nature

当前位置: Nature » 生物技术 » 正文

混合能量传递系统(FRET)模拟光合作用过程

摘要 : 南安普顿大学与谢菲尔德大学和克里特大学的科学家开发了一种新混合能量传递系统,模拟光合作用过程。从光合作用到呼吸作用,光吸收及其转入能量代表元素和基本反应过程发生在任何生物的生活系统中。在一项新研究中,研究员证明一种无辐射的替换物,利用限制在一个光学谐振器中光的媒介作用进行分子间能量传递。

 南安普顿大学与谢菲尔德大学和克里特大学的科学家开发了一种新混合能量传递系统,模拟光合作用过程。从光合作用到呼吸作用,光吸收及其转入能量代表元素和基本反应过程发生在任何生物的生活系统中。在一项新研究中,研究员证明一种无辐射的替换物,利用限制在一个光学谐振器中光的媒介作用进行分子间能量传递。

混合能量传递系统模拟光合作用过程

混合能量传递系统模拟光合作用过程

这种能量转移被称为福斯特共振能量转移(FRET),一种非辐射的能量传输,发生在纳米级的从一种供体分子到一种体分子。供体分子是染料或是最初吸收能量的色基,受体是随后转移能量的色基没有任何分子碰撞。然而,FRET是一种强烈依赖距离的过程,通常发生在1到10nm范围。

在一项发表在Nature Materials期刊上的新研究中,研究人员证明了一种交替的非辐射,利用限制在一种光学谐振器中光的媒介作用的分子间能量传递。这种新技术的优势在于利用光合物质的量子态混合物的形成,持续相互作用,事实上,大大超过传统FRET型流程。

南安普顿大学的混合光电团队的Niccolo Somaschi博士说:“我们对能量传递的深入了解阐释了生物系统中光合作用过程背后的基本机制,并且使得我们更接近模拟生物功能的完全人造系统的再现。在最基础的层面上,目前的研究表明分子的相关联接也许直接关联发生在光合作用中的能量传递过程。”

原文摘要:

Polariton-mediated energy transfer between organic dyes in a strongly coupled optical microcavity

David M. Coles, Niccolo Somaschi, Paolo Michetti, Caspar Clark, Pavlos G. Lagoudakis,Pavlos G. Savvidis & David G. Lidzey

Strongly coupled optical microcavities containing different exciton states permit the creation of hybrid-polariton modes that can be described in terms of a linear admixture of cavity-photon and the constituent excitons. Such hybrid states have been predicted to have optical properties that are different from their constituent parts, making them a test bed for the exploration of light–matter coupling. Here, we use strong coupling in an optical microcavity to mix the electronic transitions of two J-aggregated molecular dyes and use both non-resonant photoluminescence emission and photoluminescence excitation spectroscopy to show that hybrid-polariton states act as an efficient and ultrafast energy-transfer pathway between the two exciton states. We argue that this type of structure may act as a model system to study energy-transfer processes in biological light-harvesting complexes.

来源: Nature Materials 浏览次数:158

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.