Ions in size-selected aqueous nanodrops: Sequential water molecule binding energies and effects of water on ion fluorescence

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 46, 2011, Pages 18940-18949

  Donald, William A ^a,b   Leib, Ryan D ^a,c   Demireva, Maria ^a   Williams, Evan R ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF MELBOURNE   (Australia)

^c SRI INTERNATIONAL   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ASYMPTOTIC VALUES; AVERAGE ENERGY; EMISSION MAXIMA; HIGH SENSITIVITY; HYDRATED IONS; INDIRECT FLUORESCENCE DETECTION; INTERNAL CONVERSIONS; LARGE CLUSTERS; LIQUIDLIKE STRUCTURE; NANOCALORIMETRY; NANODROPS; PHOTOPHYSICAL PROPERTIES; PROTONATED; RHODAMINE 640; SMALL CLUSTERS; TRIPEPTIDE; WATER MOLECULE;

AMINO ACIDS; CLUSTER ANALYSIS; FLUORESCENCE; HYDRATION; IONS; MOLECULES; PHOTONS; PROTONATION; QUANTUM YIELD;

BINDING ENERGY;

RHODAMINE; TRIPEPTIDE; TRYPTOPHAN; WATER;

ACCURACY; ANALYTIC METHOD; ARTICLE; CALORIMETRY; ENERGY; FLUORESCENCE; MOLECULAR SIZE; PHOTON; PROTON TRANSPORT; QUANTUM YIELD;

EID: 83055186829     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja208072z     Document Type: Article

References (81)

1. (a) Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Chem. Rev. 1999, 99, 2161.
2. (b) Tomasi, J.; Persico, M. Chem. Rev. 1994, 94, 2027.
3. Ludwig, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1808.
4. Levy, Y.; Onuchic, J. N. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2006, 35, 389.
5. Zhang, X. X.; Oscarson, J. L.; Izatt, R. M.; Schuck, P. C.; Li, D. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8598.
6. (a) Schmidt, J.; Meyer, M. M.; Spector, I.; Kass, S. R. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 7625.
7. (b) Tian, Z.; Kass, S. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1321.
8. (a) Prell, J. S.; O'Brien, J. T.; Steill, J. D.; Oomens, J.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11442.
9. (b) Strittmatter, E. F.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6069.
10. (c) Price, W. D.; Jockusch, R. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11988.
11. (a) Clemmer, D. E.; Jarrold, M. F. J. Mass Spectrom. 1997, 32, 577.
12. (b) Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 511.
13. (c) Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. Top. Curr. Chem. 2003, 225, 207.
14. (a) Wu, P. G.; Brand, L. Anal. Biochem. 1994, 218, 1.
15. (b) Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy; Springer: Singapore, 2006; Vol. 3.
16. (a) Dashtiev, M.; Azov, V.; Frankevich, V.; Scharfenberg, L.; Zenobi, R. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2005, 16, 1481.
17. (b) Cage, B.; McFarland, M. A.; Hendrickson, C. L.; Dalal, N. S.; Marshall, A. G. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 10033.
18. (c) Khoury, J. T.; Rodriguez-Cruz, S. E.; Parks, J. H. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2002, 13, 696.
19. (d) Friedrich, J.; Fu, J. M.; Hendrickson, C. L.; Marshall, A. G.; Wang, Y. S. Rev. Sci. Instrum. 2004, 75, 4511.
20. (e) Dashtiev, M.; Zenobi, R. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2006, 17, 855.
21. (f) Sassin, N. A.; Everhart, S. C.; Dangi, B. B.; Ervin, K. M.; Cline, J. I. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2009, 20, 96.
22. (g) Bian, Q. Z.; Forbes, M. W.; Talbot, F. O.; Jockusch, R. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2590.
23. (h) Forbes, M. W.; Jockusch, R. A. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2011, 22, 93.
24. (a) Danell, A. S.; Parks, J. H. Int. J. Mass Spectrom. 2003, 229, 35.
25. (b) Talbot, F. O.; Rullo, A.; Yao, H.; Jockusch, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16156.
26. (c) Iavarone, A. T.; Patriksson, A.; van der Spoel, D.; Parks, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6726.
27. Donald, W. A.; Leib, R. D.; Demireva, M.; Negru, B.; Neumark, D. M.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6904.
28. (a) Donald, W. A.; Demireva, M.; Leib, R. D.; Aiken, M. J.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4633.
29. (b) Donald, W. A.; Leib, R. D.; Demireva, M.; O'Brien, J. T.; Prell, J. S.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13328.
30. (c) Donald, W. A.; Leib, R. D.; O'Brien, J. T.; Bush, M. F.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3371.
31. (d) Donald, W. A.; Leib, R. D.; O'Brien, J. T.; Williams, E. R. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 5926.
32. (e) Donald, W. A.; Williams, E. R. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2010, 21, 615.
33. (f) Leib, R. D.; Donald, W. A.; Bush, M. F.; O'Brien, J. T.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4894.
34. (g) Leib, R. D.; Donald, W. A.; Bush, M. F.; O'Brien, J. T.; Williams, E. R. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2007, 18, 1217.
35. (h) Leib, R. D.; Donald, W. A.; O'Brien, J. T.; Bush, M. F.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7716.
36. (i) Donald, W. A.; Leib, R. D.; O'Brien, J. T.; Holm, A. I. S.; Williams, E. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 18102.
37. (j) Prell, J. S.; O'Brien, J. T.; Holm, A. I. S.; Leib, R. D.; Donald, W. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12680.
38. Donald, W. A.; Leib, R. D.; Demireva, M.; Negru, B.; Neumark, D. M.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 2.
39. Bush, M. F.; Saykally, R. J.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9122.
40. (a) Bush, M. F.; Saykally, R. J.; Williams, E. R. Chem. Phys. Chem. 2007, 8, 2245.
41. (b) Bush, M. F.; Saykally, R. J.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15482.
42. (c) O'Brien, J. T.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5893.
43. Prell, J. S.; O'Brien, J. T.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4810.
44. (a) Wong, R. L.; Paech, K.; Williams, E. R. Int. J. Mass Spectrom. 2004, 232, 59.
45. (b) Peschke, M.; Blades, A. T.; Kebarle, P. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9978.
46. (c) Rodriguez-Cruz, S. E.; Jockusch, R. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5842.
47. (d) Rodriguez-Cruz, S. E.; Jockusch, R. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8898.
48. (e) Carl, D. R.; Chatterjee, B. K.; Armentrout, P. B. J. Chem. Phys. 2010, 132, 044303.
49. (f) Carl, D. R.; Moision, R. M.; Armentrout, P. B. Int. J. Mass Spectrom. 2007, 265, 308.
50. (g) Cooper, T. E.; Armentrout, P. B. Chem. Phys. Lett. 2010, 486, 1.
51. (h) Cooper, T. E.; Carl, D. R.; Armentrout, P. B. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 13727.
52. (a) Gao, B.; Wyttenbach, T.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4695.
53. (b) Liu, D. F.; Wyttenbach, T.; Barran, P. E.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8458.
54. (c) Meot-Ner, M.; Field, F. H. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 3168.
55. (d) Wyttenbach, T.; Paizs, B.; Barran, P. E.; Breci, L.; Liu, D. F.; Suhai, S.; Wysocki, V. H.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13768.
56. (e) Liu, D. F.; Wyttenbach, T.; Carpenter, C. J.; Bowers, M. T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3261.
57. (f) Wincel, H. Int. J. Mass Spectrom. 2006, 251, 23.
58. (g) Wincel, H. Chem. Phys. Lett. 2007, 439, 157.
59. (h) Wyttenbach, T.; Liu, D. F.; Bowers, M. T. Int. J. Mass Spectrom. 2005, 240, 221.
60. (i) Kohtani, M.; Breaux, G. A.; Jarrold, M. F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1206.
61. Bush, M. F.; Saykally, R. J.; Williams, E. R. Int. J. Mass Spectrom. 2006, 253, 256.
62. Donald, W. A.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3515.
63. Klots, C. E. J. Chem. Phys. 1985, 83, 5854.
64. (a) Benfey, D. P.; Brown, D. C.; Davis, S. J.; Piper, L. G.; Foutter, R. F. Appl. Opt. 1992, 31, 7034.
65. (b) Kubin, R. F.; Fletcher, A. N. J. Lumin. 1982, 27, 455.
66. (c) Magde, D.; Rojas, G. E.; Seybold, P. G. Photochem. Photobiol. 1999, 70, 737.
67. Klán, P.; Wirz, J. Photochemistry of Organic Compounds: From Concepts to Practice; Wiley: Chippenham, Wiltshire, 2009.
68. (a) Karstens, T.; Kobs, K. J. Phys. Chem. 1980, 84, 1871.
69. (b) Kaizu, Y.; Miyakawa, K.; Okada, K.; Kobayashi, H.; Sumitani, M.; Yoshihara, K. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 2622.
70. (a) Villemure, G.; Detellier, C.; Szabo, A. G. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 4658.
71. (b) Villemure, G.; Detellier, C.; Szabo, A. G. Langmuir 1991, 7, 1215.
72. White, A. Biochem. J. 1959, 71, 217.
73. Boden, H. Nature 1969, 222, 161.
74. (a) Sutton, J. A.; Fisher, B. T.; Fleming, J. W. Exp. Fluids 2008, 45, 869.
75. (b) Yaginuma, N.; Hirose, S.; Inada, Y. J. Biochem. 1973, 74, 811.
76. Kirkbright, G. F.; West, T. S.; Woodward, C. Anal. Chim. Acta 1966, 36, 298.
77. Marsh, K. N. Recommended Reference Materials for the Realization of Physiochemical Properties; Oxford: Blackwell, 1987.
78. Feistel, R.; Wagner, W. J. Phys. Chem. Ref. Data 2006, 35, 1021.
79. O'Brien, J. T.; Prell, J. S.; Bush, M. F.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8248.
80. (a) Hock, C.; Schmidt, M.; Kuhnen, R.; Bartels, C.; Ma, L.; Haberland, H.; von Issendorff, B. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 073401.
81. (b) Schmidt, M.; Kusche, R.; Kronmuller, W.; von Issendorff, B.; Haberland, H. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 99.