在水里鉴定质子的“信号”

　　

生物通报道：耶鲁大学的Mark A. Johnson教授和耶鲁大学、匹兹堡大学和乔治亚州大学的同事在Sciences杂志上报道说，来自结合了1－3个水分子的酸的游离质子及结构能够利用一种独特的红外光谱信号来确定。

酸产生游离质子在生物和化学系统中是一个常见的过程，并且测量pH以确定溶液的酸性是一种简单的标准的步骤。但是，要确定释放的质子的位置和他们与水分子之间的作用机制就不那么容易了。

研究人员利用红外光来监测当一个质子与两个到11个水分子结合时的振动变化。研究人员首次确定出了对称的水合的Eigen阳离子（具有一个最小能量的H3O＋离子核和三个结合的水分子）的一种光谱信号。当他们成功添加或者减去水分子并比较这种光谱信号时，他们能够模拟水的波动。

令人惊奇的是，水合作用的小的变化能导致大的光谱变化。这项研究表明结合了Eigen阳离子的质子发生了最强的振动，因为它带有最大配额的电荷（三个H原子）。当不同数量的水分子围绕着H3O+核时，多余的电荷能更多地集中在其中的一个H原子上（变得不在对成，即极化），从而导致多余质子的光谱信号发生尺寸依赖性的迁移。这种破坏对称性的极端的反应与Zundel的质子模型相一致（生物通记者杨淑娟）。