
- •Оптичні властивості бактеріородопсину та особливості структурної організації пурпурних мембран
- •Внутрішньоклітинна сторона
- •1.2. Фотохімічний цикл реакцій бактеріородопсину.
- •1.3. Вплив хімічних домішок на властивості плівок на основі бактеріородопсину
- •Оптичні параметри плівкових структур бр у желатиновій матриці з вмістом різних сенсибілізуючих речовин. [17]
- •2.1. Методи отримання плівкових структур на базі бр
- •2.2. Схема установки для голографічного запису інформації на плівках бактеріородопсину.
- •2.3 Механізм фотоперетворення в плівках бр під дією світла
- •2.4. Запис голограм в плівках бр із різними хімічним складом та залежність дифракційної ефективності від концентрації домішок.
Оптичні параметри плівкових структур бр у желатиновій матриці з вмістом різних сенсибілізуючих речовин. [17]
Хімічні речовини |
D, Відн.од. |
k412, % |
S, 10-3 м2/Дж |
1/2, С |
, Нм |
без домішок |
0.315 0.121 |
10.7 |
3.9 1.4 |
3 |
570 412 |
АГХ |
0.29 0.163 |
16.3 |
19.3 1.0 |
5 |
570 412 |
ТЕА |
0.995 0.624 |
45.5 |
36.3 14.8 |
157 |
570 412 |
АГХ ТЕА |
0.879 0.554 |
48.3 |
45.5 16.6 |
160 |
570 412 |
ЕАБГБ+ ТЕА |
0.976 0.473 |
39.9 |
48.0 24.0 |
158 |
570 412 |
ДТМАБ+ ТЕА |
1.023 0.627 |
45.7 |
39.3 14.9 |
295 |
570 412 |
ТБАБ+ ТЕА |
1.064 0.633 |
41.6 |
36.0 16.6 |
235 |
570 412 |
ЕДАГХ+ ТЕА |
1.037 0.616 |
45.7 |
54.0 18.8 |
135 |
570 412 |
ГМДАГХ + ТЕА |
1.047 0.61 |
47.6 |
54.0 17.3 |
156 |
570 412 |
Збільшення чутливості плівок БР пов'язано із взаємодією активних центрів сенсибілізуючих речовин та матриці з гідрофільною областю поверхні ПМ, які стимулюють конформацiйнi зміни ретиналю та відрив протона від Шифової основи при утворенні iнтермедiату М412. У результаті взаємодії нітрогеновмісних домішок з полярними головками лiпiдного бiшару ПМ перерозподіляється електронна густина поверхневих амінокислотних залишків опсину БР, що впливає на процес репротонування Шифової основи й в результаті приводить до зміни часових характеристик фотоциклу БР.
Напівперіод життя 1/2 інтермедіату М412 желатинових плівок БР без сенсибілізуючих речовин складає 3 с [11]. Це пояснюється наявністю повільної багатофазної релаксації інтермедіату М у плівкових структурах в наслідок висушування, а не внеском желатинової матриці, як вважалося раніше [7].
Дослідження кінетики оптичного поглинання сухих плівок БР без желатинової матриці при 412 нм це підтверджують. Молекула БР повністю повертається у початковий стан лише за 180 с. Релаксація інтермедіату М412 складна: спостерігаються швидка й повільна фази.
Рис. 1.5. Кінетика релаксації інтермедіату М412 у плівках БР без матриці.
Рис. 1.6. Кінетика релаксації М412 у плівках БР з різним вмістом ТЕА у вагових %: 1-0; 2-3.4; 3-6.6; 4-9.89; 5-12.8; 6-5.42.
Під впливом введеного у склад плівок БР триетаноламіну на 412 нм спостерігається значна зміна оптичного поглинання та часових характеристик інтермедіату М, що свідчить про високу чутливість БР до цієї речовини. Ймовірно, в результаті взаємодії між частково від`ємним зарядом нітрогену триетаноламіну та зарядженими групами ПМ, відбувається перерозподіл електронної густини на поверхні ПМ, що впливає на реверсивний процес відриву протону від Шифової основи молекули БР, тобто на утворення М форми молекули БР. Про це свідчить збільшення часу релаксації інтермедіату М412: сповільнюється перехід його у основний стан БР570 (криві 4,5,6 рис. 1.7).
Рис. 1.7. Концентраційна залежність коефіцієнту участі молекул БР у фотоциклі k412 та напівперіоду життя інтермедіату М 1/2 для плівок БР з ДТМАБ на довжині хвилі 412 нм.
Для оцінки ефективності дії різних комбінацій сенсибілізуючих речовин на плівках БР здійснювали запис - стирання оптичної інформації з використанням світлофільтрів (350-520 нм, 650-900 нм) [19]. Плівки освітлювали синім, потім жовтим, і ще раз синім світлом. За змінами пропускання спостерігали протягом 1000 с на лінійній ділянці змін після збудження суцільним світлом. Проміжок часу між вимірами складав 15 хвилини, тривалість освітлення – 10 с.
Рис. 1.8. Часова залежність зміни поглинання при 412 нм у плівках БР+Ж а) після першого опромінення синім світлом; б) після опромінення жовтим світлом; в) після повторного опромінення синім світлом.
У цьому експерименті були проведені дослідження впливу жовтого світла на фоні сигналу від першого синього (запис), та повернення системи до початкового стану дією повторного опромінення синім світлом (стирання). Як це видно з рис. 1.8, дією другого синього світла зміни оптичного поглинання плівки БР+Ж, що відбуваються завдяки опроміненню жовтим світлом можна зняти.
РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ОТРИМАННЯ ПЛІВОК ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИК.