Studium volných klastrů a nanočástic v molekulových paprscích

Abstract

In the present work we study properties of clusters of small heteroatomic molecules with biological relevance by several experimental methods based on molecular beams. In the first experiment structure and dynamics of size-selected charged pyrrole clusters have been studied by means of molecular beam scattering experiment. Small neutral Pyn clusters were produced in Py/He expansions and larger mixed PynArm clusters in Py/Ar expansions, and the scattering experiment with a secondary beam of He atoms was used to select the neutral clusters of dierent sizes. The complete size-selected fragmentation patterns for the neutral dimer to tetramer after an electron impact ionization at 70 eV from the measurements of the angular and velocity distributions at dierent fragment masses. In second experiment photolysis of size selected pyrrole, imidazole and pyrazole clusters has been investigated. Comparison with the photolysis of an isolated molecules and between studied systems has been made. Clusters were photolyzed at 243 and 193 nm and the kinetic energy distributions of the H-photofragments have been measured and analyzed. Finally the mass spectra of the fragments after multiphoton ionization have been measured. The significant inuence of the cluster environment to the photolytic behavior was observed and discussed.

V předložené práci studujeme vlastnosti malých heteroatomových biologicky významných molekul prostřednictvím několika experimentů, které jsou založené na metodě molekulových paprsků. V prvním experimentu je pomocí rozptylu molekulárních paprsků studována struktura a dynamika velikostně selektovaných nabitých klastrů pyrrolu. Malé neutrální klastry Pyn jsou připraveny v Py/He expanzi a větší smíšené PynArm klastry v expanzi Py/Ar. Výběr neutrálních klastrů různé velikosti se uskutečňuje pomocí rozptylu se sekundárním paprskem He atomů. Na základě měření úhlových a rychlostních rozdělení pro různé hmoty fragmentů byla určena fragmentace pro dimery až tetramery pyrrolu po ionizaci nárazem elektronu o energii 70 eV. V druhém experimentu je studována fotolýza klastrů pyrrolu, imidazolu a pyrrazolu v závislosti na jejich velikosti. Výsledky byly porovnány s fotolýzou izolovaných molekul a pro studované systémy mezi sebou. Klastry byly fotolyzovány laserovým zářením o vlnové délce 243 a 193 nm a byla měřena rozdělení kinetické energie vznikajících vodíkových fotofragmentů. Kromě toho byla měřena i hmotnostní spektra fragmentů po vícefotonové ionizaci na uvedených vlnových délkách. Pozorovali jsme významný vliv klastrového prostředí na fotolytické chování molekul a provedli jeho diskusi.