Terahertz (THz)-Spektroskopie

THz-Tanz des Wassers

In flüssiger Phase sind Wassermoleküle über Wasserstoff-brücken miteinander verbunden. Die Fluktuationen im Wassernetzwerk erfolgen auf der sub-ps- und ps-Zeitskala. THz-Absorptionsmessungen (1 THz = 1012 Hz = 1 ps-1) "sehen" diese dynamischen Umorientierungen der Dipolmomente und damit die Änderungen in den kollektiven Bewegungen des Wassernetzwerks durch gelöste Stoffe.

Thz Tanz German

THz-Spektroskopie der Solvation von Biomolekülen

Der Einfluss des Wassers auf die Dynamik von Biomolekülen ist ein wichtiger Forschungsgegenstand. THz-Spektroskopie ermöglicht die Messung kleinster Änderungen der Wassernetzwerkdynamik an der Biomolekül-Wasser-Grenzfläche.

Korrelation Eng

Korrelation Teil Zwei En

Kinetische THz-Absorption (KITA)

KITA wurde von uns als eine Methode zur zeitaufgelösten Untersuchung der Solvatationsdynamik als Funktion der biologischen Funktion entwickelt, z. B. Proteinfaltung, Enzymaktivität, Wasserdynamik, Kalorimetrie. Mit Hilfe der Stopped-Flow- und Temperatursprung-Technik wurden Echtzeitänderungen im Protein-Wassernetzwerk während der Proteinfaltung mit Terahertz-Absorptionsspektroskopie nachgewiesen.

Kita

 Wichtigste Publikationen

Pfeilicon"Ion Hydration and Ion Pairing as Probed by THz Spectroscopy", G. Schwaab, F. Sebastiani, M. Havenith, Angew. Chem. Intl. Ed.  57, 2 (2018).

"Water dynamics from THz spectroscopy reveal the locus of a liquid-liquid binodal limit in aqueous CaCO3 solutions", F. Sebastiani, S.L.P. Wolf, B. Born, T.Q. Luong, H. Colfen, D. Gebauer, M. Havenith, Angew. Chem. Intl. Ed. 56, 490 (2017).

"Mapping Hydration Water around Alcohol Chains by THz Calorimetry", F. Böhm, G. Schwaab, M. Havenith, Angew. Chem. Intl. Ed. 56, 9981 (2017).

"Hydrophobic collapse induces changes in the collective protein and hydration low frequency modes", T.Q. Luong, Y. Xu, E. Bründermann, D.M. Leitner, M. Havenith, Chem. Phys. Lett. 651, 1 (2016).

Pfeilicon"Understanding THz spectra of aqueous solutions: Glycine in light and heavy water", J. Sun, G. Niehues, H. Forbert, D. Decka, G. Schwaab, D. Marx, M. Havenith, J. Am. Chem. Soc. 136, 5031 (2014).

"Rattling in the cage: Ions as probes of sub-ps water network dynamics", D.A. Schmidt, Ö. Birer, S. Funkner, B. Born, R. Gnanasekaran, G. Schwaab, D.M. Leitner, M. Havenith, J. Am. Chem. Soc. 131, 18512 (2009).

"Real-time detection of protein-water dynamics upon protein folding by Terahertz absorption", B. Born, M. Havenith, M. Gruebele, Angew. Chem. Intl. Ed. 47, 6486 (2008).
 
"An extended dynamical solvation shell around proteins", S. Ebbinghaus, S.J. Kim, M. Heyden, X. Yu, U. Heugen, M. Gruebele, D.M. Leitner, M. Havenith, PNAS 104, 20749 (2007).

"Solute-induced retardation of water dynamics probed directly by THz spectroscopy", U. Heugen, G.Schwaab, E. Bründermann, M. Heyden, X. Yu, D.M Leitner, M. Havenith, PNAS 103, 12301 (2006).