Ramanova spektroskopie malých molekul

Bc. Šárka Novotná

Master's thesis

Raman spectroscopy of small molecules

Anotácia:

Tato diplomová práce se zabývá pokročilou analýzou molekulárních vibrací, konkrétně se jedná o studium vztahu vibrací molekuly jako celku ve vztahu k vibracím jejích stavebních bloků. Za tímto účelem byl analyticky odvozen rozvoj charakteristického determinantu pohybových rovnic molekuly, umožňující kvantifikovat změny ve vibračních spektrech celé molekuly v závislosti na míře a charakteru vazeb mezi jejími stavebními bloky. Nedílnou součástí práce jsou ab initio simulace základních biomolekulárních stavebních bloků (aminokyseliny, dusíkaté báze a další), které mohou být opakovaně použity k blokové konstrukci složitějších molekul a analýze jejich vibrací. Důraz je také kladen na srovnání modelových výsledků s experimentem, v tomto případě s ramanskými spektry studovaných molekul. Mezi příklady uvádíme vibrační studium molekuly vody a jejího zesíťování v kapalině, nebo vibrační analýzu vybraných dipeptidů.

Abstract:

This thesis deals with advanced vibrational characterization of (bio)molecules. Namely, we split a molecule to its building blocks and study how strength and type of interaction among these blocks influences the overall vibrational frequencies of the molecule. To this end, an analytical expansion of characteristic determinant was obtained, which allows for quantification of vibrational changes with respect to changes in molecular structure. Significant attention was devoted to preparation of ab initio simulations of basic biomolecular building blocks (aminoacids, DNA bases) which can be repeatedly used to build biomolecules of interest. We also stress comparison of simulation results to Raman measurements, where available. Among other examples, we demonstrate our achievements on study of water molecule and consequences of its meshing within fluid, or on vibrations of selected dipeptides.

Kľúčové slová

Ramanská spektroskopie, Dipeptidy, Vibrační frekvence, Silové konstanty, Ab initio, Raman spectroscopy, Dipeptides, Vibrational frequencies, Force constants

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2019
• Vedúci: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Filip Münz, PhD.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Physics / Biophysics