RHG

兰德尔金匠

电子邮件地址: RHG@chem.wisc.edu

房间号: 
3309
电话号码: 
608-263-8315
组关系: 
金匠组
职位名称: 
副教授
路径: 
分析
化学生物学
无机
物料
物理
教育: 

学士学位2002年,康奈尔大学
博士2007年,西北大学
在斯坦福大学博士后研究员

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研究说明

研究
执行个别分子,单分子光谱测量,将打开一个深刻信息窗口到由在分子的属性和在合奏测量遮蔽临界非同步动态揭示异质性的行为和化学系统的性能。我们的目标是开发新的单分子技术,并将其应用到杰出的化学和社会相关的问题,材料科学和生物物理学。研究目标将包括均相催化剂的新颖的机制研究,相关的有机光伏器件的共轭聚合物的电子性能的调查,和蛋白质构象动力学的分析。我们的努力将采用荧光显微镜,纳米光子学和化学合成的素材组合,以发现学习我们感兴趣的化学系统的最佳手段。

看在行动个别均相催化剂
均相催化依赖于一系列复杂的键断裂,电子转移,和成键反应的。生产更多的活性,选择性,和易于回收(即,“绿色”)催化剂的是必要的下一代药物,燃料和材料的可用性。机理研究通知更好的催化剂的设计,和单分子光谱是机理研究的强有力的工具,因为它允许直接观察到不同步的或罕见的过程。我们将寻找在催化剂的人口动态和静态的异质性,已在酶以前看到的行为。由于不断变化的环境协调有机金属催化剂循环变量的活性和选择性,可能的状态。这些更改过催化剂人口不同步和许多不能在整体平均实验中观察到。我们将搜索这种异质性,量化过渡动力学,并改变配体和基底特性建立的结构 - 性能关系。我们的目标是建立通过操作个别催化剂的革命性的新的观测在均相催化微观事件的详细了解。我们将观察反应中间体到目前为止已在被猜测只或间接地推断和量化活性催化剂,而不是那些类似物的中间体的寿命。

映射在有机光伏能量景观
单分子的光学表征几乎普遍通过荧光来实现。然而,荧光有许多缺点,包括在用有限的光稳定性,用染料相关的实验假象,以及信息有关先荧光迷人分子光物理损失共价结合的染料分子的依赖。这些缺陷是特别妨碍在用于分子电子学和有机光伏,其中分子或功能性电荷转移优化分子集合体通常将不被荧光有机材料的研究。我们将制造和开发纳米光学手段来表征的有机电子材料的能源格局,最终走向单分子分辨率的推动。这些工具将被用于表征结构和电子异质性个体有机发色团和电荷传输聚合物学习构象如何影响浪费电荷在有机光伏电池捕获。通过改变聚合物小球的大小和组成,电子异质性可以在一个正常运作的有机光伏器件的许多重要的长度尺度进行研究。

在拥挤的环境中蛋白质的构象动力学
在它们的细胞环境中,蛋白必须在溶解大分子超过为200g /升,即在大多数生化分析忽略的条件的存在下执行它们的功能。这些大分子可以对蛋白动力学和活性显著效果,主要是由于由大分子创建的排除体积。分子聚集已被证明能增加酶 - 底物结合的效率,影响药物的药理学响应,并增加朊病毒蛋白的错误折叠的速率和在阿尔茨海默氏病有关的蛋白质的聚集的速率。然而,蛋白质的折叠个体轨迹,其中包含有关合奏实验失去了它的能源格局的关键信息,也有望在拥挤剂存在显著改变。我们将研究蛋白质折叠和酶的活性在拥挤的条件下单分子水平。这种方法的关键是避免表面附着,普通的单分子技术中,这种做法已被显示出改变蛋白质折叠动力学和可能支配拥挤效应。我们能够避免这个困难,同时仍观察分子足够长的时间来捕获全折叠轨迹,与使用电渗流,以消除在溶液单个荧光分子的布朗运动的专用微流体装置。我们最近使用此设备来观察单一的解决方案相蛋白质超过1秒不固定。我们的轨迹将提供有关如何拥挤,影响蛋白质的行为,改善体内功能,信号和病理错误折叠的画面的独特信息。

奖项和荣誉

物理化学杂志“C”讲师 2017
德雷福斯教师学者奖 2017
本杰明·史密斯雷诺兹奖卓越的教学 2016
新的调查研究补助金,老年痴呆症协会 2015
Distinguished Honors 学院 Award, College of Letters & Science 2015