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1、利用化学修饰的细菌视紫红质薄膜进行光学信息存储的研究2OO4年第62卷第23期,2348～2351化学ACYACHIMICASINICAv01.62.2004No.23.2348～2351?研究简报?利用化学修饰的细菌视紫红质薄膜进行光学信息存储的研究张国艳.梁冰.李宝芳.张建平.雷铭姚保利王英利陈国夫(o中国科学院化学研究所胶体界面与化学热力学实验室北京100080)(中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室西安710068)摘要细菌视紫红质(baeteriorhodopsin,bR)具有独特的光,化学和热稳定性.bR光循环中间态M态的最大吸收峰相
2、对于始态明显地发生蓝移,所以基于bR—M的光致变色模型可以为光学应用尤其是信息存储提供一个机制.但是野生型bR中M态的寿命很短,不适合用来进行信息存储.本文采用化学添加剂的方法,将bR/聚乙烯醇(PVA)薄膜的中间态M态的寿命显着延长.用此化学修饰的bR薄膜作为记录介质进行缩微图像存储,所得到的图像具有较高的对比度和较长的保存时间.此实验首次实现了在化学修饰的bR薄膜上基于bR始态和中间态M态的双稳态模型在光学信息存储上的应用.关键词细菌视紫红质,化学修饰,M态,光学信息存储StudyoftheChemicallyModifiedBacteriorhodopsinFi
3、lmforOpticalInformationStorageZHANG,Guo-Yan.Ij【AG,Bing.LI,Bao-Fang,.ZHANG,Jian—Ping.LEI,Ming.YA0,Bao—Li.G,Ying-LiCHEN.Guo-Fu(LaboratoryofColloid,andern咖sScience,InstituteofChemistry,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)(.StateKeyLaboratoryofTransient如Technology,Xi肌Instituteof如andPreci
4、sionMechanics,ChineseAcademyofSc/ences.X/肌zw068)Al~traetBaeteriorhodopsin(bR)isaphotochromicproteininthetwo—dimensionalcrystallinemembrane---purplenlLff~rane,whichisastonishinglystabletowardschemicalandthermaldegradation.However.thelifetimeoftheMstateinwild—typebRWasconsideredtobetoosho
5、rtforopticalapphcafions.111elifetimeoftheMstatecouldbeprolongedobviouslywhenacrownethercomplexWasusedasthechemicaladditive.WiththischemicallvmodifiedbR_PVAfilmasrecordingmedium.microimageswerestoredonthefilmwithhighercontrastratioandlongerdecaytimeinourself-madeopticalstoragesystem.ToOu
6、rknowledge,itisthefirsttimedomesticallytousethechemicallymodifiedbR{ihninthefieldofopticalinformationstoragebasedonthegroundstateandtheMstate.Keywordsbacteriorhodopsin,chemicalmodification,Mstate,opticalinformationstorage近年来,生物材料逐渐被用来解决光学器件对材料的需求.细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,bR)以其独特的热,化学和光化
7、学稳定性及重复擦写次数多(>106),光转换效率高(64%)等特性而备受人们关注[1,2].bR是嗜盐菌质膜j:--维结晶紫膜(PM)中唯一的蛋白质,它吸收一个光子后引发光-E-mail:blli@iccas.ac.cnReceived27,2004;l'eyis~June4,2004;acceptedAu域16,2OO4中国科学院知识创新方向性资助项目(No.KGCX2—401).循环并产生几个光谱上可辨的中间态K,L,M,N和0,最后回到始态B态.M态是唯一含有去质子化席夫碱的中间态,它的最大吸收峰从B态570nln明显地蓝移到412砌(M
