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水面上單分子層膜通過磷脂光控開關實現(xiàn)可逆光學控制——實驗
來源：上海謂載 瀏覽 1594 次 發(fā)布時間:2021-11-22
實驗
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。20個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實驗中，在自制的7×7 cm2槽中，以及在用于等溫線測量的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極性脂質中獲得，均溶于氯仿中，濃度約為0.7mM。 兩種脂類的混合物是通過在表面攤鋪之前混合每種化合物的溶液制成的。 每個分子的面積由散布在水面上的0.5μL液滴的數(shù)量控制。 使用中心波長為370和450 nm、功率分別為8.3和21 mW的二極管在光開關脂質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(tǒng)分別稱為“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%的跨分子對整個吸收光譜有貢獻。 如果順式態(tài)在390nm處有一個小的吸收，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(xiàn)在，我們這里稱之為反式狀態(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行比較，可以從觀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分鐘內都不會發(fā)生變化：顯然，順式到反式的熱轉變很慢。 transcis和順反異構化的量子產(chǎn)率都與波長有關，通常為10%。 （參見參考文獻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。 在壓縮等溫線實驗中，該層的壓縮速率為 ～ 7?2/分子/分鐘，帶有兩個移動屏障。 在等溫線實驗中，分子的順式狀態(tài)是通過用370nm的光照射樣品約60秒，然后將其攤鋪在表面上制備的。
振動和頻發(fā)生光譜學。 使用可見光脈沖（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OPG/OPA（TOPAS，光轉換）產(chǎn)生的，OPG/OPA（TOPAS，光轉換）由一個激光器的部分輸出泵浦 ～ 100 fs放大鈦寶石激光系統(tǒng)（聯(lián)想，相干公司）。 窄帶VIS脈沖提供了實驗的光譜分辨率，而寬帶IR脈沖允許同時檢測多種振動模式。10,22為了校正IR功率的頻率依賴性，VSFG光譜通過取自z切割石英的參考光譜進行歸一化。 可見光和紅外光束相對于表面法線的入射角分別為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，這是通過比較輻照前后的光譜來檢查的。 VSFG光通過單色儀進行光譜分散，并通過電子倍增電荷耦合器件（EMCCD和或技術）進行檢測。 除非另有說明，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)的實驗中，二極管從上方照射系統(tǒng)。 二極管發(fā)出的光沒有聚焦，幾乎照射了整個槽，因此，由于脂質從照射區(qū)域外擴散到激光焦點而導致的信號失真不是一個重要因素。 壓力計和激光焦點均位于二極管照射區(qū)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，這從動力學研究中顯而易見：照射超過100秒不會再改變壓力和VSFG信號。
水面上單分子層膜通過磷脂光控開關實現(xiàn)可逆光學控制——摘要、介紹
水面上單分子層膜通過磷脂光控開關實現(xiàn)可逆光學控制——實驗