Описание:
7 декември 2020 г.
Образуване на вътрешнолентова фотолезия в тиозаместена ДНК: казус, включващ еднореферентни и многореферентни методи
  • Ева Вос,
  • Тайланд Р. Скот,
  • Хесус Гонсалес-Васкес*,
  • Инес Корал*,
  • Доналд Г. Трухлар*, и
  • Лора Галярди*

Заместването на каноничните нуклеобази с тиатирани аналози в естествената ДНК е използвано във фармакологията, фотохимиотерапията и структурната биология. Тионуклеобазите реагират със съседни тимини, което води до 6-4 пиримидин-пиримидонови фотопродукти (6-4PP), които са основен източник на ДНК фотоувреждания, по-специално вътрешно-нишкови омрежени фотолезии. Тук ние изучаваме механизма, отговорен за образуването на 6-4PPs в тионуклеобази, като използваме квантово-механични изчисления. Използваме мултиконфигурационна теория на функционалната теория с двойна плътност, пълна теория за смущения на активното пространство от втори ред и функционална теория на плътността на Кон-Шам. Изследването на фотохимията на тионуклеобазите може да изясни реакционния механизъм на тези пролекарства и да идентифицира ролята, която триплетните възбудени състояния играят при генерирането на фотолезии в естествения биополимер. Представени са три различни възможни механизма за генериране на 6-4PP и стигаме до заключението, че използването на многореферентни подходи е необходимо за улавяне на важни характеристики на повърхността на потенциалната енергия.

химия

Йонни течни клъстери, генерирани от електроспрейни двигатели: Спектроскопски подписи на студените йони на взаимодействията киселина-основа в зависимост от размера
  • Хелън Дж. Дзен,
  • Тиен Хуу,
  • Стивън Д. Шамбро*,
  • Джери А. Боц,
  • Ghanshyam L. Vaghjiani и
  • Марк А. Джонсън*

Ние определяме вътрешномолекулните изкривявания в играта в 2-хидроксиетилхидразиниев нитрат (HEHN) йонна течност (IL) пропелант, което представя интересния случай, че катионът HEH + има множество места (т.е. хидрокси, първичен амин и вторични амониеви групи) на разположение за Н-свързване с нитратния анион. Тези взаимодействия се определят количествено чрез анализ на вибрационните лентови модели, показани от студени катионни клъстери, (HEH +) n (NO3–) n − 1, n = 2–6, които се получават с помощта на IR фотодисоциация на криогенно охладените, избрани от масата йони. Силното взаимодействие, включващо частичен протонен трансфер на киселинния N-H протон в HEH + катион към нитратния анион, се засилва силно в тройния клъстер n = 2, но се потиска с увеличаване на размера на клъстера. Клъстерните спектри възстановяват лентите, показани от насипната течност с n = 5, като по този начин установяват минималния домейн, необходим за улавяне на този аспект на макроскопичното поведение.

Конформационен контрол на фотодинамиката на субединица на билирубин дипиринон: Фемтосекундна спектроскопия, комбинирана с неадиабатни симулации
  • Иржи Янош,
  • Доминик Мадеа,
  • Садех Махвиди,
  • Тауфикеахмед Муджавар,
  • Якуб Швенда,
  • Иржи Сучан,
  • Петр Славичек*, и
  • Петър Клан*
6 декември 2020 г.
Материално обучение, базирано на представяне на материали за точно прогнозиране на пропуски в лентата
  • Gyoung S. Na,
  • Seunghun Jang,
  • Да-Лий Лий*, и
  • Хюнджу Чанг*

Базите данни с отворен достъп ни позволиха да подходим към научните въпроси от съвсем нова гледна точка с методи за машинно обучение. Тук, на базата на бази данни с отворен достъп, ние се фокусираме върху класическия проблем с честотната лента за точно предсказване на лентовата междина на кристално съединение, използвайки подход за машинно обучение с новоразработени невронни мрежи с двойна графика (TGNN), който е разработен автоматично генериране на входно представяне на кристални структури в видове кортежи и за използване на свойствата на ниво кристал като една от входните характеристики. Нашият метод води до много точна прогноза на лентовите пропуски при хибридни функционали и нива на сближаване на GW за множество масиви от данни без тежки изчислителни разходи. Освен това, за да се демонстрира приложимостта на нашия модел за прогнозиране, ние предоставяме набор от данни за пропуски в обхвата на GW за 45835 материали, предвидени от TGNN, които представляват по-висока точност от стандартните изчисления на функционалната теория на плътността.

4 декември 2020 г.
Прогнозиране на общите електронно-йонизационни напречни сечения и GC-MS калибриращи фактори с помощта на машинно обучение
  • Арнаб Бозе и
  • Филип Р. Уестморланд*

Концентрациите в GC-MS с помощта на електронно-йонизационна масспектрометрия могат да бъдат определени без чисти стандарти за калибриране чрез прогнозиране на относителните напречни сечения на общата йонизация. Създаден е модел на изкуствена невронна мрежа на базата на атоми и групи (FF-NN-AG), за да се генерират EI напречни сечения и калибрирания за органични съединения. Този модел е лесен за изпълнение и е по-точен от широко използваната корелация на атомна адитивност на Fitch и Sauter (Anal. Chem. 1983). Деветдесет и две нови измервания на експериментални EI напречни сечения (70–75 eV) са свързани с различни междулабораторни набори от данни, създавайки 396-съставна база данни с напречно сечение, най-голямата до момента. Моделът FF-NN-AG използва 16 дескриптора от атомен тип, 79 дескриптора на структурни групи и един скрит слой от 10 възли, обучени 500 пъти. Във всеки цикъл 96% от съединенията в тази база данни са прясно избрани на случаен принцип и след това моделът се тества с останалите 4%. Полученият r2 е 0,992 срещу 0,904 за корелацията на Fitch и Sauter, средно квадратичното отклонение е 2,8 спрямо 9,2, а максималната относителна грешка е 0,30 спрямо 0,73. Като пример за използването на модела се генерира списък с напречни сечения за различни захари и анхидрозахари.

Енергии на възбуждане на основни нива на основи на нуклеинови киселини, изразени като орбитални енергии на функционалната теория на плътността на Kohn – Sham с коригирани функции на дълги разстояния
  • Кимихико Хирао*,
  • Takahito Nakajima,
  • Бун Чан,
  • Jong-Won Song и
  • Хан-Сок Бае

Ядрените енергии на свързване на електроните (CEBEs) и енергиите на възбуждане на ниво ядро ​​на тимин, аденин, цитозин и урацил се изучават по метода на Kohn – Sham (KS) с коригирани на дълги разстояния (LC) функционални функции. CEBE се изчисляват съгласно теоремата от типа на Купманс за теория на функционалната плътност. Енергиите на възбуждане от ядрото до валентността π * и състоянията на Ридберг се изчисляват като орбитални енергийни разлики между орбитали на ниво ядро ​​на неутрален родител/катион и незаети π * или ридбергови орбитали на катиона му. Моделът е интуитивен и спектрите могат лесно да бъдат зададени. Енергиите на възбуждане на ядрото от кислород 1s, азот 1s и въглерод 1s до π * и състояния на Ридберг, както и химичните промени, се съгласуват добре с докладваните по-рано теоретични и експериментални данни. Директното използване на KS орбитали в тази схема носи предимството, че може да се приложи ефективно към големи системи като биомолекули и наноматериали.

Влияние на адсорбираната вода върху взаимодействието на лимонен с хидроксилиран SiO2: последици от π-водородното свързване за повърхности във влажна среда
  • Елиана С. Франк,
  • Hanyu Fan,
  • Мона Шреста,
  • Салех Риахи,
  • Дъглас Дж. Тобиас*, и
  • Вики Х. Грасиан*
Енергетика за редукция на протони във FeFe хидрогеназа
  • Per E. M. Siegbahn* и
  • Ронг-Жен Ляо*
Корекция на „Ролята на озоновите вибрационни резонанси в реакцията на обмен на изотопи 16 O 16 O + 18 O → 16 O 18 O + 16 O: Зависима от времето картина“
  • Чи Хонг Юен,
  • Дейвид Лапиер,
  • Фабиен Гати,
  • Вячеслав Кокулин, и
  • Владимир Г. Тютерев*
3 декември 2020 г.
Систематично изследване на свойствата на CdS клъстерите с карбоксилатни лиганди, използвайки потенциал на дълбока невронна мрежа, разработен с данни от изчисления на функционалната теория на плътността
  • Киет А. Нгуен*,
  • Рут Пахтер*, и
  • Пол Н. Ден

Въпреки че са съобщени структури на неорганичното ядро ​​на CdS атомно прецизни квантови точки, характеризирането на естеството на координацията метал-карбоксилат в тези материали остава предизвикателство поради големия брой възможни изомери. Изчислителните разходи, наложени от методите с първи принципи, са непосилни за такова конфигурационно търсене и не са налични емпирични потенциали. В тази работа ние приложихме дълбоки невронни мрежови алгоритми за обучение на потенциал за CdS клъстери с карбоксилатни лиганди, използвайки база данни за енергии и градиенти, получени от изчисленията на теорията на функционалната плътност. Полученият потенциал осигурява енергии и градиенти въз основа на набор от референтни структури. След това нашият обучен потенциал беше използван за ускоряване на генетичния алгоритъм и симулациите на молекулярна динамика при търсене на нискоенергийни структури, които от своя страна бяха използвани за изчисляване на рентгеновите дифракционни и електронни абсорбционни спектри. Нашите резултати за CdS клъстери с карбоксилатни лиганди, анализирани и сравнени с експериментални находки, показаха, че структурата на клъстер, чиито свойства се съгласуват по-добре с експеримента, може да се отклонява от тази, приета по-рано.

Изолиране на приноса на специфични мрежови обекти към дифузния вибрационен спектър на интерфациалната вода с изотопомерно-селективна спектроскопия на студени клъстери
  • Нан Ян,
  • Тиен Хуу,
  • Сайони Митра,
  • Чин Х. Дуонг,
  • Марк А. Джонсън*,
  • Райън Дж. ДиРизио,
  • Ан Б. Маккой*,
  • Евангелос Милиордос и
  • Сотирис С. Ксантеас*
Двуцветна резонансна двуфотонна масова анализирана прагова йонизация на 2,4-дифлуороанизол и връзка на адитивността на йонизационната енергия
  • Шен Юан Ценг,
  • Кайто Такахаши и
  • Уен Бих Ценг*

Използвахме двуцветната резонансна двуфотонна йонизация и анализираната от масата прагова йонизационна спектроскопска техника, за да запишем вибронния, фотойонизационната ефективност и катионните спектри на 2,4-дифлуороанизола. Катионните спектри са получени чрез йонизация чрез седем междинни вибронни състояния, които включват извън-равнинен пръстен-F, пръстен-F-пръстен и огъване на пръстен-OCH3, както и деформационни вибрации в пръстена в равнината. Произходът на лентата на електронния преход на S1 ← S0 на 2,4-дифлуороанизол се появява при 35 556 ± 2 cm – 1 и адиабатната йонизационна енергия е определена на 67 568 ± 5 cm – 1. Експерименталните данни предоставят информация за активните вибрации на гореспоменатото съединение в електронно възбудено състояние S1 и основно катионно състояние D0. Сравнението на експерименталните данни, получени за 2,4-дифлуороанизол в това проучване, с данните, получени за други флуорозаместени бензоли в предишни проучвания, показва, че естеството, местоположението и броят на заместителите влияят върху енергията на електронния преход, енергията на йонизация и молекулярната вибрация. В допълнение, може да съществува проста връзка на адитивност за прогнозиране на йонизационната енергия на многозаместени производни на бензола.

2 декември 2020 г.
Експериментални и теоретични изследвания на радикално-радикалната реакция: N2H3 + NO2
  • Ghanshyam L. Vaghjiani*,
  • Хонгян Слънце*, и
  • Стивън Д. Шамбро
Взаимодействия между семена и адсорбати като ключ към хетерогенното нуклеиране на бутанол и диетилен гликол върху амониев бисулфат и тетраметиламониев бромид
  • Фатеме Кешаварц*,
  • Тео Куртен,
  • Hanna Vehkamäki и
  • Джуха Кангаслуома
Видима, близка до инфрачервената светлина и двойна луминесценция, обхващаща серията 4f, сенсибилизирана от структура на метал от галий (III)/лантанид (III)
  • Елвин В. Салерно,
  • Светлана В. Елисеева*,
  • Бернадет Л. Шнайдер,
  • Джеф У. Кампф,
  • Стефан Петуд*, и
  • Винсент Л. Пекораро*
Спектроскопска/връзка на собствеността на облигации в група 11 дихидриди чрез релативистки четирикомпонентни методи
  • Диего Сорбели,
  • Матео Де Сантис,
  • Паола Беланцони*, и
  • Леонардо Белпаси*
Отрицателни състояния на йонния резонанс: Пътят на куп Фокс-Космос
  • Сухита Басумалик*,
  • Y Sajeev*,
  • Сурав Пал*, и
  • Наяна Вавал*
Уравнение на състоянието на високо налягане на състоянието на 1,3,5-триамино-2,4,6-тринитробензол: Прозрения в моноклинния фазов преход, водородното свързване и анхармоничността
  • Брад А. Стийл,
  • Елисайос Ставру,
  • Виталий Б. Пракапенка,
  • Матю П. Кроунблауд и
  • I-Feng W. Kuo*
1 декември 2020 г.
Дисперсионно-коригирани DFT методи за приложения в ядрено-магнитен резонанс кристалография
  • Шон Т. Холмс,
  • Камерън С. Войводин и
  • Робърт В. Шурко*