The coherent control of relaxation processes in excited states of 4-dimethylaminochalkone fluorescent probe. Results of quantum chemical simulation.
Authors
-
R.A. Sakovich
-
P.A. Schmakov
-
F.E. Gostev
-
I.V. Shelaev
-
B.M. Polyak
-
A.N. Romanov
-
S.K. Gularyan
Keywords:
quantum chemical simulation
nonadiabatic molecular dynamics
TDDFT
fluorescent probe
coherent control
nonradiative relaxation
Abstract
The relaxation of excited 1(ππ*) state of N,N-dimethylaminochalcone-water complex is studied using non-adiabatic molecular dynamics methods. It is shown that the excitation with several vibrational modes of the 1(ππ*) state of the complex significantly accelerates its relaxation into the ground electronic state. It is also shown that the initial phases of vibrations with the modes of the 1(ππ*) excited state influence the rate of relaxation. These results can help to explain the experimental data on the possibility of coherent control of excited state relaxation for a solvated N,N-dimethylaminochalcone molecule.
Section
Section 1. Numerical methods and applications
References
- Саркисов О.М., Уманский С.Я. Фемтохимия // Успехи химии. 2001. 70, № 6. 515-538.
- Judson R.S., Rabitz H. Teaching lasers to control molecules // Physical Review Letters. 1992. 68, N 10. 1500-1503.
- Rabitz H., Vivie-Riedle R., Motzkus M., Kompa K. Whither the future of controlling quantum phenomena? // Science. 2000. 288. 824-828.
- Ogilvie J.P., Debarre D., Solinas X., Martin J.-L., Beaurepaire E., Joffre M. Use of coherent control for selective two-photon fluorescence microscopy in live organisms // Optics Express. 2006. 14, N 2. 759-766.
- Prokhorenko V.I., Nagy A.M., Waschuk S.A., Brown L.S., Birge R.R., Miller R.J. D. Coherent control of retinal isomerization in bacteriorhodopsin // Science. 2006. 313. 1257-1261.
- Savolainen J., Fanciulli R., Dijkhuizen N., Moore A.L., Hauer J., Buckup T., Motzkus M., Herek J.L. Controlling the efficiency of an artificial light-harvesting complex // Proc. of the National Academy of Sciences (USA). 2008. 105, N 22. 7641-7646.
- Гуларян С.К., Петрухин А.Н., Золотавин П.Н., Светличный В.Ю., Добрецов Г.Е., Саркисов О.М. Флуоресцентный зонд 4-диметиламинохалкон как детектор структурных различий субклеточных органелл extitin situ // Биологические мембраны. 2006. 23, № 6. 514-520.
- Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Светличный В.Ю. Сольватохромия и сольватофлуорохромия полосы внутримолекулярного переноса заряда в электронных спектрах растворов 4-диметиламинохалкона // Оптика и спектроскопия. 2006. 100, № 5. 700-708.
- Romanov A.N., Gularyan S.K., Polyak B.M., Sakovich R.A., Dobretsov G.E., Sarkisov O.M. Electronically excited states of a membrane fluorescent probe 4-dimethylaminochalcone. Results of quantum chemical calculations // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. 13. 9518-9524.
- Сороковой В.И., Добрецов Г.Е, Петров В.А., Никитина А.Н., Владимиров Ю.А. Диметиламинохалкон как люминесцентный краситель, чувствительный к конформационным изменениям в белке // Докл. АН СССР. 1972. 206, № 2. 500-502.
- Сакович Р.А., Поляк Б.М., Гуларян С.К., Романов А.Н., Светличный В.Ю., Саркисов О.М. Взаимодействие мембранного флуоресцентного зонда 4-диметиламинохалкон с гидроксильными группами окружения: квантово-химическое моделирование // Известия РАН. Серия химическая. 2013. 5. 1142-1154.
- Barbatti M., Granucci G., Persico M., Ruckenbauer M., Vazdar M., Eckert-Maksic M., Lischka H. The on-the-fly surface-hopping program system Newton-X: application to ab initio simulation of the nonadiabatic photodynamics of benchmark systems // J. Photochem. Photobio. A. 2007. 190, N 2-3. 228-240.
- Tully J. Molecular dynamics with electronic transitions // J. Chem. Phys. 1990. 93. 1061-1071.
- Furche F., Hattig Ch., Klopper W.M., Sierka M., Weigend F., Ahlrichs R. TURBOMOLE V6.0, 2009, a development of University of Karlsruhe and Forschungszentrum Karlsruhe GmbH. Karlsruhe, 2007.
- Воеводин Вл.В., Жуматий С.А., Соболев С.И., Антонов А.С., Брызгалов П.А., Никитенко Д.А., Стефанов К.С., Воеводин Вад.В. Практика суперкомпьютера «Ломоносов» // Открытые системы. 2012. 7. 36-40.
- Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Саркисов О.М., Светличный В.Ю. Природа влияния растворителя на квантовый выход свечения растворов флуоресцентного зонда 4-диметиламинохалкона // Оптика и спектроскопия. 2010. 109, № 6. 978-981.
- Гуларян С.К., Саркисов О.М., Добрецов Г.Е., Светличный В.Ю., Гостев Ф.Е., Антипин С.А. Флуоресцентный зонд 4-диметиламинохалкон: влияние полярности среды на динамику процессов релаксации в возбужденном состоянии // Известия РАН. Серия химическая. 2004. № 8. 1607-1610.
- Бахшиев Н.Г., Гуларян С.К., Добрецов Г.Е., Кириллова А.Ю., Светличный В.Ю. Некоторые особенности влияния фенилсодержащих растворителей на смещение спектров поглощения и флуоресценции растворов 4-диметиламинохалкона // Оптический журнал. 2007. 74, № 4. 3-8.
- Фролов А.К., Гостев Ф.Е., Шелаев И.В., Шиенок А.И., Кольцова Л.С., Зайченко Н.Л., Саркисов О.М. Фемтохимия бифункциональных фотохромных соединений - салицилидениминоспиронафтооксазинов // Известия РАН. Серия химическая. 2009. 4. 780-788.