09 June 2022

Séminaire de Laurent Nahon – jeudi 9 juin à 14h30

Dichroïsme Circulaire de Photoélectrons sur des systèmes à base d’acides aminés : de la molécule libre aux nanoparticules

Laurent Nahon - Synchrotron SOLEIL (Gif sur Yvette, France)

Résumé
Dans une approche “bottom-up” de la complexité moléculaire, la matière diluée, libre de tout substrat ou solvant, permet l’études des propriétés intrinsèques structurales et dynamiques de petites biomolécules neutres, les briques élémentaires de la vie. Une méthode de choix réside dans l’interaction avec un rayonnement de courte longueur d’onde, conduisant à un processus de photoionisation étudiée par photoémission résolue en angle (ARPES), une technique sensible et universelle.
Récemment, une nouvelle observable en ARPES, lié au Dichroïsme Circulaire de Photoélectron (PECD), a été introduite dans le cas d’espèce chirales orientées au hasard, conduisant à une asymétrie avant/arrière (par rapport à l’axe des photon) très intense (jusqu’à 35 %), dans la distribution angulaire de photoélectrons produits par ionisation avec de la lumière polarisée circulairement sur des énantiomères purs. Le PECD est un effet chiroptique spécifique à l’orbitale initiale, dépendant aussi de l’énergie de photon, et qui en outre est une sonde subtile du potentiel moléculaire, étant sensible aux structures moléculaires statiques telles que les conformations et l’agrégation, comme aux vibrations, et ce de façon beaucoup marqué que les autres observables de la photoionisation telles que les sections efficaces ou le paramètre d’asymétrie (non-chirale) b (pour une revue cf [1]). Il a été aussi suggéré que le PECD ait été impliqué dans l’origine de l’homochiralité de la vie, le fait que seuls les acides aminés L, et les sucres D participent à la biosphère. [2]
Après une introduction sur le PECD, on s’intéressera à des résultats récents de PECD à un photon en couche de valence obtenus avec un spectromètre de coïncidence électron/ion à double imagerie, portant sur des systèmes à base d’acides aminés, les briques chirales des protéines :

  • L’alanine, le plus simple acide amine chiral, avec des implications astrobiologiques [3,4]
  • La proline, sur laquelle nous avons observé directement un PECD résolu en conformères [5]
  • L’effet de condensation sur des nanoparticules homochirales de serine [6]

[1]        L. Nahon, G. A. Garcia, and I. Powis, J. Elec. Spec. Rel. Phen. 204, 322 (2015).
[2]        R. Hadidi, D. Bozanic, G. Garcia, and L. Nahon, Advances in Physics: X 3, 1477530 (2018).
[3]        M. Tia, B. Cunha de Miranda, S. Daly, F. Gaie-Levrel, G. Garcia, I. Powis, and L. Nahon, J. Phys. Chem. Lett. 4, 2698 (2013).
[4]        M. Tia, B. Cunha de Miranda, S. Daly, F. Gaie-Levrel, G. A. Garcia, L. Nahon, and I. Powis, J. Phys. Chem. A 118, 2765 (2014).
[5]        R. Hadidi, D. K. Božanić, H. Ganjitabar, G. A. Garcia, I. Powis, and L. Nahon, Commun. Chemi. 4, 72 (2021).
[6]        S. Hartweg, G. A. Garcia, D. K. Božanić, and L. Nahon, J. Phys. Chem. Lett. 12, 2385 (2021).

09 June 2022, 14h3015h30
Salle Magat, ICP