菌紫质薄膜及其分子光致各向异性特性研究

【摘要】细菌视紫红质(Bacteriorhodopsin)又被称为菌紫质或者简称BR,它是一种高分子生物材料,由于其显著的光致变色特性和光学功能,在光信息存储领域的应用越来越广泛。本文主要进行了BR-D96N(基因改性的细菌视紫红质)的光致各向异性特性的研究工作。在实验研究方面,即对BR薄膜单光子吸收光致光学各向异性(singlephotonabsorptionphoto-inducedopticalanisotropy,简称SPA-POA)进行实验测量。首先,测量了BR薄膜B-型SPA-POA的二向色性和双折射性,分析并且获得最佳激发条件,即功率为I650=3.OmW/cm2时,得到DCF∞_max≈0.01363BRF∞_max≈0.00537；接下来,进行了BR薄膜X-型SPA-POA的二向色性和双折射性的测量,分析获得最佳激发条件I650=30.0mW/cm2,/I405=60.0mW/cm2即405nm和650nm光致光学各向异性的最佳比率为2.0时,得到X-型SPA-POA的DCF∞_max≈0.15849,BRF∞_max-0.03741。最后,与B-型SPA-POA的数据作比较并分析得到BR薄膜光致光学各向异性稳态值增加11.6倍。在实验数据理论拟合方面,首先,理论推导出BR薄膜宏观光致各向异性和菌紫质分子的光学各向异性之间的关系,即Γ值越小BR分子的各向异性越强；然后,通过Matlab编程分别对BR薄膜B-型和X-型SPA-POA的实验测量数据进行拟合；最后,获得B态和M态BR分子的单光子吸收光学各向异性最佳拟合值为△n0=3.2E-3*0.2、ΓB→M=W=0.1、ΓM-+B=0.01,通过理论模拟得到X-型SPA-POA的r要比B-型SPA-POA小,这也解释了实验中x-型SPA-POA的光致各向异性增加的原因。
【作者】孙晓嫚；
【导师】门克内木乐；
【作者基本信息】内蒙古大学，物理电子学，2014，硕士
【关键词】菌紫质薄膜；光致二向色性；光致双折射性；B-型各向异性；X-型各向异性；菌紫质分子各向异性；

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