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胆红素分子激发态性质的密度泛函理论研究

李媛媛 胡竹斌 孙海涛 孙真荣

胆红素分子激发态性质的密度泛函理论研究

李媛媛, 胡竹斌, 孙海涛, 孙真荣, 等
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-08

胆红素分子激发态性质的密度泛函理论研究

  • 1. 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室
  • 2. 华东师范大学物理系,精密光谱科学与技术国家重点实验室

摘要: 胆红素是人体胆汁中的主要色素,它与人体健康密切相关。结合荧光蛋白的胆红素分子代表一类新型荧光发色团,在生物成像和生物传感领域有着重要应用。由于缺乏兼具计算效率和计算精度的电子结构理论方法,胆红素分子的电子结构与激发态性质仍然缺少定量精确的表征研究。首先,本文结合隐式溶剂模型和线性响应TDDFT方法计算了胆红素分子最低单重激发态的垂直激发能(EVA)、振子强度(?(S1))和垂直发射能(EVE)。以实验测量值和高水平RI-ADC(2)计算值作为参考,系统考察了一系列密度泛函方法的预测表现,结果发现最优化调控区间分离密度泛函方法(如LC-ωPBE*)整体表现最优,预测的绝对误差和相对误差最小。这显然得益于泛函中包含适宜的准确交换项的比例(eX%)能够产生既不离域也不局域的电子结构。在最优化调控泛函方法计算的波函数基础上,基于空穴-电子分析和片段间电荷转移(IFCT)方法定量表征了胆红素分子最低单重激发态(S1),发现其具有杂化局域-电荷转移的激发特征。相信本工作可以为今后研究胆红素分子的激发态动力学过程和光谱性质提供重要理论依据,也可以为接下来其它生物分子体系的激发态性质研究提供可靠、高效的理论工具。

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