4중극자 이온트랩 (quadrupole ion trap, QIT) 반사판 비행시간 측정 (reflectron time-of-flight, reTOF) 질량분석기를 이용하여 알칼리 금속양이온과 결합한 디벤조-18-크라운-6 착물 (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs)의 광조각화 스펙트럼 (photofragmentation spectrum)들을 얻었다. 이러한 ...
4중극자 이온트랩 (quadrupole ion trap, QIT) 반사판 비행시간 측정 (reflectron time-of-flight, reTOF) 질량분석기를 이용하여 알칼리 금속양이온과 결합한 디벤조-18-크라운-6 착물 (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs)의 광조각화 스펙트럼 (photofragmentation spectrum)들을 얻었다. 이러한 착이온은 전자분무 이온화 (electrospray ionization, ESI)에 의해서 생성되고 극저온 냉각기에 의해 약 10 K까지 냉각된 QIT에 저장된다. 극저온의 QIT에 저장된 양성자화된 티로신 (protonated tyrosine, YH+) 의 자외선 광조각화 스펙트럼을 얻었다 이 스펙트럼에서 S0-S1 전이의 오리진 밴드 (origin band)에 대해서 회전 띠윤곽 분석 (rotational band contour analysis)를 통해 QIT에 저장된 YH+의 온도가 약 50 K이라는 것을 확인 하였다. M+-DB18C6의 잘 분리된 자외선 광조각화 스펙트럼 에서는 나비의 날개 짓과 유사한 진동모드인 21-22 cm-1간격의 특징적인 진동모드의 연속 (vibrational progression)을 나타내었다. 또한, 우리는 처음으로 QIT에 저장된 이온에 적용할 수 있는 UV-UV 홀버닝 (hole burning, HB) 분광법을 개발하였다. 지금까지 UV-UV HB 분광법은 초음속 분자선의 중성분자에만 적용되어 왔었다. 이온 트랩안에 저장된 이온의 경우, 펌프레이저에 의해 생성된 광조각 이온과 프로브 레이저에 의해 생성된 광조각 이온을 분리할 수 없었기 때문에 이러한 분광법이 적용될 수 없었다. 그러나 우리는 펌프 레이저가 조사되자마자 QIT에 저장되지 못하고 reTOF로 바로 날아가는 광조각 이온을 발견하였고 이를 통해 펌프 레이저에 의해서 생성된 광조각 이온과 프로브 레이저에 의해서 생성된 광조각 이온을 분리하여 검출할 수 있었다. 이 방법을 이용하여 M+-DB18C6 (M = K, Rb과 Cs)의 UV-UV HB 스펙트럼들을 얻었고 모든 M+-DB18C6 들은 하나의 이형태체가 존재하는 것을 확인하였다. 두 개 이상의 이형태체가 존재하는 이온에 대해서도 이러한 HB방법이 적용가능한지 확인해보기 위해서, 칼륨 양이온과 결합한 벤조-18-크라운-6 착물 (K+-B18C6)에 대해 이 HB방법을 사용하여 이형태체 선택적 자외선 스펙트럼 (conformation-specific UV spectra) 을 얻었다. 그 결과, 우리는 세 개의 다른 UV-UV HB 스펙트럼을 얻었다. 그 중K+-B18C6에 대한 두 개의 HB스펙트럼 이전에 보고된 결과와 일치하는 K-a와 K-b 이형태체의 전자전이 스펙트럼들이고 나머지 한 개의 스펙트럼은 K-b의 진동적으로 들뜬 상태의 전자전이 스펙트럼이다. 이러한 결과는 우리의 UV-UV HB 방법이 두 개 이상의 이형태체가 존재하는 이온을 구분하는데 사용될 수 있다고 증명하였다.
4중극자 이온트랩 (quadrupole ion trap, QIT) 반사판 비행시간 측정 (reflectron time-of-flight, reTOF) 질량분석기를 이용하여 알칼리 금속 양이온과 결합한 디벤조-18-크라운-6 착물 (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs)의 광조각화 스펙트럼 (photofragmentation spectrum)들을 얻었다. 이러한 착이온은 전자분무 이온화 (electrospray ionization, ESI)에 의해서 생성되고 극저온 냉각기에 의해 약 10 K까지 냉각된 QIT에 저장된다. 극저온의 QIT에 저장된 양성자화된 티로신 (protonated tyrosine, YH+) 의 자외선 광조각화 스펙트럼을 얻었다 이 스펙트럼에서 S0-S1 전이의 오리진 밴드 (origin band)에 대해서 회전 띠윤곽 분석 (rotational band contour analysis)를 통해 QIT에 저장된 YH+의 온도가 약 50 K이라는 것을 확인 하였다. M+-DB18C6의 잘 분리된 자외선 광조각화 스펙트럼 에서는 나비의 날개 짓과 유사한 진동모드인 21-22 cm-1간격의 특징적인 진동모드의 연속 (vibrational progression)을 나타내었다. 또한, 우리는 처음으로 QIT에 저장된 이온에 적용할 수 있는 UV-UV 홀버닝 (hole burning, HB) 분광법을 개발하였다. 지금까지 UV-UV HB 분광법은 초음속 분자선의 중성분자에만 적용되어 왔었다. 이온 트랩안에 저장된 이온의 경우, 펌프레이저에 의해 생성된 광조각 이온과 프로브 레이저에 의해 생성된 광조각 이온을 분리할 수 없었기 때문에 이러한 분광법이 적용될 수 없었다. 그러나 우리는 펌프 레이저가 조사되자마자 QIT에 저장되지 못하고 reTOF로 바로 날아가는 광조각 이온을 발견하였고 이를 통해 펌프 레이저에 의해서 생성된 광조각 이온과 프로브 레이저에 의해서 생성된 광조각 이온을 분리하여 검출할 수 있었다. 이 방법을 이용하여 M+-DB18C6 (M = K, Rb과 Cs)의 UV-UV HB 스펙트럼들을 얻었고 모든 M+-DB18C6 들은 하나의 이형태체가 존재하는 것을 확인하였다. 두 개 이상의 이형태체가 존재하는 이온에 대해서도 이러한 HB방법이 적용가능한지 확인해보기 위해서, 칼륨 양이온과 결합한 벤조-18-크라운-6 착물 (K+-B18C6)에 대해 이 HB방법을 사용하여 이형태체 선택적 자외선 스펙트럼 (conformation-specific UV spectra) 을 얻었다. 그 결과, 우리는 세 개의 다른 UV-UV HB 스펙트럼을 얻었다. 그 중K+-B18C6에 대한 두 개의 HB스펙트럼 이전에 보고된 결과와 일치하는 K-a와 K-b 이형태체의 전자전이 스펙트럼들이고 나머지 한 개의 스펙트럼은 K-b의 진동적으로 들뜬 상태의 전자전이 스펙트럼이다. 이러한 결과는 우리의 UV-UV HB 방법이 두 개 이상의 이형태체가 존재하는 이온을 구분하는데 사용될 수 있다고 증명하였다.
We have investigated ultraviolet (UV) photofragmentation spectra of dibenzo-18-crown-6-ether complexes with alkali metal cations (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs) obtained using quadrupole ion trap reflectron time-of-flight (QIT-reTOF) mass spectrometry. The complex ions are produced by electrospray i...
We have investigated ultraviolet (UV) photofragmentation spectra of dibenzo-18-crown-6-ether complexes with alkali metal cations (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs) obtained using quadrupole ion trap reflectron time-of-flight (QIT-reTOF) mass spectrometry. The complex ions are produced by electrospray ionization (ESI) and are stored in the QIT, which is cooled down to ~10 K by a closed cycle helium refrigerator. The effective temperature of ions stored in the QIT at ~10 K is measured to be ~50 K by the rotational band contour analysis of the origin band of the S0-S1 transition in the UV photofragmentation spectrum of protonated tyrosine (YH+). The UV photofragmentation spectra of M+-DB18C6 exhibit well-resolved vibronic peaks including the prominent vibrational progressions with an interval of 21-22 cm-1. We assign the vibrational mode responsible for the vibrational progression as the butterfly mode. In addtion, we have developed, for the first time, a UV-UV hole burning (HB) spectroscopic method applicable to ions stored in a QIT. Although UV-UV HB spectroscopy has been extensively used to obtain conformationally selective electronic spectra of neutral molecules produced in a supersonic jet, it has never been applied to ions in an ion trap due to the difficulty in distinguishing the ions produced by the hole burning laser from those by the probe laser. However, we found that some photofragment ions do not get trapped but escape from the ion trap right after the irradiation of the hole burning pulse and thus can be detected separately from those photofragment ions produced by the probe pulse by using a reTOF mass spectrometer next to the ion trap. Using this method, we obtained the UV-UV HB spectra of dibenzo-18-crown-6 complexes with alkali metal cations and confirmed the presence of only single conformational isomers for all of the complex ions in the cold QIT. To test the applicability of this UV-UV HB technique to ions existing as two or more conformaers, we obtain the conformation-specific UV spectra of benzo-18-crown-6 complex with a potassium cation (K+-B18C6) using the HB technique. We identify three different UV-UV HB spectra. Two of the HB spectra of K+-B18C6 represent the electronic spectra of the conformational isomers, K-a and K-b, consistent with the previous result, whereas the third one exhibits the transitions of the vibrationally hot K-b conformer. These results demonstrate that the UV-UV HB technique, of which the applicability was tested only for the ions of a single isomer, can be used to differentiate ions existing as two or more conformers in cluding their vibrationally ‘hot’ species.
We have investigated ultraviolet (UV) photofragmentation spectra of dibenzo-18-crown-6-ether complexes with alkali metal cations (M+- DB18C6, M = K, Rb, and Cs) obtained using quadrupole ion trap reflectron time-of-flight (QIT-reTOF) mass spectrometry. The complex ions are produced by electrospray ionization (ESI) and are stored in the QIT, which is cooled down to ~10 K by a closed cycle helium refrigerator. The effective temperature of ions stored in the QIT at ~10 K is measured to be ~50 K by the rotational band contour analysis of the origin band of the S0-S1 transition in the UV photofragmentation spectrum of protonated tyrosine (YH+). The UV photofragmentation spectra of M+-DB18C6 exhibit well-resolved vibronic peaks including the prominent vibrational progressions with an interval of 21-22 cm-1. We assign the vibrational mode responsible for the vibrational progression as the butterfly mode. In addtion, we have developed, for the first time, a UV-UV hole burning (HB) spectroscopic method applicable to ions stored in a QIT. Although UV-UV HB spectroscopy has been extensively used to obtain conformationally selective electronic spectra of neutral molecules produced in a supersonic jet, it has never been applied to ions in an ion trap due to the difficulty in distinguishing the ions produced by the hole burning laser from those by the probe laser. However, we found that some photofragment ions do not get trapped but escape from the ion trap right after the irradiation of the hole burning pulse and thus can be detected separately from those photofragment ions produced by the probe pulse by using a reTOF mass spectrometer next to the ion trap. Using this method, we obtained the UV-UV HB spectra of dibenzo-18-crown-6 complexes with alkali metal cations and confirmed the presence of only single conformational isomers for all of the complex ions in the cold QIT. To test the applicability of this UV-UV HB technique to ions existing as two or more conformaers, we obtain the conformation-specific UV spectra of benzo-18-crown-6 complex with a potassium cation (K+-B18C6) using the HB technique. We identify three different UV-UV HB spectra. Two of the HB spectra of K+-B18C6 represent the electronic spectra of the conformational isomers, K-a and K-b, consistent with the previous result, whereas the third one exhibits the transitions of the vibrationally hot K-b conformer. These results demonstrate that the UV-UV HB technique, of which the applicability was tested only for the ions of a single isomer, can be used to differentiate ions existing as two or more conformers in cluding their vibrationally ‘hot’ species.
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