クロロフィルを用いた自己集積型光応答ナノデバイスの構築

利用叶绿素构建自组装光响应纳米器件

基本信息

批准号：
14050096
负责人：
民秋均
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成細菌の膜外アンテナ部である天然クロロゾームを、単一器官のレベルで検討することで、その構造と機能について検討した。エバネッセント励起(458nm)によって、石英基板に吸着した単一のクロロゾームを可視化し、それらの蛍光スペクトルを測定することに世界で初めて成功した。また、AFM観察(コンタクトモード)で、輝点が単一クロロゾームに由来することも確認した。構成クロロフィル分子に同族体を持たない緑色非硫黄光合成細菌由来のクロロゾームは、個々のクロロゾーム由来の蛍光スペクトルのピーク位置やバンドの半値幅がほぼ同じであった。一方、4種類の同族体を有する緑色硫黄光合成細菌由来のクロロゾームではクロロゾーム個体間に大きな不均一性が存在した。同族体の存在と個々のクロロゾームの物性との関係を示唆する結果となった。次に、天然型クロロフィルを模したより安定で調製しやすい亜鉛クロロフィルを合成し、Triton X-100のミセル中で自己会合させ、バクテリオクロロフィルモデル分子へのエネルギー移動系を、天然クロロゾームのモデル系として構築し、そのエネルギー移動過程を検討した。しかし、このような系は、水中での可逆なミセル形成を基にしているため、比較的不安定であり、界面に修飾することは難しい。そこで、より安定な自己集積系を目指して、ゾルゲル法を利用したミクロ不均一系を構築した。つまり、TritonX-100の代わりに、オクタデシルトリエトキシシランを用いることで、ミセル界面で架橋重合を行って、シロキサン被膜を調製した。このような系は、通常のミセルよりも安定で、微粒子としての取り扱いが可能であった。また、このような安定微粒子内でのエネルギー移動系の構築にも成功した。

在单个器官的水平上检查了光合细菌的天然氯化体，是光合细菌的外膜外天线，并检查了它们的结构和功能。世界上第一个成功地可视化单氯体，通过evaneScent激发（458 nm）吸附在石英底物上，并测量其荧光光谱。此外，已经证实，亮点起源于AFM观察（接触模式）中的单个绿色斑点。源自绿色的非硫光合细菌的氯化体，这些细菌没有组成叶绿素分子的同源物在荧光光谱中几乎具有相同的峰位置和一半宽度，这些峰位置和一半宽度来自单个氯化体。另一方面，在具有四个同源物的绿色硫光合细菌衍生出的氯化体中，叶绿体个体之间存在很大的异质性。结果表明同源物的存在与单个叶绿体的物理特性之间存在关系。接下来，在特里顿X-100的胶束中自我相关，并研究了菌群模型分子的锌叶绿素是合成的，更稳定，更易于制备，并且在Triton X-100的胶束中是自我相关的。但是，这样的系统相对不稳定且难以修改界面，因为它们基于水中可逆的胶束形成。因此，为了创建一个更稳定的自我整合系统，我们使用SOL-GEL方法构建了一个微生物系统。换句话说，使用八甲氧基三氧基硅烷代替Tritonx-100来制备硅氧烷涂层，通过在胶束界面上进行交联聚合。这样的系统比普通胶束更稳定，可以作为细颗粒处理。此外，我们已经成功地在这种稳定的细颗粒中构建了能量转移系统。