由慕尼黑工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊，和I特拉維夫大學(xué)開發(fā)出了一種方法，用來測量單個功能化的光合蛋白系統(tǒng)的光電流。科學(xué)家們可以證明，當(dāng)保留他們的生物分子功能特性的時候，該系統(tǒng)可以集成和選擇性地輸入到人造光伏裝置建筑中。

蛋白質(zhì)代表了光驅(qū)動性，高效的單分子電子泵--其可以在納米級電路中扮演電流發(fā)電機的角色。

各學(xué)科團隊將該結(jié)果發(fā)表在了本周出版的《自然納米技術(shù)》上。

科學(xué)家調(diào)查研究了photosystem-I反應(yīng)中心--這是一個位于藍藻細菌葉綠體膜的葉綠素蛋白質(zhì)復(fù)合體。植物，藻類，細菌使用光合作用來將太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。該過程的初級階段(此階段主要為吸收光，能量和電子轉(zhuǎn)移)由葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合物組成的光合蛋白質(zhì)調(diào)解。直到現(xiàn)在，沒有任何方法能足夠靈敏地去測量由單個蛋白質(zhì)產(chǎn)生的光電流。Photosystem-I展示了此前僅僅在光合作用系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的杰出的光電特性。納米級尺寸進一步使Photosystem-I成為分子光電學(xué)應(yīng)用中一個有前途的單元。

科研人員要征服的第一個挑戰(zhàn)是，開發(fā)一種在強光場中電接觸單個分子的方法。已實現(xiàn)納米器件的中心元是自組裝的光合作用蛋白質(zhì)，和通過半胱氨酸突變?nèi)航M綁定到金電極的共價鍵。光電流通過掃描近場光學(xué)顯微裝置中的一個表面覆金的玻璃尖端進行測量。光合蛋白被光子通量進行光激發(fā)，光子通量是通過四面體尖端進行引導(dǎo)的，同時四面體尖端還提供電接觸。使用該技術(shù)，物理學(xué)家可以監(jiān)測單蛋白質(zhì)單元產(chǎn)生的光電流。