘭Kibron）使用針作為探針測量表面壓力。 在壓縮等溫線(xiàn)實(shí)驗中，該層的壓縮速率為 ～ 7?2/分子/分鐘，帶有兩個(gè)移動(dòng)屏障。 在等溫線(xiàn)實(shí)驗中，分子的順式狀態(tài)是通過(guò)用370nm的光照射樣品約60秒，然后將其攤鋪在表面上制備的。
振動(dòng)和頻發(fā)生光譜學(xué)。 使用可見(jiàn)光脈沖（12540 cm-1， ～ 20μJ，帶寬為17 cm-1，半最大全寬，半高寬），與寬帶紅外脈沖（中心為2160或2960 cm-1）重疊，分別研究C-D和C-H拉伸模式，脈沖能量為 ～ 5μJ，半高寬帶寬為150cm-1）。 這些紅外脈沖是由一個(gè)OPG/OPA（TOPAS，光轉換）產(chǎn)生的，OPG/OPA（TOPAS，光轉換）由一個(gè)激光器的部分輸出泵浦 ～ 100 fs放大鈦寶石激光系統（聯(lián)想，相干公司）。 窄帶VIS脈沖提供了實(shí)驗的光譜分辨率，而寬帶IR脈沖允許同時(shí)檢測多種振動(dòng)模式。10,22為了校正IR功率的頻率依賴(lài)性，VSFG光譜通過(guò)取自z切割石英的參考光譜進(jìn)行歸一化。 可見(jiàn)光和紅外光束相對于表面法線(xiàn)的入射角分別為35°和40°。 兩束光束都聚焦到大約100μm的束腰。 可見(jiàn)光束的能量密度足夠低，可以避免偶氮苯部分的雙光子異構化，這是通過(guò)比較輻照前后的光譜來(lái)檢查的。 VSFG光通過(guò)單色儀進(jìn)行光譜分散，并通過(guò)電子倍增電荷耦合器件（EMCCD和或技術(shù)）進(jìn)行檢測。 除非另有說(shuō)明，否則在s-偏振VSFG、s-偏振VIS和p-偏振IR（SSP）條件下，純DT偶氮-5P實(shí)驗在60 s內記錄VSFG光譜，混合物在180 s內記錄VSFG光譜。 在我們交替使用順式和反式狀態(tài)的實(shí)驗中，二極管從上方照射系統。 二極管發(fā)出的光沒(méi)有聚焦，幾乎照射了整個(gè)槽，因此，由于脂質(zhì)從照射區域外擴散到激光焦點(diǎn)而導致的信號失真不是一個(gè)重要因素。 壓力計和激光焦點(diǎn)均位于二極管照射區域內。 我們始終照射至少100秒（分別對應于370和450 nm的1.5*1018和4.8*1018光子）以獲得最大轉換，這從動(dòng)力學(xué)研究中顯而易見(jiàn)：照射超過(guò)100秒不會(huì )再改變壓力和VSFG信號。
水面上單分子層膜通過(guò)磷脂光控開(kāi)關(guān)實(shí)現可逆光學(xué)控制——摘要、介紹
水面上單分子層膜通過(guò)磷脂光控開(kāi)關(guān)實(shí)現可逆光學(xué)控制——實(shí)驗