محاسبه طیف های فوتوالکترون برخی از مولکول های مهم زیستی با استفاده از روش بر همکنش پیکربندی خوشه های تقارن سازگار شده

یکی از مهم ترین خواص فیزیکی شیمیایی مولکول های زیستی، پتانسیل یونش آن ها است. به عنوان مثال، وقتی یک فرایند جذب یا یونش نوری در سیستم زیستی اتفاق می افتد، ممکن است باعث اثرات نورزیستی مختلفی روی سیستم مانند آسیب، مرگ یا جهش گردد. داشتن مقادیر انرژی های یونش مولکول های زیستی در کشف سازوکار آسیب های وابسته به یونش نوری در مورد سلول ها، dna و پروتئین ها اهمیت دارد. در میان روش های مختلف، طیف سنجی فوتوالکترون یک روش قدرتمند برای تعیین انرژی یونش اتم ها و مولکول ها می باشد. با این وجود محدودیت هایی برای استخراج مستقیم انرژی های یونش از قله های بهدست آمده در طیف فوتوالکترون ثبت شدهبهخصوص برای مولکول های زیستی وجود دارد. اولین محدودیت مربوط به همپوشانی نوارهای یونش است، بهطوریکه هر قله مشاهده شده در طیف فوتوالکترون می تواند از بیش از یک نوار یونش تشکیل شده باشد. بنابراین تحلیل یک طیف فوتوالکترون تنها براساس انرژی های یونش بهدست آمده از قله های موجود در آن پیچیده و مبهم می باشد. محدودیت دوم مربوط به مولکول هایی با بیش از یک صورت بندی یا توتومر پایدار است. در مورد این مولکو ل ها طیف ثبت شده، جمع وزن دار شده از توتومرها وصورت بندی های سهیم در آن مولکول براساس درصد جمعیت آن ها می باشد. برای برطرف کردن این محدودیت ها، محاسبات از اساس در سطح بالا برای توصیف و تجزیه و تحلیل طیف های فوتوالکترون و همچنین آشکارکردن تفاوت های جزئی بین طیف های فوتوالکترون که در اثر تفاوت در محیط های شیمیایی و همچنین به دلیل اثرات صورت بندی و توتومرها ظاهر می شوند، لازم می باشد. در این کار، روش برهم کنش پیکربندی– خوشه های تقارن سازگار شده (sac-ci) برای محاسبه پنج انرژی اول یونش عمودی ظرفیتی تعدادی از مولکول های مهم زیستی شامل 2 و 4-دی نیتروفنول (dnp)، 2 و 4-دی نیتروآنیسول (dnan)، نیکوتینیک اسید (na)، نیکوتینیک اسید متیلاستر (name)، نیکوتین آمید (nam)، n و n-دی اتیل نیکوتین آمید (dnam)، باربیتوریک اسید (ba)، اوریک اسید (ua)، سیتوزین (cyt) و بتاکاروتن در فاز گازی به کاربرده شد. موقعیت های انرژی و شدت های محاسبه شده برای نوارهای یونش هر مولکول برای محاسبه طیف فوتوالکترون آن مولکول استفاده شدند. نسبت جمعیتی بولتزمن هر توتومر یا صورت بندی چرخشی یک مولکول که با استفاده از محاسبات ترموشیمی به دست می آید در محاسبه طیف فوتوالکترون هر مولکول در نظر گرفته شد. همچنین محاسبات اوربیتال های پیوندی طبیعی (nbo) برای تجزیه و تحلیل نوارهای یونش در طیف فوتوالکترون هر مولکول به کاربرده شد. در بین مولکول های مورد بررسی تنها در مورد بتاکاروتن بین طیف فوتوالکترون تجربی و محاسبه شده از روشsac-ciتوافق خوبی مشاهده نمی شود که این عدم همخوانی با توجه به بررسی های تجربی و نظری انجام گرفته در این کار به تجزیه شدن یا شکستن بتاکاروتن در دمای ثبت طیف فوتوالکترون تجربی (?300) نسبت داده شد. در نهایترابطه ای بین اولین انرژی یونش محاسبه شده برای مولکول های مورد بررسی با مقادیر نمایه k هوکل آن ها برای بهدست آوردن مقادیر انتگرال کولنی (?) و انتگرال رزونانسی (?) مربوط به این مولکول ها، بهدست آورده شد.