Наследственная генетика: текущие исследования

Абстрактный

Включение азурина из Pseudomonas fluorescens 198, связанного с квантовыми точками CuInS2, в качестве фотосенсибилизатора в клетки Гретцеля

Каролина Пас Кесада, Каролина Арриаса-Эшанес, Джованна Анзиани-Остуни, Мануэль Исайас Осорио, Хосе Мануэль Перес Доносо

Аннотация
Солнце— самый чистый, распространенный и доступный источник возобновляемой энергии. Солнечные элементы первого поколения позволяют преобразовывать солнечное излучение в электричество с эффективностью ~25%. Тем не менее, рынок фотоэлектрических элементов развивается в направлении улучшения производственных затрат, эффективности и устойчивости. Новое поколение солнечных элементов сенсибилизируется различными молекулами, такими как красители, наночастицы, а совсем недавно в качестве фотосенсибилизаторов были протестированы белки. В этом исследовании окислительно-восстановительный белок (азурин), связанный с квантовыми точками (КТ) CuInS2, используется в качестве фотосенсибилизаторов в солнечном элементе Гретцеля. Ген азурина был идентифицирован в геноме штамма из нашей коллекции антарктических бактерий (Pseudomonas fluorescens 198). Этот ген был клонирован и сверхэкспрессирован в E. coli, а очищенные His-tag азурин + КТ CuInS2 были включены в сенсибилизированный солнечный элемент, используя TiO2 в качестве анода и Pt в качестве противоэлектрода. В нашей лаборатории биомиметические и биосинтезированные наночастицы CdS и CuInS2, среди прочих, успешно использовались в качестве фотосенсибилизаторов. Предварительные исследования показали увеличение эффективности на 56%, когда азурин включен в клетку, по сравнению с клеткой, сенсибилизированной только КТ CuInS2. Эффективность также повышается, когда КТ CdS связаны с азурином (42%). Наиболее стабильная ориентация His-tag азурина в слое TiO2 изучается с помощью гибридных квантово-механических/молекулярно-механических (КМ/ММ) расчетов, чтобы определить, способствует ли какое-либо конкретное положение переносу электронов на анод. Этот проект поддержан грантами FONDECYT 3170718 и INACH RT_26-16.