ホワイトペーパー
高安定を夸るフェムト秒天博综合app官网登录により、生体膜と界面活性剤の2Dir分光法研究での高データ出力を実现
概要
カルロス・バイズ教授の天博综合app官网登录室（テキサス大学オースティン校）の天博综合app官网登录者たちは、亲水性/疎水性界面のダイナミクスを天博综合app官网登录し、生体膜と工业用界面活性剤の両方の详细な机能を解明しています。astrellaウルトラファーストレーザ天博综合app官网登录をベースに构成した2
现実の膜と工业用界面活性剤
バイズ教授は天博综合app官网登录の动机について、「界面活性剤と脂质膜についての従来の天博综合app官网登录は、単一の种类の脂质または界面活性剤が关与する単纯なモデルシステムを対象にしてきました。 バイズ教授は天博综合app官网登录の动机について、「界面活性剤と脂质膜についての従来の天博综合app官网登录は、単一の种类の脂质または界面活性剤が关与する単纯なモデルシステムを対象にしてきました。 たとえば、生体膜には何百または何千もの异なる脂质が含まれています。现在、生物学は本来效率化する倾向があることが认识されているため、この予想外の化学的多様性は、间违いなく重要な目的に役立っています。
「2D
2d ir分光法のユニークな力
2d ir分光法は、バイズ教授のグループが天博综合app官网登录で使用する强力なツールの1つです。2D 分光法の原理はよく知られていますが、実装するのは大抵非常に复雑になります。 分光法の原理はよく知られていますが、実装するのは大抵非常に复雑になります。 分光法の原理はよく知られていますが、実装するのは大抵非常に复雑になります。 分光法の原理はよく知られていますが、実装するのは大抵非常に复雑になります。 分光法の原理はよく知られていますが、実装するのは大抵非常に复雑になります。 赤外线吸收测定では、吸收量は単一のパラメータである赤外线周波数の关数として测定され、通常は）ftir （フーリエ変换）2d分光计を使用します。2dir では、ポンプおよびプローブと呼ばれる2 つの赤外线源の结果として、吸收が效果的に测定されます。2 2 つの赤外线源の结果として、吸收が效果的に测定されます。2つの周波数の2つの周波数の2d2d 2d等高线図としてプロットされます。ここでの対角线プロットは単なる线形スペクトルです。[1]
なぜでしょうか。なぜでしょうか。この非常に复雑な実験的アプローチによって、他の手段では简単に得ることができない何かが得られるのでしょうか。なぜでしょうか。この非常に复雑な実験的アプローチによって、他の手段では简単に得ることができない何かが得られるのでしょうか。 この非常に复雑な実験的アプローチによって、他の手段では简単に得ることができない何かが得られるのでしょうか。 この非常に复雑な実験的アプローチによって、他の手段では简単に得ることができない何かが得られるのでしょうか。 非対角のピークがあるということは、これら1つ以上の原子を共有しているか、ある种の化学的相互作用で密接に接続されていることを示しています。 有しているか、ある种の化学的相互作用で密接に接続されていることを示しています。
データは周波数领域でプロットされていますが、図1に模式的に示すように、现在ほとんどの2d 2d 2つの広帯域フェム天博综合app官网登录ポンプパルスによって励起されます。つの広帯域フェム天博综合app官网登录ポンプパルスによって励起されます。つの広帯域フェム天博综合app官网登录ポンプパルスによって励起されます。2ft-nmrの実行方法と概念的に似ています）（（（）。。）
図1：2d ir 分光法では、広帯域の中赤外线ポンプパルスのペアによって试料に振动コヒーレンスが引き起こされます。 分光法では、広帯域の中赤外线ポンプパルスのペアによって试料に振动コヒーレンスが引き起こされます。 分光法では、広帯域の中赤外线ポンプパルスのペアによって试料に振动コヒーレンスが引き起こされます。 分光法では、広帯域の中赤外线ポンプパルスのペアによって试料に振动コヒーレンスが引き起こされます。3 3次信号が生成されます。
复数の机能を备えた坚牢な実験システム
バイズ教授は次のように述べています。「2dir は、脂质膜の水素结合のダイナミクスを调べるための优れた手法であることが十分に证明されています。 / 疎水性の违いによって界面が定义され、界面ではバルクと比较して水素结合のダイナミクスが大きく乱されます」。バイズ教授は、 は、脂质膜の水素结合のダイナミクスを调べるための优れた手法であることが十分に证明されています。 / 疎水性の违いによって界面が定义され、界面ではバルクと比较して水素结合のダイナミクスが大きく乱されます」。バイズ教授は、2d irのもう1つの利点はカルボニル（c = o）伸缩振动から得られる比较的强い信号である、と付け加えます。 [2-3]
2d ir 装置のレーザ光源は、调整可能な光パラメトリック天博综合app官网登录（ ndfgを备えたcoherent porpas prime）と组み合わせた连贯的astrellaです。streslella は、中心波长が800 nm付近で100fsのパルスを発生するユニークなワンボックス天博综合app官网登录です。opa/ndfg 构成により、中赤外全域でチューニング可能なパルスが生成されます。1750 ～1580 cm-1の周波数に相当する5.75.7〜6.2 6.2ミクロンの中心波长に调整されます。100fs のパルス幅は、同じ测定中に脂质のエステルカルボニルとタンパク质のアミドカルボニルをプローブするのに十分なスペクトルの范囲を提供します。
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同时空间分解能および时间分解能による温度计测
図22D IR装置の主な要素を模式的に示したものです。装置の主な要素を模式的に示したものです。ウルトラファースト装置の主な要素を模式的に示したものです。装置の主な要素を模式的に示したものです。ウルトラファースト装置の主な要素を模式的に示したものです。実験の初期には、特注の机器を使用して个别のパルスを生成していました。 実験の初期には、特注の机器を使用して个别のパルスを生成していました。 実験の初期には、特注の机器を使用して个别のパルスを生成していました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 现在、バイズ教授のような天博综合app官网登录者たちは、市贩のパルス整形器（ 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 各パルスは异なるビーム経路で生成されたため、干渉计の品质に适合するようにすべてのビームを试料上に重ねるには、配置の点で大きな问题がありました。 现在、バイズ教授のような天博综合app官网登录者たちは、市贩のパルス整形器（
连贯的astrella 信号遅延ジェネレーター（ SDG Elite）の高度な电子パルス遅延机能は、过渡 2d ir分光法などのより高度な実験に役立ちます。uv 2d 2d irを介して追迹します。[4] 従来の「ポンププローブ」方式と同様、この実装は「 uv uv uv uv 2d ir 2d irプローブ」と考えることができます。2
図2：2d ir装置の主な要素を示す模式図。cooherent astrella システムは、 vitara オシレータ、革命ポンプレーザ、メインのチタンサファイアレーザで构成されています。 ポンプレーザ、メインのチタンサファイアレーザで构成されています。
レーザの安定性により长时间のデータ取得が可能
streslella は、相干の停止/hass プロトコルにより设计および制造されており、比类ないレーザの安定性と信頼性を実现しています。停止は高度加速寿命测试（高加速寿命试験（HASS）HASSはHASSは高加速应力筛查（加速ストレス性能试験）
バイズ教授のグループで行われる2dir 実験の多くは、1试料あたり1 16〜24 时间のデータ取得时间を必要とし、この间、レーザ出力のあらゆる侧面が常に完全に安定していなければならないためです。 时间のデータ取得时间を必要とし、この间、レーザ出力のあらゆる侧面が常に完全に安定していなければならないためです。 データ取得时间が长くなるのは、信号强度が小さいためです。 ir迁移の発振强度は电子迁移よりもはるかに低いのが一般的であるため、2d ir 迁移の発振强度は电子迁移よりもはるかに低いのが一般的であるため、2d ir 信号は弱くなります。1つの脂质种をターゲットとするため、その脂质を炭素1つの脂质种をターゲットとするため、その脂质を炭素1 13 c = oストレッチをより低い周波数にシフトさせます。ストレッチをより低い周波数にシフトさせます。ストレッチをより低い周波数にシフトさせます。ストレッチをより低い周波数にシフトさせます。ストレッチをより低い周波数にシフトさせます。ストレッチをより低い周波数にシフトさせます。
バイズ教授、运用の简素化により天博综合app官网登录室へのパンデミックの影响を最小限に低减
2d ir装置は、バイズ教授の天博综合app官网登录室で复数の学生や博士天博综合app官网登录员が共astrellaの长期的な信頼性とシンプルな操作性は、出力の安定性と同じほど重要な要素となります。 の长期的な信頼性とシンプルな操作性は、出力の安定性と同じほど重要な要素となります。2周间の时间ブロックで独占して机器を使用できるよう割り当てられます。周间の时间ブロックで独占して机器を使用できるよう割り当てられます。私たちは私たちは私たちは私たちは私たちはでそれを実现しています。でそれを実现しています。でそれを実现しています。でそれを実现しています。でそれを実现しています。24时间365日レーザを稼働させたままにして、実质的に忘れてしまうほどにするのが最适なソリューションであると分かっています。 また、サービス契约も充実していて、レーザに问题が発生するというまれなケースがあっても、ほぼすぐに复旧できます」。バイズ教授は、 また、サービス契约も充実していて、レーザに问题が発生するというまれなケースがあっても、ほぼすぐに复旧できます」。バイズ教授は、 また、サービス契约も充実していて、レーザに问题が発生するというまれなケースがあっても、ほぼすぐに复旧できます」。バイズ教授は、 また、サービス契约も充実していて、レーザに问题が発生するというまれなケースがあっても、ほぼすぐに复旧できます」。バイズ教授は、 の简単な操作性により（「本当にただの光源です」と言っています の简単な操作性により（「本当にただの光源です」と言っています の简単な操作性により（「本当にただの光源です」と言っています の简単な操作性により（「本当にただの光源です」と言っています 、学生たちがレーザに注意を払うことなく実験に全力を注げるようになったと述べています。 、学生たちがレーザに注意を払うことなく実験に全力を注げるようになったと述べています。 、学生たちがレーザに注意を払うことなく実験に全力を注げるようになったと述べています。2020 年のコロナウイルス感染症によるパンデミック规制の际、天博综合app官网登录室の生产性の点で特に重要になりました。2020 年のコロナウイルス感染症によるパンデミック规制の际、天博综合app官网登录室の生产性の点で特に重要になりました。1度に1度に2202020202020年だけで1020年だけで10件の论文が提出されました」。10
これらの2dir天博综合app官网登录から得られたユニークな情报
2d ir 分光法によって明らかにされたエキサイティングな新しい科学的知见の一例が、脂质膜に埋め込まれたタンパク质を详细にシミュレートした図3に示されています。しかし、同位体标识された 従来の见解では、一般に水は疎水性の内部から排除されるとされてきました。 従来の见解では、一般に水は疎水性の内部から排除されるとされてきました。 従来の见解では、一般に水は疎水性の内部から排除されるとされてきました。 従来の见解では、一般に水は疎水性の内部から排除されるとされてきました。 実験でのデータは、膜コア内に有意な水の浸透があることを示しています。 実験でのデータは、膜コア内に有意な水の浸透があることを示しています。 実験でのデータは、膜コア内に有意な水の浸透があることを示しています。 実験でのデータは、膜コア内に有意な水の浸透があることを示しています。（MD）シミュレーションによるものです。）1 nm 以下でも、水分子は主锁と水素结合する可能性があることに注意してください。
「大学侧の规制により、私たちの天博综合app官网登录室では一度に作业できるのは一人だけでした。
図3：疎水性膜环境への水の浸透。
図はbaiz教授の天博综合app官网登录室のご厚意による掲载。
概要
2d ir分光法は、単结合レベルでの化学现象を调べる强力な技术です。ターンキーウルトラファーストレーザ天博综合app官网登录における技术的な简便性とシステム信頼性が向上したため、天博综合app官网登录室ではこの技术を ftirなどの确立されたルーチン方式と同じアクセス性と信頼性を备えたオンデマンド分析手法として活用できるようになりました。
参考文献
[1] Flanagan，Jennifer C.，Mason L. Valentine和Carlos R. Baiz。 “脂质 - 水接口的超快动力学。”化学天博综合app官网登录帐户53.9（2020）：1860-1868。
[2] Flanagan，Jennifer C.，Alfredo E. Cardenas和Carlos R. Baiz。 “脂质 - 水界面的超快光谱：跨膜拥挤驱动H键动力学。” 《物理化学杂志》 11.10（2020）：4093-4098。
[3] Flanagan，Jennifer C.和Carlos R. Baiz。 “位点特异性肽探针检测到脂质膜中埋入的水。”生物物理杂志116.9（2019）：1692-1700。
[4] Flanagan，Jennifer C.和Carlos R. Baiz。