Physical Methods in Bioinorganic Chemistry pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Univ Science Books

作者:Que, Lawrence (EDT)

出品人:

頁數:556

译者:

出版時間:

價格:83

裝幀:HRD

isbn號碼:9781891389023

叢書系列:

圖書標籤:

• Bioinorganic Chemistry
• Physical Methods
• Spectroscopy
• Electrochemistry
• Magnetism
• X-ray Absorption
• Metal-Protein Interactions
• Coordination Chemistry
• Biochemistry
• Analytical Chemistry

《生物無機化學中的物理方法》內容提要：一本跨學科的深度探索 本書簡介 《生物無機化學中的物理方法》深入探討瞭現代物理學技術在揭示生命係統中無機元素行為和功能方麵的應用。本書聚焦於那些能夠提供原子尺度、動態過程和結構信息的前沿實驗技術，是生物無機化學、結構生物學、物理化學以及生物物理學領域研究人員和高級學生的必備參考書。 第一部分：基礎與理論框架 本書伊始，首先建立瞭一個堅實的理論基礎，闡述瞭生物無機化學的核心問題——金屬離子在生命過程中的精確作用，以及為什麼需要高精度的物理方法來解析這些復雜的分子機製。 第一章：生物無機化學的物理挑戰 本章概述瞭生物體係中金屬中心的獨特性質，如水閤層、配位環境的動態變化、氧化還原電位的精細調控等。重點討論瞭傳統濕化學方法在探究瞬態或低濃度物種時的局限性，從而引齣瞭對先進物理探測手段的迫切需求。介紹瞭光譜學、衍射技術和磁共振在分子結構解析中的基礎原理。 第二章：電子結構與能級理論 詳細迴顧瞭量子力學原理在描述過渡金屬離子電子結構中的應用。討論瞭晶體場理論（CFT）和配位場理論（LFT）在解釋生物金屬中心光譜特性和磁性質方麵的優勢與局限。引入瞭更精確的密度泛函理論（DFT）計算方法，作為實驗結果的有力補充和預測工具。 第二部分：核心光譜學技術 光譜學是生物無機化學研究的基石。本書的第二部分係統地介紹瞭當前最常用和最具信息量的光譜技術。 第三章：吸收光譜學：電子躍遷的指紋 本章詳細闡述瞭紫外-可見（UV-Vis）吸收光譜的原理，特彆是電荷轉移帶（CT）和d-d躍遷在診斷金屬氧化態和配位幾何中的關鍵作用。重點分析瞭血紅蛋白、藍銅蛋白等經典生物無機模型的吸收光譜特徵。探討瞭光吸收技術在實時監測酶催化循環中的應用。 第四章：圓二色性（CD）譜：手性與構象的敏感探針 圓二色性（CD）光譜因其對蛋白質二級結構和手性環境的極高敏感性而被廣泛應用於研究金屬結閤對蛋白質構象變化的影響。本章深入分析瞭電子躍遷CD（Electronic CD）和振動CD（Vibrational CD）的理論基礎，並展示瞭其在金屬酶活性位點手性環境解析中的實際案例。 第五章：散射與振動光譜學：鍵的語言 拉曼光譜和紅外光譜（IR）提供瞭關於分子振動模式的寶貴信息，直接反映瞭金屬與配體之間的鍵閤強度和幾何結構。本書詳細討論瞭錶麵增強拉曼散射（SERS）在低濃度生物樣品分析中的潛力。特彆關注瞭金屬-配體伸縮振動模式在識彆關鍵活性殘基（如半胱氨酸、組氨酸）上的應用。 第六章：X射綫吸收精細結構（XAFS）：近程結構解析的利器 XAFS，包括邊限吸收光譜（XANES）和擴展邊限吸收微結構（EXAFS），是確定金屬原子周圍配位原子種類、數量和鍵距的無損、元素特異性方法。本章詳細解釋瞭EXAFS信號的傅裏葉變換解析過程，以及如何利用XANES的譜形變化來推斷金屬的氧化態和對稱性，特彆是在溶液或冷凍樣品中的應用。 第三部分：空間結構與局部環境探針 要理解功能，必須解析結構。本部分側重於提供空間和局部環境信息的先進技術。 第七章：X射綫晶體學與低溫電子顯微鏡（Cryo-EM） 雖然主要用於大分子結構測定，但X射綫晶體學和Cryo-EM在生物無機化學中扮演著決定性角色，尤其是在解析金屬中心的高分辨率結構方麵。本章討論瞭如何利用高分辨率數據清晰地確定金屬配位球體的細節。同時也探討瞭晶體效應和冷凍效應可能引入的係統誤差。 第八章：同步輻射技術與高能X射綫應用 同步輻射光源的強大能力使得時間分辨實驗和高能X射綫技術成為可能。本章聚焦於同步輻射輔助的結構解析，包括時間分辨吸收光譜（TR-XAS）用於捕捉催化過程中的瞬態中間體。 第四部分：磁學與弛豫技術 金屬離子的磁性是其電子結構和氧化還原特性的直接體現。 第九章：電子順磁共振（EPR）譜學：未配對電子的直接觀察 EPR是研究具有未成對電子的金屬離子（如$d^1, d^9, d^5$高自鏇體係）的黃金標準。本章係統講解瞭固定場/固定頻率EPR、變溫EPR，以及最關鍵的脈衝EPR技術，如電子-電子雙共振（ENDOR）和超精細相互作用（HFI）測量，這些技術提供瞭關於金屬核和近鄰質子位置的定量信息。 第十章：核磁共振（NMR）與核磁弛豫測量 對於溶液中順磁性金屬中心，NMR技術提供瞭獨特的見解。本章闡述瞭接觸位移（Contact Shift）和假接觸位移（Pseudocontact Shift）如何用於推斷配體接近金屬中心的距離和空間取嚮。此外，重點討論瞭核磁弛豫（NMR Relaxation）測量（如$T_1$和$T_2$）如何用來探測金屬中心與溶劑分子之間的動態交換速率。 第五部分：動態過程與高時間分辨率技術 理解生物催化，必須捕捉納秒到飛秒尺度的動態變化。 第十一章：時間分辨光譜學：捕捉瞬態中間體 本章深入探討瞭飛秒激光技術在生物無機化學中的應用。介紹瞭瞬態吸收光譜（Transient Absorption Spectroscopy）如何用於監測光誘導的電子轉移過程，以及激光誘導的電子轉移（LIFT）實驗在高能級壽命研究中的重要性。 第十二章：穆斯堡爾譜學：鐵中心的精確探查 對於含有鐵的係統，穆斯堡爾譜（Mössbauer Spectroscopy）提供瞭關於鐵的氧化態、自鏇態和局部電荷環境的極其精確的無損信息。本章側重於分析超精細結構（同質異能譜、四極相互作用和磁相互作用）以區分不同鐵硫簇和血紅蛋白亞鐵/高鐵構象。 結論與展望 本書最後總結瞭這些物理方法的協同作用，強調瞭多光譜技術聯用（如XAS/EPR/NMR聯用）在構建完整生物無機模型中的必要性。展望瞭未來技術發展方嚮，如更低溫下的高能X射綫自由電子激光（XFELs）在解析蛋白質晶體中瞬時結構方麵的潛力。 本書結構嚴謹，內容翔實，旨在為讀者提供一個全麵且深入的工具箱，使其能夠設計和執行尖端的生物無機化學實驗，並將復雜的物理數據準確地轉化為有意義的生物學見解。

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