KVANTINIS SUŽADINIMŲ SUPAINIOJIMAS IR JŲ DINAMIKA BALTYMUOSE BEI MOLEKULINĖSE NANOSTRUKTŪROSE

Kvantinis sužadinimų supainiojimas ir jų dinamika baltymuose bei molekulinėse nanostruktūrose

Projekto tikslas – nustatyti nefotocheminio gesinimo, atsirandančio lapuose ir chloroplastuose, mechanizmą. Ypač bus siekiama nustatyti galimą įvairių karotinoidų vaidmenį, tam naudojant specialiai šiam tikslui paruoštus objektus: lapus, chloroplastus bei pagrindinius šviesą surenkančius kompleksus iš fotosistemos II (angl. LHCII complexes), juose keičiant karotinoidų sudėtį. Tyrimui bus naudojami įvairūs spektroskopijos metodai bei taikomi skirtingi teoriniai modeliai bei artiniai. Bus nagrinėjami sugerties ir fluorescencijos spektrai bei fluorescencijos gyvavimo trukmė plačiame temperatūrų diapazone, nuo 300 iki 4 K, tokiu būdu tikintis valdyti gesinimo intensyvumą. Gaunamų spektrų formos, juose esančių komponenčių kiekis bei fluorescencijos kvantinės išeigos temperatūrinių priklausomybių pobūdis bus analizuojami, pasitelkus kvantinės mechanikos metodus. Tuo būdu bus siekiama aprašyti pigmentinių molekulių elektroninį spektrą bei tarpmolekulines sąveikas, atsižvelgiant taip pat į sąveikas su molekuliniais svyravimais bei fononais – baltyminės terpės svyravimais. Modeliuojant šiuos reiškinius LHCII komplekse, atsakingame už sužadinimo relaksaciją, bus remiamasi žinoma jo struktūra. Labiau komplikuoti metodai, tokie kaip fluorescencijos juostos siaurėjimo, pavienių molekulių spektroskopijos bei dvimatės (2D) koherentinės spektroskopijos metodai, kartu su koherentiniu vyksmų valdymu bus taip pat naudojami šiame projekte. Modeliuojant 2D spektrinius pokyčius ir vyksmus, demonstruojančius spektrų dinamikos jautrumą žadinančių impulsų formos pokyčiams, bus siekiama nustatyti koherentinio relaksacijos vyksmų valdymo galimybes, atskiriant relaksacijos kanalus. Kvantcheminiai chlorofilų, karotinoidų bei jų kompleksų skaičiavimai bei pigmentinių molekulių sužadintų būsenų kvantinio supainiojimo reiškiniai bus taip pat nagrinėjami. Palyginimo tikslais panašūs tyrimai bus atliekami ir su kitais nanodariniais, o būtent molekuliniais agregatais, anglies nanovamzdeliais bei šviesą sugeriančiais anteniniais kompleksais, išskirtais iš fotosintetinių bakterijų.

 Projekto kodas  VP1-3.1-ŠMM-07-K-01-007

 Projekto vadovas prof., habil.dr. Leonas Valkūnas

 tel. nr.: 231 3769; el.paštas: valkunas@ktl.mii.lt

Kvantinis sužadinimų supainiojimas ir jų dinamika baltymuose bei molekulinėse nanostruktūrose

Projekto tikslas – nustatyti nefotocheminio gesinimo, atsirandančio lapuose ir chloroplastuose, mechanizmą. Ypač bus siekiama nustatyti galimą įvairių karotinoidų vaidmenį, tam naudojant specialiai šiam tikslui paruoštus objektus: lapus, chloroplastus bei pagrindinius šviesą surenkančius kompleksus iš fotosistemos II (angl. LHCII complexes), juose keičiant karotinoidų sudėtį. Tyrimui bus naudojami įvairūs spektroskopijos metodai bei taikomi skirtingi teoriniai modeliai bei artiniai. Bus nagrinėjami sugerties ir fluorescencijos spektrai bei fluorescencijos gyvavimo trukmė plačiame temperatūrų diapazone, nuo 300 iki 4 K, tokiu būdu tikintis valdyti gesinimo intensyvumą. Gaunamų spektrų formos, juose esančių komponenčių kiekis bei fluorescencijos kvantinės išeigos temperatūrinių priklausomybių pobūdis bus analizuojami, pasitelkus kvantinės mechanikos metodus. Tuo būdu bus siekiama aprašyti pigmentinių molekulių elektroninį spektrą bei tarpmolekulines sąveikas, atsižvelgiant taip pat į sąveikas su molekuliniais svyravimais bei fononais – baltyminės terpės svyravimais. Modeliuojant šiuos reiškinius LHCII komplekse, atsakingame už sužadinimo relaksaciją, bus remiamasi žinoma jo struktūra. Labiau komplikuoti metodai, tokie kaip fluorescencijos juostos siaurėjimo, pavienių molekulių spektroskopijos bei dvimatės (2D) koherentinės spektroskopijos metodai, kartu su koherentiniu vyksmų valdymu bus taip pat naudojami šiame projekte. Modeliuojant 2D spektrinius pokyčius ir vyksmus, demonstruojančius spektrų dinamikos jautrumą žadinančių impulsų formos pokyčiams, bus siekiama nustatyti koherentinio relaksacijos vyksmų valdymo galimybes, atskiriant relaksacijos kanalus. Kvantcheminiai chlorofilų, karotinoidų bei jų kompleksų skaičiavimai bei pigmentinių molekulių sužadintų būsenų kvantinio supainiojimo reiškiniai bus taip pat nagrinėjami. Palyginimo tikslais panašūs tyrimai bus atliekami ir su kitais nanodariniais, o būtent molekuliniais agregatais, anglies nanovamzdeliais bei šviesą sugeriančiais anteniniais kompleksais, išskirtais iš fotosintetinių bakterijų.

 Projekto kodas  VP1-3.1-ŠMM-07-K-01-007

 Projekto vadovas prof., habil.dr. Leonas Valkūnas

 tel. nr.: 231 3769; el.paštas: valkunas@ktl.mii.lt