Influence of Electron-Donating and Electron-Withdrawing Groups on One- and Two-Photon Absorption Properties on Modified Adenine and Guanine Nucleobases
Notice bibliographique
Résumé
Fluorescent nucleobase analogues are valuable probes for nucleic acid structure and dynamics, yet rational design remains challenging. Here, we investigate one- and two-photon absorption (1PA and 2PA) properties of 66 modified adenine and guanine derivatives using linear response for 1PA and quadratic response theory combined with the two-state model (2SM) for 2PA, employing RI-CC2 and time-dependent density functional theory (CAM-B3LYP and MN15) approaches. Each system includes either electron-donating groups (EDGs: CH 3, NH 2, OCH 3, OH) or electron-withdrawing groups (EWGs: CF 3, NO 2, COOH, CN) attached at different positions on a phenyl ring appended to the parent adenine or guanine nucleobase. Phenylation enhances the brightness of the parent nucleobases and red-shifts the excitation wavelengths, λ 1PA, by up to 47 nm (i.e., 94 nm for λ 2PA ), while EDG/EWG substitution induces further shifts of up to 113 nm in λ 1PA (i.e., 226 nm for λ 2PA ), thereby extending 2PA activity into the near-infrared region. The largest 2PA responses are associated with substantial permanent dipole changes upon excitation (|Δμ| = [(μ 11, x – μ 00, x ) 2 + (μ 11, y – μ 00, y ) 2 + (μ 11, z – μ 00, z ) 2 ] 1/2 ≈ 13 Debye) and near-colinear alignment between the change in the permanent dipole moment (Δ μ ) and the transition dipole moment (μ 01 ), cos 2 θ ≈ 1, as captured by the 2SM. While EDG substitution enhances the photophysical response relative to the parent nucleobases, EWG substitution leads to the most pronounced improvements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».