ИСТИНА

В рамках проекта проводились исследования, направленные на разработку методов химического ковалентного связывания полупроводниковых квантовых точек (КТ) и фоточувствительных белков. В качестве одного из пигмент-белковых комплексов был выбран аллофикоцианин (АФЦ). С помощью метода химической сшивки были впервые получены ковалентно связанные гибридные структуры КТ+АФЦ. Под действием внешних факторов (изменение pH, повышение температуры, использование хаотропного агента) удалось перевести АФЦ из тримерной формы в мономерную. Наши результаты показывают, что в мономерной форме хромофор АФЦ оказывается расположен ближе к поверхности белковой глобулы, что заметно разрешает стерические затруднения при его взаимодействии с КТ, в результате чего происходит их эффективное ковалентное связывание. Анализ спектров возбуждения флуоресценции выявил, что коэффициент усиления флуоресценции в гибридных структурах КТ+АФЦ при их ковалентном связывании в несколько раз превосходит аналогичный параметр для гибридных структур на основе электростатических взаимодействий. Полученные результаты доказывают возможность эффективного взаимодействия и ковалентного связывания квантовых точек и нативных пигмент-белковых комплексов. Полученные ковалентно связанные гибридные системы КТ+АФЦ осаждали на пористую поверхность полупроводникового электрода TiO2. Проведенные спектроскопичесие исследования полученных систем показали стабильность оптических свойств ковалентно связанных гибридных структур в течение длительного времени. Проведено исследование влияния ионной силы на величину электростатического взаимодействия отрицательно заряженных полупроводниковых (CdSe/ZnS) нанокристаллов (КТ) и поликатионных фталоцианинов алюминия (ФЦ). Показано, что образующийся комплекс КТ-ФЦ, образующийся в результате самосборки, остается стабильным в широком диапазоне значений ионной силы и соотношения концентраций [ФЦ]/[КТ]. Установлено, что эффективность безызлучательного переноса энергии от квантовых точек к фталоцианинам алюминия возрастает при увеличении количества ионов в растворе, однако коэффициент усиления (КУ) флуоресценции ФЦ при этом снижается. Также КУ снижается с ростом числа молекул ФЦ в комплексе с одной квантовой точкой, достигая отрицательных значений при высоких значениях [ФЦ]/[КТ]. На основе экспериментальных данных предложена модель, связывающая изменение спектральных характеристик ФЦ при образовании комплекса с КТ с его конформационным состоянием. Обнаруженные эффекты представляют интерес с точки зрения развития принципов разработки компонентов для гибридных высокоэффективных фотопреобразующх структур. Важной задачей при разработке гибридных фотопреобразующих устройств является обеспечение эффективной защиты полученных гибридных систем при высокой интенсивности падающего света, моделируя системы нефотохимического тушения света, используемые в нативных фотопреобразующих структурах. В ходе проведения работ по проекту исследовались процессы нефотохимического тушения в окисленных реакционных центрах фотосистемы II. Показано, что эффективность нефотохимического тушения в полтора раза выше фотохимического тушения возбуждений неокисленными реакционными центрами. Данный результат требует дальнейших исследований и, несомненно, находится на передовом международном уровне.