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Computational dielectric spectra of amino acids in electrolyte solutions
Marion Sappl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Christian Schröder
DOI
10.25365/thesis.74680
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-15879.21851.251922-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ionenspezifische Effekte sind seit über 200 Jahren bekannt. Trotzdem sind die genauen Auswirkungen verschiedener Ionen auf Aminosäuren immer noch nicht zuverlässig vorhersehbar. Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen verschiedener Salze auf dielektrische Spektren von Aminosäuren um einen tieferen Einblick in die Wechselwirkungen zwischen Aminosäuren und Salzen zu bekommen. Die untersuchten Aminosäuren sind Arginin, Lysin und Serin im Zusammenspiel der Salze Kaliumbromid, -chlorid und -iodid sowie Lithium- und Natriumchlorid. Die Aminosäuren wurden in Elektrolytlösungen der jeweiligen Salze mit unterschiedlichen Salzkonzentrationen mittels molekulardynamischer Simulationen analysiert. Die Simulationen wurden ausgewertet und die Ergebnisse mit experimentellen Daten zur Überprüfung verglichen. Die dielektrischen Spektren wurden bezüglich der Permittivität und Relaxationszeiten der Komponenten ausgewertet. Hierbei konnten Ionenspezifische Effekte ausgemacht werden. Es stellt sich heraus, dass das Ausmaß der Auswirkungen in vielen Fällen analog zur Hofmeister Serie sind. Um die Ursache der ionenspezifischen Effekte zu untersuchen wurden strukturelle Analysen, die die räumliche Anordnung der Moleküle und deren Dipolmomente charakterisiert, durchgeführt. Dafür wurden radiale Verteilungsfunktionen und räumliche Dipol-Dipol Korrelationsfunktionen untersucht.
Abstract
(Englisch)
Specific ion effects have been known for over 200 years. However, the exact impact of various ions are still not predictable in a reliable manner. This Master’s Thesis explores the effects of different salts on the dielectric spectra of amino acids to gain insight on the interactions between amino acids and salts. The investigated amino acids are arginine, lysine and serine in electrolyte solutions with potassium bromide, chloride and iodide as well as lithium and sodium chloride. The amino acids were tested in solutions with varying concentrations using molecular dynamics simulations. The simulations were evaluated and the results were compared to experimental data to validate the output. The dielectric spectra were evaluated regarding the permittivity and relaxation times of the respective components. Here, specific ion effects were observable often in accordance to the Hofmeister series. To investigate the root of the specific ion effects structural analyses were carried out. Radial distribution functions and radial dipole-dipole spatial correlation functions were used to characterize the structural alignment of the molecules and their dipole moments.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Molekulardynamische Simulationen Dielektrische Spektroskopie Hofmeister Reihe Computergestützte Chemie AMBER OpenMM Aminosäuren nicht polarisierbare Kraftfelder Radiale Verteilungsfunktionen Permittivität Relaxationszeit
Schlagwörter
(Englisch)
Molecular dynamic simulations Dielectric spectroscopy Hofmeister series Computational chemistry AMBER OpenMM Amino acids Non-polarizable force fields Radial distribution functions Permittivity Relaxation times
Autor*innen
Marion Sappl
Haupttitel (Englisch)
Computational dielectric spectra of amino acids in electrolyte solutions
Paralleltitel (Deutsch)
Computergestützte dielektrische Spektroskopie von Aminosäuren in Elektrolytlösungen
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
viii, 71 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Schröder
AC Nummer
AC16986116
Utheses ID
69086
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |