Определение таутомерного состава аденина в различных фазовых состояниях методами ИК и УФ спектроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат физико-математических наук Щербаков, Роман Сергеевич

• Щербаков, Роман Сергеевич
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Щербаков, Роман Сергеевич

Введение

Глава 1. Таутомерия оснований нуклеявовы! кислот (онк), ее спектральные проявления и оптические методы исследования.

1.1 Таутомерия ОНК; аденин как объект исследования

1.2 Возможности и особенности использования спектров КР и РКР 11 при изучении таутомерии биомолекул

1.3 Методы расчета оптических спектров многоатомных молекул

1.3.1 Адиабатическое приближение

1.3.2 Метод Хартри — Фока

1.3.3 Неэмпирические методы (ab initio)

1.3.4 Методы расчета интенеивноетей линий спектров 30 комбинационного и резонансного комбинационного рассеяния света

1.3.5 Методы расчета спектров двухфотонногопоглощения (ДФП)

1.3.6 Расчет относительных интенеивноетей линий в спектрах 40 резонансного гйперкомбинациоиного рассеяния (РГКР)

Выводы к главе

Глава 2. Теоретическое и экспериментальное определение таутомерного состава аденина в газовой фазе методами колебательной спентроснонян

2.1 Таутомерия аденина и постановка задачи

2.2 Определение таутомерного состава Ade в газовой фазе методом 46 теоретической ИК спектроскопии

2.3 Определение таутомерного состава аденина в газовой фазе 63 методами спектроскопии резонансного комбинационного рассеяния

2.3.1 Экспериментальное исследование спектров РКР аденина в 64 газовой фазе

2.3.2 Теоретическое исследование спектров РКР аденина в газовой 69 фазе

Результаты а выводы к главе

Глава 3. Определение таутомерного состава аденина в водном растворе методам® кр и ркр скектроекошш

3.1 Экспериментальное исследование таутомерного состава 82 аденина в водном растворе

3.2 Интерпретация KP спектра водного раствора Ade

3.3 Интерпретация спектров резонансного комбинационного 95 рассеяния водного раствора Ade

Результаты « выводы к главе

Глава 4. Применение спектроскопии резонансного гййеркомбинацйонмого расеейкня м двужфотошшгв поглощения для определения таутомерного состава аденина в различных фазовых состояниях

4.1 Квантово-механический расчет распределения интенсивностей 108 в спектрах резонансного гиперкомбинационного рассеяния таутомеров аденина

4.2 Квантово-механический расчет распределения интенсивностей 119 в спектрах двухфотонного поглощения таутомеров аденина

4.3 Разработка дополнительного программного обеспечения (ПО) 125 для обработки спектральных данных. Программный продукт SSUSpectra

Результаты к выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение таутомерного состава аденина в различных фазовых состояниях методами ИК и УФ спектроскопии»

Актуальность темы. Одной из важнейших фундаментальных задач биофизики, медицины и молекулярной биологии является изучение структуры и свойств ДНК, в том числе - определение механизмов спонтанных мутаций. Согласно современным представлениям спонтанное возникновение мутаций является результатом таутомерии оснований нуклеиновых кислот (ОНК), что делает весьма актуальным исследование таутомерного состава и таутомерных превращений оснований нуклеиновых кислот в разных фазовых состояниях.

Применение методов оптической спектроскопии для определения таутомерного состава ОНК позволяет изучить структурно-динамические и таутомерные превращения молекул ОНК по их спектральным проявлениям, базируясь на использовании связи «структура-спектр», и предполагает описание биологических молекул как квантовых систем, сочетая теоретические кважтово-механические методы исследования с экспериментальными методами. При этом наряду с традиционным использованием ИК спектров поглощения для исследования таутомерного состава в данной работе рассмотрены спектры комбинационного рассеяния (КР), резонансного комбинационного и гштеркомбинационного рассеяния (РКР и РГКР) и спектры двухфотонного поглощения (ДФП). Это позволило всесторонне исследовать взаимосвязь спектра и структуры, сопоставить выводы, полученные на основе анализа различных видов спектров, сделать их более обоснованными и достоверными.

Кроме того, следует учесть, что ранее почти не использовавшиеся для изучения таутомерии ОНК спектры РКР и РГКР обладают рядом преимуществ по сравнению с ИК спектрами поглощения, что делает их использование при анализе таутомерных свойств особенно целесообразным. Одним из достоинств является возможность исследования водных растворов. т.е. основания ДНК исследуются в естественной для них среде. Другим важным преимуществом является чувствительность спектров резонансного характера к крайне малым количествам вещества, что дает возможность определять таутомерный состав даже в тех случаях, когда равновесие незначительно смещено в сторону одного из таутомеров. Таким образом, привлечение теоретических и экспериментальных методов оптической спектроскопии для определения таутомерного состава и таутомерных превращений ОНК, как и само изучение таутомерии ОН К, является весьма актуальным.

Основной целью работы является определение таутомерного состава одного из простейших оснований нуклеиновых кислот — аденина- в газовой фазе и в водном растворе с помощью методов оптической спектроскопии.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Провести расчеты спектров ИК-поглощения, КР, РКР, резонансного гиперкомбннационног© рассеяния и двухфотонкого поглощения различных таутомерных форм аденина;

2. Получить экспериментальные спектры КР и РКР аденина в водном растворе и в газовой фазе при возбуждении лазерным излучением различных длин волн;

3. Определить таутомерный состав аденина в различных фазовых состояниях путем сравнения теоретических и экспериментальных данных по всем видам спектров.

Научная новизна работы состоит в следующем: 1. Впервые экспериментально получены спектры РКР аденина в газовой фазе при длинах волн возбуждающего излучения 266, 218 и 200 нм. В спектрах РКР аденина в водном растворе исследованный диапазон частот колебаний расширен до области 600-1800 см"1 при длинах волн возбуждающего излучения 266, 218 и 200 нм;

2. Впервые проведены квантово-механические расчеты спектров РКР5 РГКР и двухфотонного поглощения таутомерных форм Ade-N9H (am), Ade-N7H (аш) и Ade-N9H (im) в газовой фазе и Ade-N9H(am), Ade-N7H(am), Ade-Nj,N9H+, Ade-N7,N}H+ в водном растворе, а также квантово-химические расчеты спектров ЙК поглощения и спектров КР названных таутомеров;

3. Установлен таутомерный состав адешша в газовой фазе и в водном растворе на основе анализа экспериментальных данных и результатов расчетов спектров ИК поглощения, КР, РКР, РГКР и ДФП различных таутомерных форм;

4. Разработан программный продукт SSUSpectra, позволяющий усовершенствовать процесс обработки, передачи и преобразования данных при расчетах оптических спектров; дополнить результаты, полученные с помощью комплексов Gaussian и Grams, возможностями моделирования спектров смесей и растворов, учета полуширины линии, наглядного представления результатов.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. В изолирующей матрице и газовой фазе одновременно существуют три таутомера - Ade-Nor 1 (аш), Ade-N7!! (am) и Ade-NoH (im) - с доминированием аминной формы Ade-N9H(am);

2. В водном растворе (рН=3) существуют три структуры - Ade-N9H(am), Ade-N7H(am) и Ade-NblS^H*, с доминированием последней; возможно наличие малого количества Ade-N^NjH*;

3. Результаты квантово-механических расчетов и полная интерпретация ЙК спектров поглощения, спектров КР и РКР, резонансного гиперкомбинационного рассеяния и двухфотонного поглощения трех таутомеров адештеа в газовой фазе и четырех таутомеров в водном растворе;

4. Результаты экспериментальных исследований спектров РКР аденина в газовой фазе и в водном растворе при длинах волн возбуждающего излучения 266, 218 и 200 им, а также спектров KP водного раствора аденина при длине волны возбуждающего излучения 457 нм.

Апробация работы.

Результаты работы доложены на Международной конференции «Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2013» (Севастополь, Украина) и Международной интернет-конференции «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных проблем и прикладных научных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины» ( http://www. ivtn.ru /2009/biomedehem ), Международной конференции по спектроскопии комбинационного рассеяния ICORS-201G (Бостон, США),.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе - 1 статья в зарубежном журнале, 4 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК, 4 тезисов докладов на международных конференциях, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад автора

Все представленные в работе расчеты выполнены лично автором, экспериментальные исследования проведены в составе научной группы при непосредственном участии автора. Тема, цели и задачи работы, а также результаты и выводы обсуждены с научным руке водителем и соавторами по публикациям.

Достоверность результатов исследования подтверждена совпадением выводов, полученных при анализе различных видов спектров и использовании различных методов расчета, а также соответствием результатов расчетов экспериментальным данным, в том числе - данным других авторов.

Практическая значимость работы.

Результаты расчетов спектров ИК-поглощения, КР, РКР, РГКР и ДФП различных таутомеров аденина служат основой для изучения димеров и молекулярных пар, составленных молекулами оснований нуклеиновых кислот, а также используются при проведении дальнейших теоретических исследований структуры и свойств ОНК,

Полученные выводы о таутомерном составе аденина в различных фазовых состояниях могут использоваться при решении задач биофизики, химии, биологии и медицины, в частности - при исследовании механизмов мутаций ОНК, изучении хода химических реакций, в также в фармацевтике при создании новых лекарств.

Разработанный программный продукт SSUSpectra является универсальным средством обработки, передачи и преобразования данных, что позволяет использовать его при анализе всех видов оптических спектров, а дополнительные возможности, предоставляемые SSUSpectra по сравнению с распространенными программными комплексами, обеспечивают его перспективность и востребованность,

Результаты работы использованы при проведении научных исследований и в учебном процессе на кафедре физики и методико-информационных технологий Саратовского государственного университета им.Н.Г,Чернышевского,

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, четыре главы, выводы, список использованных источников и приложение, общий объем работы 180 страниц печатного текста.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Щербаков, Роман Сергеевич

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

1. Таутомерия является неотъемлемым свойством оснований нуклеиновых кислот, во многом определяющим сложность их биофизических и биохимических исследований. Несмотря на активные исследования в этой области, вопрос о таутомерном составе ОНК и, в частности, аденина в различных фазовых состояниях, нельзя считать решенным.

2. Одним из подходов к исследованию таутомерии ОНК является подход, основанный на использовании взаимосвязи между спектром и структурой, позволяющий оценить структурные изменения по изменениям положения линий спектра и их интенсивностей.

3. Современное состояние методов оптической спектроскопии позволяет надежно описывать и интерпретировать спектры ИК-поглощения, КР, РКР, РГКР и ДФП многоатомных молекул, что делает актуальным, своевременным и целесообразным проведенные в последующих главах работы исследования с применением этих методов для определения таутомерного состава ОНК.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТАУТОМЕРНОГО СОСТАВА АДЕНИНА В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ МЕТОДАМИ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

2.1. Таутомерия аденина и постановка задачи

Таутомерия молекулярных соединений исследуется различными экспериментальными и теоретическими методами, среди которых наиболее распространенными являются методы колебательной спектроскопии [60-63]. При этом определение таутомерного состава вещества и идентификация таутомеров методами ИК спектроскопии часто вызывают серьезные затруднения [64-65]. Например, наложение спектров нескольких таутомерных форм значительно усложняет их интерпретацию, что может привести к неоднозначности результатов по определению таутомерных структур. Наиболее плодотворным и эффективным способом решения этой проблемы является сочетание экспериментальных спектральных исследований с квантово-химическими расчётами частот и интенсивностей колебательных полос. При этом необходимо отметить, что для определения таутомерного состава не в полной мере используются методы колебательной спектроскопии РКР, обладающие высокой чувствительностью к определению чрезвычайно малого количества вещества, что важно при анализе таутомерного состава оснований нуклеиновых кислот (ОНК). Например, как следует из анализа химических сдвигов методом ЯМР, для аденина (Ade) в полярном растворителе процентное содержание таутомерной формы Ade-N7H при 20 °С составляет 15-22% [66], а доля иминной формы -менее 0,01% [67].

Вопрос о возможности одновременного существования изолированных таутомерных форм Ade, протонированных по положениям N7 и N9, поднимался в литературе неоднократно, но до сих пор однозначного ответа нет [68-73]. Согласно данным квантово-химических расчетов в изолированном состоянии должен присутствовать только таутомер Ade-N9H. Такой вывод подтверждается расчётами полной энергии таутомеров, из которых следует, что её значение для Ade-N9H меньше, чем для Ade-N7H [68,70,74].

Анализ колебательных спектров даёт противоречивые результаты, согласно которым в изолированном состоянии могут присутствовать как оба таутомера Ade, протонированных по положениям N9 и N7, так и только один таутомер Ade-N9H [68-72].

Существенным аргументом, подтверждающим присутствие в изолированном состоянии обоих таутомеров Ade-N9H и Ade-N7H, являются экспериментальные спектры резонансной двухфотонной ионизации, измеренные в сверхзвуковой струе, причём авторы эксперимента не исключают существование и других таутомерных форм Ade, например, иминной [71]. Исследование структуры Ade с помощью спектров ЯМР также не исключает присутствие таутомеров, протонированных по положениям N9 и N7 [73]. Таким образом, имеющиеся в литературе разногласия не позволяют дать определённый ответ о таутомерном составе Ade в изолированном состоянии.

В связи с этим представляется актуальным рассмотренное в данной главе решение задачи определения таутомерного состава Ade в газовой фазе путем экспериментального и теоретического исследования ИК и РКР спектров. Первый шаг, результаты которого приведены в разделе 2.2, состоял в теоретическом анализе колебательных ИК спектров, вычисленных квантово-химическим методом DFT в приближении B3LYP/6-311++G(d,p) [75]. Следующий этап (раздел 2.3), заключался в экспериментальном и квантово-механическом исследовании спектров РКР Ade [76].

2.2. Определение таутомерного состава Àde в газовой фазе методом теоретической ИК спектроскопии

Молекулярные диаграммы таутомеров Ade аминной формы (am), протонированных по положениям N9 и N7, а также им и иная форма (im) таутомера Ade-N9H с обозначением атомов приведены на рисунке 2.2.1; результаты расчётов ИК спектров Ade-N9H (am), Ade-N7H (am) и Ade-NçH (im) - в таблице 2.2.1.

Интерпретация экспериментальных спектров на основе расчёта методом B3LYP/6-31G(d,p) для таутомерной формы Ade-N9H (am) была выполнена ранее [70]. Надо отметить, что теоретический спектр Ade-N9H (am) действительно хорошо воспроизводит значения частот и распределение интенсивностей основных полос поглощения экспериментального ИК спектра. Основными аргументами, указывающими на отсутствие в изолированном состоянии таутомеров Ade-N7H (am) и Ade-N9H (im), являются характерные особенности вычисленных спектров этих соединений, которые, на первый взгляд, не воспроизводятся в эксперименте. Во-первых, в теоретических спектрах этих таутомеров имеется несколько полос очень сильной интенсивности, например полоса с частотой 1418 см"1 в спектре Ade-N7H (am) и полоса с частотой 1190 см"1 в спектре Ade-N9H (im), которые значительно превышают интенсивности соответствующих экспериментальных полос поглощения в ИК спектре Ade. Во-вторых, в экспериментальном спектре Ade отсутствует полоса поглощения с частотой 400 см"1, которая, согласно выполненному расчёту, отвечает неплоскому колебанию выхода связи N7H из плоскости имидазольного кольца. Надо отметить, что отсутствие в экспериментальном спектре полосы поглощения в области 300—450 см"1 является одним из основных доказательств наличия только одного таутомера Ade в изолированном состоянии, а именно таутомера Ade-N9H (am) [70,72]. С другой стороны, предположение о присутствии в изолированном состоянии только одного таутомера Ade-N9H

1 2 3

Рисунок 2.2.1. Молекулярные диаграммы А<1е-^Н(ат) (1), Аёе-М7Н(ат) (2) и Ас1е-М9Н(1т) (3) с обозначением атомов аш) не позволяет объяснить природу происхождения в экспериментальном спектре Аёе двух сильных по интенсивности полос поглощения с частотами 583 и 591 см"1, а также провести интерпретацию целого ряда слабых по интенсивности полос поглощения практически во всей рассматриваемой спектральной области.

Очевидно, что для активирования какой-либо потенциально таутомерной молекулярной системы необходимо выполнение условия энергетического равновесия между образующимися таутомерными формами, что возможно, например, в колебательно-возбуждённых состояниях. Такое предположение вполне справедливо, учитывая, что значение полной энергии Аёе-ЫдН (аш) согласно выполненным расчётам меньше полных энергий Ас1е-М7Н(ат) и Аёе-Т^Н (пи) на 7.98 и 11.90 ккал/моль соответственно.

Рассмотрим вопрос определения таутомеров Аёе, предположив, что их процентное содержание в газовой фазе существенно отличается. Исходя из сравнения вычисленных интенсивностей полос колебаний с частотами 1190 и 1418 см"1 таутомеров А

При интерпретации экспериментальных полос поглощения в низкочастотной области и сравнении с теоретическими спектрами таутомеров необходимо учитывать тот факт, что гармоническое приближение не позволяет воспроизвести частоты и интенсивности аминной группы, поскольку для неё характерна малая величина потенциального барьера. Уточнение частот и интенсивностей колебаний Ade в ангармоническом приближении показало, что кубичные и квартичные поправки наиболее существенны для низкочастотных колебаний выхода связей СН и NH из плоскости; для остальных колебаний полный учет ангармонических поправок оказался не существенным [77]. Расчёт в ангармоническом приближении не воспроизводит пять экспериментальных колебаний в низкочастотной области, в том числе два колебания сильной интенсивности с частотами 242 и 591 см"1. Кроме того, анализ ангармонических поправок показывает сильное смешение низкочастотных колебаний Ade с неплоскими колебаниями аминной группы, что приводит к значительному расхождению вычисленных и экспериментальных частот в области ниже 600 см"1 [78].

Для достоверной интерпретации колебаний выхода связей NH из плоскости кольца были выполнены расчёты колебательных спектров молекулярных соединений, содержащих имидазольное и пуриновые кольца, а именно: имидазола (Im), пурина (Риг) и гуанина (Gua), протонированных по положениям N9 и N7. Молекулярные диаграммы этих соединений приведены на рисунке 2.2.2, а результаты расчёта колебаний, выполненные с использованием различных базисов АО, - в таблице 2.2.2.

011

1 2 3

Рисунок 2.2.2. Молекулярные диаграммы Im (1), Pur (2) и Gua (3) для N9H (—) и N7H(—) таутомерных форм

Сравнение экспериментальных и вычисленных частот колебаний выхода связи NH из плоскости показывает, что, во-первых, для Im рассчитанные значения p(NH) меньше экспериментальных на 30—50 см"1. Во-вторых, вычисленные значения частот и интенсивностей колебания p(N9H) для Pur, Gua и Ade соответствуют экспериментальной полосе поглощения в области 515—530 см"1. В третьих, значение частоты колебания p(N7H) зависит от типа заместителей связи C6R (R=H, О, NH2): если для Pur разность частот колебаний p(N7H) и p(N9H) составляла 80 см"1, то для Gua она уменьшается до 44 см"1, т.е. частота колебания p(N7H) повышается от 440 см"1 в Pur-N7H до 486 см"1 в Gua-N7H. Увеличение разности частот рассматриваемых колебаний в Adc до 117 см"1 вызвано изменением формы колебания p(N7H), а именно, примешиванием к нему колебания аминной группы p(NH2). Как следствие не учитываемого ангармонизма колебаний аминной группы (см. выше) величина вычисленной частоты колебания p(N7H) для Ade может значительно отличаться от экспериментальной. Для обоснования этого предположения проанализируем неплоские колебания таутомеров Ade-N9H и Ade-N7H аминной формы (таблице 2.2.3).

Форма трёх низкочастотных колебаний отвечает изменению двугранного угла между плоскостями бензольного и пиррольного колец. Колебание с частотой 166 см"1 для Ade-N9H имеет среднюю интенсивность и соответствует экспериментальной полосе поглощения с частотой 162 см"1; колебания с частотами в области 215 и 300 см"1 имеют очень слабую интенсивность и в эксперименте не проявляются. Две экспериментальные полосы поглощения сильной интенсивности, частоты которых равны 214 и 246 см"1, согласно выполненному расчёту можно интерпретировать как отвечающие неплоским колебаниям аминной группы p(NH2) для Ade-N9H и Ade-N7H, соответственно. Как показывает расчёт, выполненный с использованием различных приближений (таблице 2.2.3), частоты веерного и крутильного колебаний группы NH2 для Ade-N9H и Ade-N7H отличаются от экспериментальных значений на 100—200 см"1, что связано с низким барьером вращения аминной группы. Поэтому примешивание в форме колебания p(N7H) крутильного колебания p(NH2) может привести к значительному понижению частоты колебания p(N7H) по сравнению с экспериментом, которое, как показывает расчёт для Gua-N7H (таблице 2.2.2), лежит в области 490 см"1. Исходя из этого, экспериментальную полосу поглощения с частотой 503 (или 497) см"1 можно интерпретировать как неплоское колебание p(N7H) таутомера Ade-N7H. Слабая интенсивность рассматриваемого колебания объясняется низким процентным содержанием Ade-N7H в газовой фазе по сравнению с Ade-N9H. Колебание p(N9H), в отличие от p(N7H), не смешивается с колебанием аминной группы и проявляется в области 515 см"1.

Экспериментальную полосу поглощения сильной интенсивности с частотой 566 см"1 можно интерпретировать крутильным колебанием аминной группы таутомера Ade-N9H с частотой 539 см"1, имеющего очень слабую интенсивность. Сильную интенсивность экспериментальной полосы поглощения можно объяснить проявлением в этой же спектральной области веерного колебания аминной группы таутомера Ade-N7H с частотой 555 см"1, также имеющего очень сильную интенсивность. Две экспериментальные полосы средней интенсивности с частотами 583 и 591 см"1, согласно выполненному расчёту, можно интерпретировать как отвечающие неплоским колебаниям выхода связей С С и CN из плоскости пуринового кольца для Ade-N9H и Ade-N7H, как и три следующих полосы в области 650—810 см"1, но уже имеющих очень слабую интенсивность. Колебания в области 850— 970 см"1 отвечают неплоским колебаниям связей CgH и С2Н, причём предположение о присутствии в изолированном состоянии таутомеров Ade-N7H (am) и Ade-N9H (im) позволило провести интерпретацию всех низкочастотных полос поглощения экспериментального ИК спектра Ade.

В таблице 2.2.1 и 2.2.3 вместе с экспериментальными значениями частот и интенсивностей, измеренных для изолированного состояния при 7—8 К [70], приведены значения частот с качественной оценкой интенсивностей для колебаний Ade, измеренных в газовой фазе при Т= 598 К [78]. Надо отметить, что значения частот мало отличаются для обоих фазовых состояний, но интенсивности для ряда соответствующих колебаний отличаются существенно. Это связано с тем, что повышение температуры должно приводить к изменению количественного состава таутомеров Ade, вызванного изменением заселённостей (по Больцману) колебательно-возбуждённых состояний. Действительно, в газовой фазе наблюдается понижение интенсивности колебательных полос поглощения с частотами 244, 1053 см"1 и, напротив, увеличение интенсивность колебаний с частотами 1018 и 1243 см"1, являющихся основными тонами таутомеров Ade-N7H (am) и Ade-N9H (im). Такие характерные спектральные изменения могут произойти только в случае уменьшения и увеличения, соответственно, количественного содержания Ade-N7H (аш) и Ade-N9H (im) в смеси изолированного Ade при повышении температуры. Это не только подтверждает сделанное выше предположение о таутомерном составе Ade в изолированном состоянии, но и позволяет утверждать о присутствии в газовой фазе также трёх таутомерных структур Ade, а именно: Ade-N9H (am), Ade-N7H (am) и Ade-N9H (im).

Очевидно, что важную информацию о таутомерном составе изолированного Ade можно получить при рассмотрении валентных колебаний связей СН, NH и NH2. Надо отметить, что интерпретация экспериментальных ИК спектров изолированных молекул Pur, Ade и Gua в области 3400—3600 см"1 разными авторами различна: с одной стороны расщепление полос поглощения в высокочастотной области является сильным аргументом в пользу существования N9H<-»N7H таутомерии [69], а с другой стороны, данное расщепление, по мнению авторов аналогичного эксперимента [70], - это результат взаимодействия с Ar матрицей, которое исчезает при регистрации спектра Ade в 1М2 матрице. Кроме того, авторами этого эксперимента для выяснения таутомерного состава были сняты спектры изотопозамещённых Ade-15N7H, Ade-15N9H и проведено сравнение положений полос поглощения в высокочастотной области с аналогичными колебаниями для Ade-14NH. Наблюдаемый сдвиг обеих полос (3498 и 3489 см"1) для Ade-15N9H (3490 и 3480 см"1) и отсутствие такового для Ade-15N7H (3498 и 3489 см"1) доказывает, по мнению авторов эксперимента, факт присутствия только одной таутомерной формы, а именно Ade-15N9H [70]. При этом природа второй полосы поглощения (3489 см"1), не исчезающей в N2 матрице, и её смещение до 3480 см"1 при изотопозамещении 15N9H авторами эксперимента не объяснена.

На рисунке 2.2.3 приведены экспериментальные спектры двух изотопов Ade-1 N7H и Ade-bN9H [93] вместе с вычисленными спектрами рассматриваемых таутомеров Ade с учётом предположения, что процентное содержание таутомеров Ade-N7H (am) и Ade-N9H (im) составляет не более *

JJÜL

1 V

1

3

2 2 « 1 1 Л I.2

3600

3500 I

3400 V. см

-1

Рисунок 2.2.3. Экспериментальные [86] спектры изотопов Аёе-'5Ы7Н —А и Ade-l5N9H —В, изолированных в Аг матрице, и вычисленные (С) спектры таутомеров Ade-N9H (аш) —1, Аёе-Ы7Н (ат) — 2 и Аёе-ЫдН (¡т) —3.

10% от общего количества вещества. Звёздочками в экспериментальном спектре отмечены те колебания, которые не исчезают при переходе от Аг к Ы2 матрице, и которые, по мнению авторов эксперимента, являются основными тонами таутомера Аёе-Ы9Н (ат).

Согласно выполненному расчёту, значения частот валентных колебаний ц(Тч[9Н) и ц(Ы7Н) очень близки и равны соответственно 3503 и 3507 см"1, а их интенсивности, с учётом доминирования в смеси таутомера Ade-1Ч9Н (ат), могут отличаться более чем в 15 раз (рисунки А, С). Принимая во внимание, что в этом случае интенсивности валентных колебаний аминной группы >Щ2 для Ade-N7H (ат) также будут иметь очень слабую интенсивность, можно сказать, что анализ валентных колебаний в высокочастотной области на основе сравнения экспериментальных и вычисленных частот и интенсивностей колебаний не позволяет определить присутствие в изолированном состоянии таутомера Ade-N7H (am). С другой стороны, одновременное смещение двух экспериментальных полос поглощения в области ~ 3500 см"1 в случае изотопозамещения Ade-15N9H согласуется с присутствием в таутомерном составе изолированного Ade таутомеров Ade-N9H (am) и Ade-N9H (im), поскольку оба таутомера имеют в этой области валентные колебания q(N9H), частоты которых равны 3503 и 3497 см"1, и которые могут одновременно смещаться при изотопозамещении ,5N9 (рисунки ЗВ, ЗС).

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Щербаков, Роман Сергеевич, 2013 год

1. Smith М.В., March J. Advanced Organic Chemistry (5th ed. ed.), / M.B. Smith //New York.: Wiley-2001- pp. 1218-1223.

2. Бутлеров M.A. Избранные работы по органической химии. / М.А. Бутлеров М.: Издательство Академии Наук СССР,- 1951.-691 с.

3. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот: Пер. с англ. / В. Зенгер, М.: Мир 1987. - 854 с.

4. Watson J. D., Crick F. H. C. The structure of DNA / Watson J. D. // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. — 1953. — 18. — P. 123—131.

5. Dawson R.M.C.,Elliott D.C., Elliott W.H., Data for Biochemical Research / R.M.C. Dawson // Oxford University Press on Demand, -1989-, p.580

6. Кэри П. Применения спектроскопии КР и РКР в биохимии.: перевод с англ. / П. Кэри М.: Мир - 1985. - 272 с.

7. Raman, С. V. A new radiation. / С. V. Raman // Indian J. Phys.- 1928,- 2: 387-398.

8. Ландсберг Г. С., Мандельштам Л. И. Новое явление при рассеянии света (предварительное сообщение) / Г. С. Ландсберг // М.: Журнал Русского физ.-хим. обществава. -1928-Т. 60. С. 335.

9. М. Born, R. Oppenheimer. Zur Quantentheorie der Molekeln. / M. Born, R. Oppenheimer // Ann. Phys. (Leipzig)- 1927.-V. 84 (20).- p457.

10. Хартри Д. Расчёты атомных структур. / Д. Хартри // М.: ИИЛ, 1960. — 256 с.

11. Фок В.А. Начала квантовой механики. / М.: Наука, 1976. — 376 с. — Часть IV, §3. — стр. 273—279.

12. Roothaan, С.J. New Developments in Molecular Orbital Theory. / C.J. Roothaan // Reviews of Modern Physics 1951.-V 23-pp. 69-89.

13. Hohnberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas / P. Hohnberg// Phys. Rev. A. 1964. - V.136. - P. B864-B871.

14. Mermin D. hermal Properties of the Inhomogeneous Electron Gas / D. Mermin 11 Phys. Rev. A. 1965,- V.137- P.1441

15. Kohn W., Sham. L. J. Self-Consistent Equations including Exchange and Correlation Effects / Walter Kohn // Phys. Rev. A. 1965. -VI40 -A1133.

16. Vosko S.H., Wilk L., Nusair M. Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis / S.H. Vosko // Can. J. Phys. 1980, -V 58 (8) - P.1200-1211.

17. Becke A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior. / D. Mermin // Phys. Rev. 1988. - A 38 (6) - P.3098-3100.

18. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee // Phys. Rev. 1988. - В 37(2) - P.785-789.

19. El-Azhary A.A., Suter H.U. Comparison between Optimized Geometries and Vibrational Frequencies Calculated by the DFT Methods / A.A. El-Azhary // J. Phys. Chem. 1996, - V 100 - P. 15056-15063.

20. Long D. A., The Raman Effect: A Unified Treatment of the Theory of Raman Scattering by Molecules. / D. A. Long Wiley-Blackwell Ltd. 2002. V.584 - P.22-24.

21. Long D. A., The Raman Effect: A Unified Treatment of the Theory of Raman Scattering by Molecules. / Derek A. Long Wiley-Blackwell Ltd. -2002. - V.584-P.99-116.

22. Приютов M.B., Бурова Т.Г. Эффект Герцберга-Теллера и распределение интенсивности в спектрах РКР многоатомных молекул

23. Бурова Т.Г. Влияние эффекта Герцберга-Теллера на распределение интенсивности в спектрах РКР и двухфотонного поглощения многоатомных молекул / Бурова Т.Г. // Хим. физика 1994. -Т.13,№3- С.29-35.

24. Ковнер М.А., Приютов М.В. Явный учет электронно-колебательного взаимодействия при расчете интенсивностей полос колебательной структуры спектров поглощения бензола и замещенных бензола / М.А.Ковнер // Докл. АН СССР. 1972.- Т.204,№3.- С.397-402.

25. Баранов В.И., Грибов JI.A. Расчеты электронно-колебательных спектров многоатомных молекул в франк-кондоновском и герцберг-теллеровском приближениях / В.И. Баранов // Опт. и спектр. -1979. -Т.47,в.1- С.91-99.

26. Бурова Т.Г., Гурьев К.И. Применение метода функции Грина при описании распределения интенсивности в спектрах РКР многоатомных молекул / Т.Г. Бурова // Спектроскопия и физика молекул. Саратов. 1996.- С.6-8.

27. Преэм P.A. О вычислении сумм в теории комбинационного рассеяния в приближении гармонического осциллятора / P.A. Преэм // Тр. ИФА АН ЭССР.- 1964.- N 25.- С.47-61.

28. Бурова Т.Г. Расчет интенсивности в спектрах РКР и ДФП многоатомных молекул / Т.Г. Бурова // Журн. структ. химии. -1997. -Т.38, №2,- С.248-255.

29. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Березин В.И. Квантовомеханический расчет спектров резонансного комбинационного рассеяния аденина / Т.Г. Бурова // Оптика и спектр.- 1999.- Т.86, №3- С.397-402.

30. Грибов JI.A., Дементьев В.А. Методы и алгоритмы вычислений в теории колебательных спектров многоатомных молекул. / JI.A. Грибов //М.:Наука. 1981.- 356с.

31. Faidas H., Siomos K. Two photon excitation spectroscopy of benzene and toluene / H. Faidas // Journal of Molecular Spectroscopy 1988 - V. 130-P.288-302.

32. Vasudev R., Brand J.C.D. The two photon spectrum of toluene vapor / R. Vasudev // J. Chem. Phys. 1979 - V.37.-P.211-217.

33. Krogh-Jespersen K., Rava R., Goodman L. Two-photon ionization spectrum of the lLb <— SO transition in toluene / K. Krogh-Jespersen // J. Chem.Phys. 1979 - V.44.- P.295-302.

34. Webb J., Swift K. Two-photon spectroscopy of pyrazine and triazine. / J. Webb // J. Mol. Struct. 1980 - V.61.- P.285-290.

35. Mikami N., Ito M. Two-photon excitation spectra of naphthalene-hg and naphthalene-dg / N. Mikami // Chemical Physics 1977 - V.23.- P.141-145.

36. Gold A., Hernandez J.P. One- and two-photon transitions / A. Gold // Physical Review 1965 - V.139, №1,- P.2002-2010.

37. Hernandez J.P., Gold A. Two-photon absorption in anthracene / J.P.Hernandez // Physical Review 1967 - V.156, №1.- P.26-35.

38. Rava P., Goodman L., Jespersen K.K. Vibronic mechanisms in the two-photon spectrum of benzene / P. Rava // J. Chem. Phys. 1981 - V.74, №1- P.237-281.

39. Wunch L., Metz F., Neusser H. J., Schlag E.W. Two-photon spectroscopy in the gas-phase: assignment of molecular transitions in benzene / L. Wunch // J. Chem. Phys. 1977 - V.66, №2,- P.386-397.

40. Hochstrasser R.M., Wessel J.E., Sung H.N. Two-photon excitation spectrum of benzene in gas phase and in crystal / R.M. Hochstrasser // J. Chem. Phys 1974 - V.60, №1.- P.317-321.

41. Marconi G., Orlandi G. Vibronic activity of b2u modes in the two-photon spectrum of naphthalene / G. Marconi //Journal of the Chemical Society. Faraday Transactions 1974. - P.2, V.78, №3,- P.565-572

42. Dick В., Hohlneicher G. Two-photon spectroscopy of the low-lying singlet states of naphthalene and acenaphthene / B. Dick // Chemical Physics Letters -1981- V.84, №3,- P.471-478

43. Micami N., Ito M. Two-photon excitation spectra of naphthalene and naphthalene-dg. / N.Micami // Chemical Physics Letters 1975- V.31, №3,- P.472-478

44. Venuti E., Marconi G. Theoretical studies on the two-photon vibronic spectra of azines. / E. Venuti // Chemical Physics 1988. - V.125, №-1, P.l-9.

45. Webb J.D., Swift K.M., Bernstein E.R. Two-photon spectroscopy of pyrazine and triazine. / J.D Webb // Journal of Molecular Structure1980. V.6I. P.2X5-290.

46. Honig В., Jortner J., Szoke A. Theoretical studies of two-photon absorption process. I. Molecular benzene. / B. Honig // Journal of Chemical Physics -1967- V.46, №7, P.2714-2727.

47. Бурова Т.Г. Квантово-механическое описание распределения интенсивностей в спектре двухфотонного поглощения фенилацетилена / Т.Г. Бурова // Оптика и спектр. 1994.-Т.76,№3,-С.394-395.

48. Бурова Т.Г. Расчет спектров двухфотонного поглощения монозамещенных бензола с учетом эффекта Герцберга-Теллера / Т.Г. Бурова // Журн. Структ.химии.-1993 .-Т.34,№ 1 .-С. 101 -104.

49. Бурова Т.Г. Теоретический анализ спектров поглощения, флуоресценции и РКР многоатомных молекул в приближении Герцберга-Теллера / Т.Г. Бурова // 11 Симпозиум-школа по молекулярной спектроскопии высокого и сверхвысокого разрешения.-Tomck.-1993.-C.51.

50. Terhune R., Maker P., Savage C. Measurements of Nonlinear Light Scattering / R.Terhune, P. Maker, and C. Savage // Phys.Rev.Lett.-1988.-V.88.-P.12.

51. Chung Y., Ziegler L. The vibronic theory of resonance hyper-Ramanscattering / Y. Chung, and L. Ziegler // J. Chem. Phys. 1988.- V. 88. P. 12.

52. Ziegler L. Hyper-Raman spectroscopy / L. Ziegler // Journal of Raman Spectroscopy 1990. - V.21, -P.769.

53. Cyvin S., Rauch J.E., Decius J.C. Theory of Hyper-Raman Effects (Nonlinear Inelastic Light Scattering): Selection Rules and Depolarization Ratios for the Second-Order Polarizability. / S. Cyvin // Journal of Chemical Physics 1965,- V.43, P.4083.

54. Christie J.D., Lockwood D.J. Selection Rules for Three- and Four-Photon Raman Interactions. / J.D. Christie // Journal of Chemical Physics — 1971.-V.54, P. 1141.

55. Баранов A.B., Бобович Я.С., Петров В.И. Спектроскопия резонансного гиперкомбинационного рассеяния света. / А.В. Баранов // УФН -1990.-Т.1, 4.10, С.35-72.

56. Бурова Т.Г., Анашкин А.А. Квантово-механический анализ распределения интенсивностей в спектрах резонансного гиперкомбинационного рассеяния многоатомных молекул / Бурова Т.Г., Анашкин А.А. // Оптика и спектр. -2010.- Т.108,№1.-С.16-19.

57. Elguero J., Marzin С., Katritzky A.R., Linda P. The tautomerism of heterocycles. / J. Elguero, New York: Academic Press, 1976. P. 502-551.

58. Билобров В.М. Водородная связь. Внутримолекулярные взаимодействия, / В,М. Билобров, Киев: Наукова думка, -1991 -316 с.

59. Тен Г.Н., Бурова ТТ., Баранов В.И. Спектроскопическое исследование структуры оснований нуклеиновых кислот. / Тен Г.Н., Бурова Т.Г., Баранов В.И. Саратов: Научная книга, -2004 — 149 с.

60. Тен Г.Н., Бурова Т.Г., Баранов В.И. Квантово-химическое исследование прототропной таутомерии оснований нуклеиновых кислот. Саратов / Тен Г.Н., Бурова Т.Г., Баранов В.И. Научная книга,-2008.-157 с.

61. Nowak M.J., Lapinski L., Fulara J. Matrix isolation studies of cytosine: The separation of the infrared spectra of cytosine tautomers / M J. Nowak // Spectrochim. Acta. A. -1989.- V. 45. P. 229-242.

62. Sheina G.G., Stepanian S.G., Radchenko E.D. and Blagoi Yu. P. IR spectra of guanine and hypoxanthine isolated molecules / G.G. Sheina // J. Mol. Struct.-1987.-V. 158.-P. 275.-292.

63. Chenon M.T., Pugmire R.J., Grant D.M., Panzica R.P., Townsend L.B. Carbon-13 magnetic resonance. XXVI. Quantitative determination of the tautomeric populations of certain purines / M.T. Chenon // J. Am. Chem. Soc. -1975 V. 97,-P. 4636.

64. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот./ Зенгер В. М.: Мир, 1987. - 854 с.

65. Wiorkiewicz-Kuczera J,, Karplus М. Ab initio study of the vibrational spectra of N9-H and N7-H adenine and 9-methyladenine/ J.Wiorkiewicz-Kuczera, M. Karplus // J. Amer. Chem. Soc. 1990,- V. 112. - P.5324.

66. Stepanian S.G., Sheina G.G., Radchenko E.D. and Blagoi Yu.P. Theoretical and experimental studies of adenine, purine and pyrimidine isolated molecule structure / Stepanian S.G. // J. Mol. Struct. -1985. -V. 131.- № 3-4. P.333-346.

67. Nowak M. J., Lapinski L., Kwiatkowski J. S., Leszczynski J. Molecular

68. Structure and Infrared Spectra of Adenine. Experimental Matrix Isolation and Density Functional Theory Study of Adenine 1SN Isotopomers / M. J. Nowak // J. Phys. Chem. 1996.- V. 100,- P. 3527.

69. Pliitzer Chr., Kleinermanns K. Tautomers and electronic states of jet-cooled adenine investigated by double resonance spectroscopy / C. Pliitzer, K. Kleinermanns // Physical Chemistry Chemical Physics 2002 - V. 4. № 20. -P. 4877-4882

70. Nowak M.J., Rostowska H., Lapinski L. et al. Experimental matrix isolation and theoretical ab initio HF/6-31G(d, p) studies of infrared spectra of purine, adenine and 2-chloroadenine / M.J. Nowak// Spectrochim Acta. A-1994- V. 50. № 6. - P.1081.

71. Тен Т.Н., Баранов В.И. Исследование кето-енольной таутомерии урацила, тимина и их тиозамещенных. / Г.Н.Тен, В.И. Баранов // Биофизика. 2009.- Т. 54. № 5. -С. 813-819.

72. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel Н.В. et al. Gaussian 03. Gaussian Inc., Pittsburgh PA. 2003.

73. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Ермоленков B.B., Щербаков Р.С., Леднев И.К. Определение таутомерного состава аденина в газовой фазе методами колебательной спектроскопии. II. Анализ спектров РКР / Бурова Т.Г. // Опт.и спектр. -2010.-Т. 109,№6. С.918-925.

74. Lappi S.E., Collier W., Franzen S. Density Functional Analysis of Anharmonic Contributions to Adenine Matrix Isolation Spectra / S.E. Lappi // J. Phys. Chem. A.- 2002. -V. 106 -P. 11446.

75. Colarusso P., Zhang K., Guo В., Bernath P.F. The infrared spectra of uracil, thymine, and adenine in the gas phase / P.Colarusso // Chem. Phys.1.tt.- 1997. -V. 269.- P. 39-48.

76. Sheina G.G., Stepanian S.G., Radchenko E.D. and Blagoi Yu. P. IR spectra of guanine and hypoxanthine isolated molecules / G.G.Sheina, S.G.Stepanian, E.D. Radchenko, Yu. P. Blagoi // J. Mol. Struct.- 1987. -V. 158.-P. 275- 292.

77. Тен Г.Н., Нечаев B.B,, Березин В.И., Баранов В.И. Расчет нормальных колебаний аденина и его дейтерозамещенных / Г.Н.Тен, В.В.Нечаев, В.И.Березин, В.И Баранов. // М.: Журн. структ. химии-1997-Т.38,№2 С.324-333.

78. Тен Г.Н., Нечаев В.В., Березин В.И., Баранов В.И. Расчет электронно-колебательных спектров молекулы аденина / Г.Н.Тен, В.В.Нечаев, В.И.Березин, В.И Баранов. // М.: Журн. структ. химии-1997.-Т.38,№2- С.333-344.

79. Blazej D,, Peticolas W.L. Ultraviolet resonant Raman spectroscopy of nucleic acid components/ D.Blazej, W.L. Peticolas //Proc. Nat. Acad. Sci. USA.- 1977,- V.74,N7.-P.2639-2643.

80. Majoube M., Millie Ph., Lagant P., Vergoten G. Resonance Raman enhancement for adenine and guanine residues/ M. Majoube //J.Raman Spectr-1994- V.25 -P.821-836.

81. Lee S., Chang H. Missing mode effect in resonance Raman excitation profile / S.Lee, H. Chang //J.Chem.Phys.-1994.- V.100,N6.-P.4056.

82. Nishimura Y., Tsuboi M., Kubasek W., Bajdor K., Peticolas W. / Ultraviolet resonance Raman bands of guanosine and adenosine residues useful for the determination of nucleic acid conformation / Y. Nishimura //J.Raman Spectr.-1987.- V.18.-P.221-227.

83. Kubasek W., Hudson В., Peticolas W. Ultraviolet resonance Raman excitation profiles of nucleic acid bases with excitation from 200 to 300 nanometers / W.Kubasek//Proc.Nat. Acad. Sci. USA.-1985.- V.82-P.2369-2373

84. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Березин В.И. Квантово-механический расчёт спектров резонансного комбинационного рассеяния аденина. Оптика и спектроскопия / Т.Г. Бурова // Оптика и спектр.- 1999.- Т.86, №3-С.397-402.

85. Берестецкий В.Б., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Релятивистская квантовая теория / В.Б. Берестецкий М.: Наука — 1968.- ч.1. 480с.

86. Баранов В.И., Савин Ф.А., Грибов Л.А. Программы расчёта электронно-колебательных спектров многоатомных молекул / В.И. Баранов М.: Наука -1983- 192 с.

87. Tarek A. Mohamed Т.А., Shabaan I.A., Zoghaib W.M., Husband J., Farag R.S., Abd El-Nasser M.A. Alajhaz A.E-N. M.A. Tautomerism, normal coordinate analysis, vibrational assignments, calculated IR, Raman and

88. NMR spectra of adenine/ T.A. Tarek A. Mohamed // J. Мої. Struct-2009.-V. 938. P.263-276.

89. Lednev I. K, Ermolenkov V.V., He W., Xu M. Deep-UV Raman spectrometer tunable between 193 and 205 nm for structural characterization of proteins /1. K. Lednev // Anal. Bioanal. Chem. 2005. - V.381.-P.431-437.

90. Bencivenni L., Ramondo F., Pieretti A., Sanna N. On the hydrogen bonding in uracil: its effect on the vibrational spectrum / L. Bencivenni// J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 2000. - P.l 685-1693.

91. Dreyfus M., Dobin G., Bensaude O., Dubuis J.E. Tautomerism of purines. I. N(7)H .dha. N(9)H equilibrium in adenine / M.Dreyfus // J. Am. Chem. Soc.- 1975. V.97- P.2369-2376.

92. Chenon M.T., Pugmire R.J., Grant D.M., Panzica R.P., Townsend L.B. Carbon-13 magnetic resonance. XXVI. Quantitative determination of the tautomeric populations of certain purines / M.T. Chenon // J. Am. Chem. Soc. -1975,- V. 97,- P. 4636- 4643.

93. Тен Г.Н., Яковлева А.А., Бурова Т.Г., Березин В.И., Баранов В.И. Моделирование колебательных спектров водного раствора индола / Тен Т.Н. // Журн. прикл. спектр. 2010. Т.77, № 4, с. 543-550.

94. Lord R.C., Thomas G.J. Raman spectral studies of nucleic acids and related molecules—I Ribonucleic acid derivatives / R.C. Lord // Spectrochim. Acta. A. -1967. -V.23 -pp 2551-2591.

95. Wiorkiewicz-Kuczera J., Karplus M. Ab initio study of the vibrational spectra of N9-H and N7-H adenine and 9-methyladenine / J. Wiorkiewicz-Kuczera // J. Amer. Chem. Soc.- 1990,- V. 112. -P.5324.

96. Stepanian S.G., Sheina G.G., Radchenko E.D. and Blagoi Yu.P. Theoretical and experimental studies of adenine, purine and pyrimidine isolated molecule structure/ S.G. Stepanian // J. Mol. Struct. 1985 - V. 131. №3-4,- pp. 333-346.

97. Singh A. Resonant hyper Raman spectra of selected nucleic acid bases / A. Singh // Pramana J.Phys. 1994.- V.42. -P.39.

98. Бурова Т.Г., Анашкин А.А. Квантово-механический анализ распределения интенсивностей в спектрах резонансного гиперкомбинационного рассеяния многоатомных молекул / Т.Г.Бурова // Опт. и спектр. 2010. Т.108.№4. С.538.

99. Dines Т. Hyper-Raman selection rules for molecules possessing cubic symmetry / T. Dines // Chem. Phys. Lett. -2008,- V. 459. -P. 180.-182.

100. Burova Т., Ermolenkov V., Ten G., Scherbakov R., Baranov V., Lednev I.Raman spectroscopic study of tautomeric composition of adenine in water / T.G. Burova // J.Phys. Chem.A.-201 l.-V.l 15(38),- P. 10600-10609.

101. Приютов M.B., Каменский Ю.В., Ковалев И.Ф. Квантовомеханический расчет изменений частот колебаний молекулы при электронном возбуждении / М.В. Приютов //Опт. и спектр.1984. 'Г.57. с.588-592.

102. Williams S.A. Two-photon spectroscopy of selected nucleic acids /Montana State Univ. 1989.- Diss. International. V.51-02. Sec.B. P.0773.

103. Plutzer C., Kleinermanns K. Tautomers and electronic states of jet-cooled adenine investigated by double resonance spectroscopy / Plutzer C. // Phys.Chem. Chem.Phys. -2002. -V.4 -P. 4877-4882.

104. Kim N.J., Jeong G., Kim Y.S., Sung J., Kim S.K., Park Y. Resonant two-photon ionization and laser induced fluorescence spectroscopy of jet-cooled adenine / N.J. Kim // J. Chem. Phys. -2000.-V.113.N22.- P.10051-10055.

105. Gadonas R., Danielius R., Piskarskas A., Prosser V., Sip M. Picosecond absorption spectroscopy and its application to the study of nucleic acid components / R. Gadonas // Czechoslovak J. Phys. 1986. -V.B36. N4. -P.468-477.

106. Bartkowiak W., Zalesny R. Relation between bond-length alternation and two-photon absorption of a push-pull conjugated molecules: a quantum-chemical study / Bartkowiak W. // Chem. Phys. -2003. -V.287.- P. 103 -112.

107. Mechalkin Y.P., Alfimov E., Makukha V. Two-photon absorption cross sections of deoxyribonucleotides and DNA / Y.P. Mechalkin // Quantum electronics. -1998. -V.28. N8.-P.725-729.

108. Birch D. Multiphoton excited fluorescence spectroscopy of biomolecular systems / D. Birch // Spectrochim. Acta. A.- 2001. -P.2313-2336.

109. A.c 2012610974 Российская Федерация, МПК (нет), программы для ЭВМ / Щербаков Р.С. 2011619071, заявлено 28.11.2011, опубл. 23.01.2012, 1 с.

110. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Щербаков P.C. Квантово-механический расчет распределения интенсивностей в спектрах таутомеров аденина. 4.1. Спектры резонансного гиперкомбинационного рассеяния / Бурова Т.Г. // Оптика и спектроскопия. -2012.-Т.112,№6.- С.1-9.

111. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Щербаков P.C. Квантово-механический расчет распределения интенсивностей в спектрах таутомеров аденина. 4.2. Спектры двухфотонного поглощения / Т.Г. Бурова, // Оптика и спектроскопия. 2012.Т.113,№1. С.12-15.

112. Бурова Т.Г., Тен Г.Н., Щербаков P.C. Исследование таутомерии аденина методами оптической спектроскопии . 2. Спектры двухфотонного поглощения. / Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ-2013. Мат.междунар.конф.Севастополь. -2013.

113. Программный продукт SSUSpectra. 1.1. ГХ Specter 45en a S3

114. Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics,Controls, Forms, ComObj, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, Buttons, Grids, OleServer, ExcelXP, ShellAPI, Menus,jpeg;type1. TForml = class(TForm)

115. Memol: TMemo; StringGridl: TStringGrid; Editl: TEdit;

116. ExcelApplicationl: TExcelApplication;

117. ExcelWorksheetl: TExcelWorksheet;

118. ExcelWorkbookl: TExcelWorkbook;1. Button: TButton;1. MainMenul: TMainMenu;1. Filel: TMenuItem;1. Openl: TMenuItem;

119. OpenDialogl : TOpenDialog;1.age 1: TImage;

120. SpeedButtonl: TSpeedButton;

121. SpeedButton5: TSpeedButton;

122. Public declarations} end; var

123. Forml: TForml; raman:array1.2. of boolean; hh:byte;j,k,n,wid:integer;

124. AA:arrayl.maxpath,1.4. of integer; min,max: extended;

125. DragQueryFile(Msg.Drop, 0, fn, MAX PATH)> 0 then1. Msg.Result := 0;finally

126. AAj,l.:=il+2; AA[j,2]~il+5;1. AAj,3.:=il+6;1. AAj,4.:=il+4;1. JH+i;1. K:=K+3;end;end;endelseif not(raman2.) then begin

127. Stringgridl .ColCount:=4; Graph.spb.RadioButton 1 .Checked:=:false; Graph.spb.RadioButton 1 .Enabled:=false;

128. AAj,l.:=il+2; AA[j,2]:=il+5; AA[j,4]:=il+4; j-j+i; K-K+3; end; end; end; //point to new enter}if ramanl. thenbegin1. FRickk:=0;for il:=l to j-1 do begin

129. BBk, 1J :=StrToFloat(ss 1 (P1));1. K:=K+1;1. Pl:=";for i2:=39 to 50 do

130. P2:=P2+memol .LinesAA[il, l.][i2];

131. BBk, 1 .:=StrToFloat(ssl (P2));1. K:=K+1;1. P2:=";for І2:=63 to 73 do

132. P3 :=P3+memol .LinesAA[i 1,1.] [І2]; BB[k, 1 ] :=StrToFloat(ssl (P3)); P3:="; end;1. k:=0;for il:=l to j-1 dobegink:=K+l;for i2:=16 to 26 do

133. P1 :=P 1 +memo 1 .Lines AA[i 1,2.] [І2] ;

134. BBk,2.:=StrToFloat(ssl (PI ));1. K:=K+1;1. Pl:=";for i2:=39 to 50 do P2:=P2+memol .LinesAA[il ,2.][i2];1. К:=К+1;1. Р2:=";for i2:=63 to 73 do

135. P3:=P3+memol.LinesAA[il,2.][i2];

136. BBk,2. :=StrToFloat(ss 1 (P3));1. P3:=";end;if raman2. thenbeginramank:=0;for il:=l to j-1 dobegink:=K+l;for i2:=16 to 26 do

137. P1 :=P 1 +memo 1 .Lines AA[i 1,3 .] [І2] ;

138. BBk,3.~StrToFloat(ssl(Pl));1. K:=k+1;1. PI:-';for І2—39 to 50 do

139. P2:=P2+memol.LinesAA[il,3.][i2];

140. P2:=P2+memo 1 .LinesAA[i 1,4.] [i2];

141. BBk,4. :=StrToFloat(ss 1 (P2));1. K:=k+1;1. P2:=";for i2:=63 to 73 do

142. P3 :=P3+memo l.LinesAA[i 1,4.] [i2];

143. BBk,4.:=StrToFloat(ssl(P3));1. P3:=";end; }

144. StringGridl .RowCount:=k+l; StringGridl .Cells0,0. :='№'; StringGrid 1 .Cells[ 1,0] —'Frequencies'; StringGridl .Cells[2,0] -'Infrared'; if Raman[2] then StringGridl.Cells[3,0]:='Ramanif Raman2. then for il :=1 to k do begin

145. StringGrid 1. Cells0,i 1 . :=floattostr(i 1); StringGrid 1 .Cells[ 1 ,i 1 ] :=floattostr(BB[i 1,1]); StringGrid 1 .Cells[2,i 1 ] :=floattostr(BB[i 1,2]); StringGridl .Cells[3,i 1 ] :=floattostr(BB[i 1,3]); end;if not(Raman2.) then for il:=l to kdo begin

146. StringGrid 1 .Cells0,i 1 . :=floattostr(i 1);

147. StringGrid 1 .Cells U1 . :=floattostr(BB [i 1,1 ]);

148. StringGrid 1 .Cells2,i 1 . :=floattostr(BB[i 1,2]);end;end;end;end;procedure TForral.SpeedButtonlClick(Sender: TObject); begin spb.visible:=true; spb.timerl .Enabled:=true; Graph.spb.Editl.Text:=FloatToStr(0);

149. Result := Chr(Ord('A') + ACol 1) + IntToStr(ARow); end;procedure TForml.SpeedButton5Click(Sender: TObject); varil'.integer; begin

150. ExcelApplicationl.ConnectKind := ckRunningOrNew; Excel Application 1 .Connect;

151. ExcelApplicationl .Workbooks.Add(EmptyParam, 0);

152. ExcelWorkbookl .ConnectTo(ExcelApplicationl .Active Workbook);

153. ExcelWorksheetl.ConnectTo(ExcelWorkBookl.Worksheetsl. as Worksheet);

154. ExcelApplicationl. Visible0.:=True;

155. Excel Worksheet 1 .Cells.Iteml, 1 . :='№';for il:=2 toK+1 do

156. Excel Worksheet 1 .Cells. Itemi 1,1. :=FloatToStr(i 1 -1); Excel Worksheet 1 .Cells.Itera[ 1,2]:— Frequencies'; for il:=2 toK+1 do

157. Excel Worksheet 1 .Cells.ltemi 1,2. :=okrag(BB [i 1 -1,1 ]); Excel Worksheet 1. Cells. Item[ 1,3]: -Infrared'; for il:=2 to K+l do

158. Excel Worksheet 1 .Cells.Itemi 1,3. :=okrug(BB[i 1 -1,2]); ExcelWorksheetl.Cells.Item[l,4]:—Raman'; for i 1 :=2 to K+l do

159. Excel Worksheet 1. Cells .Itemi 1,4. :=okrug(BB [i 1 -1,3 ]); ExcelWorksheetl.Cells.Item[l,5]:='frc const';procedure TForml.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction); beginif not(Assigned(ExcelApplication!)) then begin

160. ExcelWorkSheet 1 .Disconnect;

161. P3 :=P3+memo 1 .Lines AA[i 1,1 .] [І2] ;

162. BBk, 1 . :=StrToFloat(ss 1 (P3));1. P3:=";end;1.begink:=K+l;for І2:=16 to 26 do

163. PI :=P 1 +memo 1 .LinesAA[i 1,2.][i2] ;

164. BBk,2.:=StrToFloat(ssl(Pl));1. K:=K+1;1. Pl:=";for i2:=39 to 50 do

165. P2:=P2+memo 1 .LinesAA[i 1,2.][i2];

166. P2:=P2+memol.LinesAA[il,3.][i2];

167. BBk,3. :=StrToFloat(ss 1 (P2>);1. K:=k+1;1. P2:=";for i2:=63 to 73 do

168. P3 ~P3+memo 1 Xines AA[i 1,3.] [І2] ;

169. BB k,3 . :=StrToFloat(ss 1 (P3 ));1. P3:=";end;forse const k:=0;for i 1 :=1 to j-1 dobegink:=K+l;for i2:=16 to 26 do

170. Pl:=Pl+memol.LinesAA[il,4.][i2];

171. BBk,4. :=StrToFloat(ss 1 (P1 )) ;1. K:=k+1;1. PI:-';for i2:=39 to 50 do P2:=P2+memol.LinesAA[il,4.][i2]; BB [k,4] :=StrToFloat(ss 1 (P2)); K:=k+1; P2:—';for Ї2—63 to 73 do P3:=P3+memo1 .LinesAA[il ,4.][i2]; BB [k,4] :=StrToFloat(ss 1 (P3 )); P3:=";

172. StringGrid 1 .RowCount"k+1; StringGrid 1 .Cells0,0.—'№'; StringGridl .Cells[ 1,0] —'Frequencies'; StringGrid 1 .Cells[2,0] —'Infrared'; StringGridl.Celis[3,0]-'Raman '; StringGrid 1 .Cells[4,0] :='frc const'; for il:=1 to k do begin

173. Windows, Messages, Variants, sysutils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, Grids, ExtCtrls, StdCtrls, Spectr, ComCtrls, Graph, Buttons, JPEG, Menus; type

174. Private declarations } public

175. CC1 ih,3. :=round(BB[ 1,1 ])-16+ih; form2.Stringgridl.Cells[0,ih]:=FloatToStr(CCl[ih,3]);form2.Stringgridl .Cel1s1 ,ih.:=FloatTo$tr(CCl [ih,1]); if raman thenform2.StringGridl.Cells2,ih.:=FloatToStr(CCl[ih,2]); end;

176. Editl .Text:=floattostr(CC 1 1,3.); Edit2.Text:=FloatToStr(CC1 [kh,3]); end;procedure TForm2.SpeedButtonlClick(Sender: TObject); begin

177. Editl .Text:=FloatToStr(CC 1 11,3.); Edit2.Tcxt:=FloatToStr(CC 1 [12,3]); {clear}with image 1. Canvas do begin

178. Pen.Color-ClWhite; Pen.Width:=l 800;

179. Moveto( 100,round(lmage 1 .Height/2)); Lineto(Imagel .Width,round(Image 1 .Height/2));

180. Pen.Width:=l; Pen.Color:=ClBlack; Moveto(30,35); Lineto(30,Image 1 .Height-35); Lineto(Tmage1 .Width-15,Image 1 .Height-35); end;end clear} {spectr} if kh>l then begin

181. Editl .Text:=FloatToStr(CCl 11,3.);

182. Edit2.Tcxt:=FloatToStr(CCl12,3.);

183. Al 1 :=(Image 1 .Width-80)/(cc 1 12,3.-cc 1 [11,3]);jh:=ComboBoxl .Itemlndex+l ; mx:=CClll Jh.;for ih:=ll to 12 doif mx

184. CC1 ih,3. :=round(BB[ 1,1 ])-16+ih; form2.Stringgridl .Cells[0,ih]:=FloatToStr(CCl [ih,3]); form2. Stringgrid 1 .Cells[ 1 ,ih]:=FloatToSír(CC 1 [ih, І ]); form2.StringGridl.Cells[2,ih]:=FloatToStr(CCl[ih,2]);end;

185. Editl .Text:=floattostr(CCl 1,3.); Edit2.Text:=FIoatToStr(CC1 [kh.3]); end; end.