Когерентное управление процессами релаксации возбужденного состояния в молекуле флуоресцентного зонда 4-диметиламинохалкона. Квантово-химическое моделирование

Авторы

  • Р.А. Сакович
  • П.А. Шмаков
  • Ф.Е. Гостев
  • И.В. Шелаев
  • Б.М. Поляк
  • А.Н. Романов
  • С.К. Гуларян

Ключевые слова:

квантово-химическое моделирование
неадиабатическая молекулярная динамика
TDDFT
флуоресцентный зонд ДМХ
когерентное управление
безызлучательная релаксация

Аннотация

Методом неадиабатической молекулярной динамики изучена релаксация возбужденного 1(ππ*)-состояния комплекса N,N-диметиламинохалкона с молекулой воды. Показано, что наличие возбуждения по некоторым колебательным модам 1(ππ*)-состояния комплекса существенно ускоряет его релаксацию в основное электронное состояние. Кроме того, на скорость релаксации влияют начальные фазы колебаний по модам 1(ππ*)-состояния. Этот факт может объяснить экспериментальные данные по возможности когерентного управления процессами релаксации возбужденных электронных состояний сольватированной молекулы N,N-диметиламинохалкона.


Загрузки

Опубликован

2013-10-17

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

Р.А. Сакович

Московский физико-технический институт (МФТИ)
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
• аспирант

П.А. Шмаков

Московский физико-технический институт (МФТИ)
Институтский пер., 9, 141701, Долгопрудный
• аспирант

Ф.Е. Гостев

Институт химической физики имени Н.Н. Семенова РАН
ул. Косыгина, 4, 119991, Москва
• старший научный сотрудник

И.В. Шелаев

Институт химической физики имени Н.Н. Семенова РАН
ул. Косыгина, 4, 119991, Москва
• старший научный сотрудник

Б.М. Поляк

ФНКЦ физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства
ул. Малая Пироговская, 1а, 119435, Москва
• младший научный сотрудник

А.Н. Романов

С.К. Гуларян

Институт химической физики имени Н.Н. Семенова РАН
ул. Косыгина, 4, 119991, Москва
• старший научный сотрудник


Библиографические ссылки

  1. Саркисов О.М., Уманский С.Я. Фемтохимия // Успехи химии. 2001. 70, № 6. 515-538.
  2. Judson R.S., Rabitz H. Teaching lasers to control molecules // Physical Review Letters. 1992. 68, N 10. 1500-1503.
  3. Rabitz H., Vivie-Riedle R., Motzkus M., Kompa K. Whither the future of controlling quantum phenomena? // Science. 2000. 288. 824-828.
  4. Ogilvie J.P., Debarre D., Solinas X., Martin J.-L., Beaurepaire E., Joffre M. Use of coherent control for selective two-photon fluorescence microscopy in live organisms // Optics Express. 2006. 14, N 2. 759-766.
  5. Prokhorenko V.I., Nagy A.M., Waschuk S.A., Brown L.S., Birge R.R., Miller R.J. D. Coherent control of retinal isomerization in bacteriorhodopsin // Science. 2006. 313. 1257-1261.
  6. Savolainen J., Fanciulli R., Dijkhuizen N., Moore A.L., Hauer J., Buckup T., Motzkus M., Herek J.L. Controlling the efficiency of an artificial light-harvesting complex // Proc. of the National Academy of Sciences (USA). 2008. 105, N 22. 7641-7646.
  7. Гуларян С.К., Петрухин А.Н., Золотавин П.Н., Светличный В.Ю., Добрецов Г.Е., Саркисов О.М. Флуоресцентный зонд 4-диметиламинохалкон как детектор структурных различий субклеточных органелл extitin situ // Биологические мембраны. 2006. 23, № 6. 514-520.
  8. Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Светличный В.Ю. Сольватохромия и сольватофлуорохромия полосы внутримолекулярного переноса заряда в электронных спектрах растворов 4-диметиламинохалкона // Оптика и спектроскопия. 2006. 100, № 5. 700-708.
  9. Romanov A.N., Gularyan S.K., Polyak B.M., Sakovich R.A., Dobretsov G.E., Sarkisov O.M. Electronically excited states of a membrane fluorescent probe 4-dimethylaminochalcone. Results of quantum chemical calculations // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. 13. 9518-9524.
  10. Сороковой В.И., Добрецов Г.Е, Петров В.А., Никитина А.Н., Владимиров Ю.А. Диметиламинохалкон как люминесцентный краситель, чувствительный к конформационным изменениям в белке // Докл. АН СССР. 1972. 206, № 2. 500-502.
  11. Сакович Р.А., Поляк Б.М., Гуларян С.К., Романов А.Н., Светличный В.Ю., Саркисов О.М. Взаимодействие мембранного флуоресцентного зонда 4-диметиламинохалкон с гидроксильными группами окружения: квантово-химическое моделирование // Известия РАН. Серия химическая. 2013. 5. 1142-1154.
  12. Barbatti M., Granucci G., Persico M., Ruckenbauer M., Vazdar M., Eckert-Maksic M., Lischka H. The on-the-fly surface-hopping program system Newton-X: application to ab initio simulation of the nonadiabatic photodynamics of benchmark systems // J. Photochem. Photobio. A. 2007. 190, N 2-3. 228-240.
  13. Tully J. Molecular dynamics with electronic transitions // J. Chem. Phys. 1990. 93. 1061-1071.
  14. Furche F., Hattig Ch., Klopper W.M., Sierka M., Weigend F., Ahlrichs R. TURBOMOLE V6.0, 2009, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH. Karlsruhe, 2007.
  15. Воеводин Вл.В., Жуматий С.А., Соболев С.И., Антонов А.С., Брызгалов П.А., Никитенко Д.А., Стефанов К.С., Воеводин Вад.В. Практика суперкомпьютера «Ломоносов» // Открытые системы. 2012. 7. 36-40.
  16. Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Саркисов О.М., Светличный В.Ю. Природа влияния растворителя на квантовый выход свечения растворов флуоресцентного зонда 4-диметиламинохалкона // Оптика и спектроскопия. 2010. 109, № 6. 978-981.
  17. Гуларян С.К., Саркисов О.М., Добрецов Г.Е., Светличный В.Ю., Гостев Ф.Е., Антипин С.А. Флуоресцентный зонд 4-диметиламинохалкон: влияние полярности среды на динамику процессов релаксации в возбужденном состоянии // Известия РАН. Серия химическая. 2004. № 8. 1607-1610.
  18. Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Светличный В.Ю. Некоторые особенности влияния фенилсодержащих растворителей на смещение спектров поглощения и флуоресценции растворов 4-диметиламинохалкона // Оптический журнал. 2007. 74, № 4. 3-8.
  19. Фролов А.К., Гостев Ф.Е., Шелаев И.В., Шиенок А.И., Кольцова Л.С., Зайченко Н.Л., Саркисов О.М. Фемтохимия бифункциональных фотохромных соединений - салицилидениминоспиронафтооксазинов // Известия РАН. Серия химическая. 2009. 4. 780-788.