Бактеріородопсинмісні плівки

Бактеріородопсинмісні плівки — наноплівки, отримані із використанням пурпурових мембран галобактерій (Halobacterium Halobium), які містять бактеріородопсин. Використовуюся як компонент у біомолекулярній електроніці, біокомп'ютингу.

Молекула бактеріородопсину функціонує у ступеневому тензорно-солітонному режимі^[1]. Образом цього процесу є функціонування роторного механізму. Відповідно, у математичній формі бактеріородопсинові плівки, які застосовуються для відтворення перцептрону, повинні представлятися ансамблями таких молекул для випадку біокомп'ютингу як коректно поставлена задача.

Основним завданням при виготовленні бактеріородопсинмісних плівок є орієнтація мембран, що містять бактеріородопсин між гідрофільними та гідрофобними середовищами, наприклад, між водою та повітрям, як це буває в природі. Як правило, для поліпшення характеристик бактеріородопсинмісних плівок використовується кілька шарів, які висушуються в певних умовах. У 1994 році команда російських вчених уперше у світі отримала плівки з бактеріородопсином. Головний результат досягнення — орієнтування пурпурових мембран, які містять бактеріородопсин у гідрофобних та гідрофільних середовищах^[2].

В даний час такі плівки використовуються в основному для досліджень та експериментів у лабораторних умовах. Однією з причин є порівняно невеликий термін їхньої експлуатації, який коливається від декількох днів до одного року^[3].

Найкращі показники досягаються під час виготовлення плівок на основі желатину. Це дозволяє досягти високої концентрації бактеріородопсину (до 50 %), уникнути агрегації фрагментів мембран та руйнування білка бактеріородопсину в процесі виготовлення. Вбудовані в желатинову матрицю фрагменти пурпурових мембран довговічні (біля ${\displaystyle 10^{4}}$ годин) і стійкі до впливу багатьох факторів як при виготовленні, так і в процесі експлуатації (коливання температури, інтенсивна дія світлом за допомогою лазера)^[4].

На основі технології виробництва бактеріородопсинмісних плівок вченими було сконструйовано фоторецептор зі структурою ${\displaystyle SnO_{2}}$ / бактеріородопсин / електроліт. Як правило, при функціонуванні на електрод ${\displaystyle SnO_{2}}$ / бактеріородопсин подається напруга від 0 до -0,7 В. Такий фоторецептор реагує на зміну інтенсивності світла, але не на інтенсивність саму по собі.

Фоторецептор складається з 64 осередків (пікселів) і має розміри 2,5×2,5 мм. Щоб відобразити образи, що виникають на такому фоторецепторі, слабкий струм від елементів (3-10 нА) посилюється в напрузі від 1 до 10 В і подається на світловипромінюючі діоди.

• Гребенников, Е. П. (2008). Технологические и оптико-физические характеристики бактериородопсинсодержащих полимерных плёнок (рос.). Архів оригіналу за 4 березня 2016.
• Киселёва, О. И.; Яминский, И. В. Белки и белок-мембранные комплексы (рос.). Архів оригіналу за 8 червня 2024.
• Е. П. Лукашев и др. (1982). Регуляция цикла фотохромных превращений бактериородопсина электрическим полем (PDF) (рос.). Архів (PDF) оригіналу за 8 червня 2024.