SJNナノシステム・イニシアチブ・ミュンヘン(NIM)とテルアビブ大学の研究チームが、光合成タンパク質単体から生成される光電流の測定技術を開発したとのこと。単分子レベルで光合成タンパク質を制御・測定できるようにすることで、光電変換や光電気化学分野でのデバイス応用が進むと期待される。論文が掲載されている。)単体から生成される光電流を、近接場光顕微鏡(SNOM)を利用して測定する方法を開発した。片側を固定し、金被覆したガラス片(SNOM探針)に反対側を接触させた。ガラス片が対向電極および光源として機能し、タンパク質の接合部から10pA程度の光電流が記録された。SNOM探針は、肉眼で視認できる四面体のガラス片と、原子サイズの先端部から構成されている。ガラス片は金薄膜でコーティングされており、基板とSNOM探針との間の距離は、高分解能の圧電素子によって制御される。結合が高効率で実現されるという。基板とSNOM探針先端に共有結合させた。光励起がトリガーとなって一連の酸化還元反応が起こり、反応中心の電子伝達系に沿って電子が移動する。このとき、内部量子効率は1に近い値となる。自己組織化的な配向が促進される。電極との電子的な結合も促進される。単極性変異体も利用した。単極性変異体では、2つのシステイン変異体が酸化反応側だけに存在し、還元反応側には電子の経路となるシステイン変異体が存在しない。単体の光電流測定方法を表したもの。光励起で発生する光電流を測定する。SiO2を膜厚20nm程度の金で被覆した探針のSEM画像。スケールバーは100nm。ポリペプチド鎖(グレイ)の内部にクロロフィル(緑)およびカロチノイド(オレンジ)が組み込まれている。電素伝達を媒介する発色団(マゼンタ)は空間充填モデルによって表される。探針および基板はシステイン変異体(矢印)を介して共有結合する。クロロフィル96個とカロチノイド色素分子22個が結合した12個のポリペプチドから構成されている。タンパク質は、口径15nm程度、高さ9nmの円筒形をしている。クロロフィル(P700)のスペシャル・ペア(光化学系反応中心にあるニ量体クロロフィル)が光励起すると、単量体クロロフィル(Chl)に向けて電子1個が1ピコ秒程度で伝達される。励起した電子は、2つのフィロキノンを介して3つの鉄-硫黄中心に渡されて緩和する。第1の鉄クラスタFxは電子伝達系分子のすぐ外側にあり、フィロキノンからFxまでの伝達速度は二相で時定数15~150ナノ秒程度となる。電子はその後500ナノ秒未満で残る2つの鉄クラスタFA/Bに伝達される。おける電極間での電子伝達速度に換算すると16ナノ秒程度となる。2×1010s-1程度あることを示唆している。cm-2となり、実験条件として設定したレーザー出力によく一致した。cm-2程度になるという。発表資料おすすめ記事マンチェスター大、導電性2次元インクを用いたヘテロ積層デバイスを試作、生体適合性も評価IBM、1万個以上のCNTデバイスを1チップ上に精密配置。定番記事マックス・プランク研究所ら、絶対零度より低温の気体を実証。