Бактериородопсин-содержащие плёнки

Бактериородопси́нсодержащие плёнки — наноплёнки, полученные с использованием пурпурных мембран галобактерий, содержащих бактериородопсин. Используются в качестве компонента в биомолекулярной электронике.

Изготовление

Основной задачей при изготовлении бактериородопсинсодержащих плёнок является ориентация мембран, содержащих бактериородопсин, между гидрофильными и гидрофобными средами, например, между водой и воздухом, как это бывает в природе. Как правило, для улучшения свойств бактериородопсинсодержащих плёнок используется несколько слоёв, которые высушиваются в определённых условиях. В 1994 г. команда русских учёных впервые в мире получила пластинки с бактериородопсином. Главный результат достижения — ориентирование пурпурных мембран, которые содержат бактериородопсин в гидрофобных и гидрофильных средах[1].

Характеристики

Срок эксплуатации

В настоящее время такие плёнки используются в основном для исследований и экспериментов в лабораторных условиях. Одной из причин является сравнительно небольшой срок их эксплуатации, который колеблется от нескольких дней до одного года[2].

Наилучшие показатели достигаются при изготовлении плёнок на основе желатина. Это позволяет добиться высокой концентрации бактериородопсина (до 50 %), избежать агрегации фрагментов мембран и разрушения белка бактериородопсина в процессе изготовления. Встроенные в желатиновую матрицу фрагменты пурпурных мембран долговечны (около часов) и устойчивы к воздействию многих факторов как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации (колебания температуры, интенсивное воздействие светом с помощью лазера)[3].

Плотность элементов

На основе технологии производства бактериородопсинсодержащих плёнок учёными был сконструирован фоторецептор со структурой / бактериородопсин / электролит. Как правило, при функционировании к электроду / бактериородопсин прикладывается напряжение от 0 до −0,7 В. Такой фоторецептор реагирует на изменение интенсивности света, но не на интенсивность саму по себе.

Фоторецептор состоит из 64 ячеек (пикселей) и имеет размеры 2,5×2,5 мм. Чтобы отобразить образы, возникающие на таком фоторецепторе, слабый ток от элементов (3-10 нА) усиливается в напряжении от 1 до 10 В и подаётся на светоизлучающие диоды.

Примечания

  1. ↑ Мосин О.В., Складнев Д.А., Егорова Т.А., Швец В.И. Получение бактериородопсина H. halobium, меченного дейтерием по остаткам ароматическим аминокислот фенилаланина, тирозина и триптофана // Биотехнология, 1996. - № 10. - С. 24-40.
  2. ↑ Хайслер Ф. ., Пилюгина Е. С., Червинский С. Д., Самусев А. К., Липовский А. А.// ГКР спектросокпия молекул бактериодопсина, адсорбированных на серебряные наноостровковые плёнки Архивная копия от 16 февраля 2015 на Wayback Machine. - Статья. - Журнал Научно-технический вестник. - Выпуск 5(93)
  3. ↑ Н. Г. Рамбиди, «Биомолекулярные нейросетевые устройства», М.2002

Ссылки