Luận văn thạc sĩ Vật lý: Theo dõi quá trình tautome dạng imino-amino của cytosine bằng xung laser siêu ngắn

Luận văn thạc sĩ Vật lý với đề tài "Theo dõi quá trình tautome dạng imino-amino của cytosine bằng xung laser siêu ngắn" trình bày nội dung sau: cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán, chuyển động hạt nhân hydro và quá trình tautome dạng imino-amino, phản xạ sóng hài bậc cao của cytosine và dấu vết quá trình tautome.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn thạc sĩ Vật lý: Theo dõi quá trình tautome dạng imino-amino của cytosine bằng xung laser siêu ngắn ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HIỀN THEO DÕI QUÁ TRÌNH TAUTOME DẠNG IMINO-AMINO CỦA CYTOSINE BẰNG XUNG LASER SIÊU NGẮN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ HIỀN THEO DÕI QUÁ TRÌNH TAUTOME DẠNG IMINO-AMINO CỦA CYTOSINE BẰNG XUNG LASER SIÊU NGẮN Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 60 44 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TSKH LÊ VĂN HOÀNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2011 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt khóa học và luận văn này, tôi đã nhận được sự động viên, giúp đỡ từ thầy cô, gia đình và bạn bè. Thông qua luận văn, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người. Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc nhất đến Thầy hướng dẫn Lê Văn Hoàng. Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn tất cả các thầy, cô trong bộ môn Vật lý lý thuyết, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy, truyền thụ những kiến thức khoa học trong thời gian tôi tham gia học tập tại nhà trường. Tôi xin cảm ơn các thành viên trong nhóm nghiên cứu ở Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi để luận văn hoàn thành trong thời gian nhanh nhất. Xin trân trọng cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2011 Học viên cao học Nguyễn Thị Hiền MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Mục lục Danh mục các chữ viết tắt ........................................................................................... i Danh mục các bảng số liệu .......................................................................................... ii Danh mục các hình vẽ, đồ thị ...................................................................................... iii Mở đầu ....................................................................................................................... 1 Chương 1: Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán. ......................................... 1 1.1 Phát xạ sóng hài bậc cao (HHG) ........................................................................... 8 1.2 Mô hình Leweinstein và chương trình LEWMOL 2.0 để tính HHG .................... 17 1.3 GAUSSIAN và mô phỏng động lực học phân tử với gần đúng Born- Openheimer ........................................................................................................... 22 Chương 2: Chuyển động hạt nhân hydro và quá trình tautome dạng imino – amino. ................................................................................................................... 29 2.1 Cấu trúc phân tử của acid deoxyribonucleic (ADN) ............................................. 29 2.2 Quá trình tautome trong các base trong ADN ....................................................... 33 2.3 Động lực học phân tử của quá trình tautome dạng imino-amino trong cytosine .. 37 Chương 3: Phát xạ sóng hài bậc cao của cytosine và dấu vết quá trình tautome. ................................................................................................................ 45 3.1 Phát xạ sóng hài của cytosine khi tương tác với laser xung siêu ngắn ................. 45 3.2 Sự phụ thuộc của sóng hài bậc cao vào góc định phương ..................................... 51 3.3 Các cực đại của cường độ sóng hài và khả năng theo dõi quá trình tautome ........ 54 Kết luận ....................................................................................................................... 60 Hướng phát triển ........................................................................................................ 61 Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 62 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN: Axit Deoxyribonucleic AS: Attosecond (10-18s) FS: Femtosecond (10-15s) PS: Picosecond (10-12s) DFT: Phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory) HHG: Sóng hài bậc cao (High – order Harmonic Generation) HOMO: Orbital ngoài cùng của phân tử (Highest Occupied Moleculer Orbital) IRC: (Intrinsic Reaction Coordinate) LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Opt: Tối ưu hóa (Optimization) PES: Mặt thế năng (Potential Energy Surface) i DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Chương 2 Bảng 2.1. Chiều dài liên kết và góc liên kết của phân tử cytosine .......................... 36 Bảng 2.2. Các thông số cấu trúc của các trạng thái của cytosine ............................ 42 Chương 3 Bảng 3.1. Tọa độ của các nguyên tử trong phân tử cytosine ở trạng thái imino ..... 48 ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Chương 1 Hình 1.1. Các cơ chế ion hóa ................................................................................... 13 Hình 1.2. Hiện tượng phát xạ sóng hài bậc cao ....................................................... 14 Hình 1.3. Các vùng phổ ánh sáng ............................................................................ 14 Hình 1.4. Dạng đồ thị cường độ sóng hài phụ thuộc tần số (bậc của HHG) ........... 17 Hình 1.5 . Mô hình ba bước bán cổ điển Lewenstein ....... ...