BioScience Blog – Научный Биологический блог

Многие современные исследования в области фотосинтеза направлены на создание искусственных фотосинтетических систем на основе существующих пигмент-белковых комплексов. Изменение свойств этих комплексов при взаимодействии с наноструктурами, такими, как квантовые точки, является одним из важных направлений в этих исследованиях. Существующие теоретические работы показывают, что эффективность работы фотосинтетического аппарата может быть увеличена в несколько раз через подобные взаимодействия. Квантовые точки представляют собой полупроводниковые нанокристаллы, покрытые инертной полимерной оболочкой для защиты от химического взаимодействия с окружающей средой. Благодаря их высокой абсорбционной способности, могут играть роль дополнительных антенных комплексов для фотосинтетического аппарата. Современные технологии синтеза позволяют создать квантовые точки с квантовым выходом порядка 70%. Помимо этого, легко можно подобрать квантовых точки с максимумом флуоресценции, находящемся в нужном спектральном диапазоне, что свойство позволяет создать систему с эффективной миграцией энергии. Благодаря этим свойствам, квантовые точки являются многообещающим кандидатом на роль донора энергии возбуждения электронов в фотосинтетических системах. В качестве объектов исследования были выбраны раствор квантовых точек, реакционных центров пурпурных бактерий, а так же их смесь. Образцы исследовались при помощи лазерной кинетической флуорометрии в пико-наносекундном временном диапазоне, что позволяло оценить изменение флуоресценции каждого из компонентов в смеси, а так же оценить их функциональное состояние. Проведенные эксперименты показали, что квантовые точки способны донировать энергию возбуждения и тем самым усиливать работу реакционных центров, что было зарегистрировано как увеличение флуоресценции реакционных центров и, соответственно, уменьшение флуоресценции самих квантовых точек. Таким образом открываются большие перспективы по созданию гибридных фотосинтезирующих систем на основе пигмент-белковых комплексов и квантовых точек.