Fluorescerende eiwitten, met name groen fluorescerend eiwit (GFP), kunnen fungeren als het op licht reagerende element dat gebeurtenissen omzet naar elektrisch geleidende transducers, zoals enkelwandige koolstofnanobuisjes (SWCNT's) en grafeen. De geleidbaarheid en optische eigenschappen van SWCNT's maken ze bijzonder nuttig voor het genereren van actieve bionanohybride systemen, vooral omdat hun inherente eigenschappen kunnen worden gewijzigd door chemische modificaties.

In recent onderzoek werden optisch actieve eiwitten gebruikt om de geleiding over een individuele SWCNT-transistor te moduleren. Het onderzoeksteam, dat bestaat uit wetenschappers uit het VK, Rusland en Servië, heeft zojuist de resultaten gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials .

Onderzoekers gebruikten genetisch gecodeerde fenylazide (azF) -chemie om GFP rechtstreeks te fotolinken naar een koolstofnanobuistransistor. Twee verschillende GFP-varianten met azF op twee verschillende posities - dichtbij de chromofoor en verder van de chromofoor - werden gebruikt om de aanhechtingsplaats te controleren.

De elektronische chip is gebaseerd op individuele koolstofnanobuisjes met bekende chiraliteit om zijn opto-elektronische eigenschappen te onderzoeken in de aanwezigheid van een telbaar aantal fluorescerende eiwitten. De modulatie van de geleidbaarheid in een gemodificeerde koolstofnanobuistransistor is selectief en alleen mogelijk wanneer de structuur wordt bestraald met licht op een specifieke golflengte die overeenkomt met de maximale absorptie van de chromofoor in een fluorescerend eiwit.

Dr. Ivan Bobrinetsliy, senior onderzoeker bij Biosense Institute, zei dat het meest opwindende resultaat is dat de "GFP-aanhechtingsplaats de modulatie-eigenschappen van een koolstofnanobuis dicteert."

"Wat deze verschillende effecten veroorzaakt, zijn verschillende ladingsoverdrachtsroutes die beschikbaar zijn voor GFP tussen de chromofoor en koolstofnanobuis, vooral de route terug in donkere toestand."

Een van de hoofdauteurs, Nikita Nekrasov, een Ph.D. student van MIET, zei:"Het onderzoek toonde de fundamentele ontdekking aan van [het] vermogen van biologische moleculen om de elektronische eigenschappen van koolstofnanobuizen te manipuleren als gevolg van de verandering in [hun] relatieve positie. Bio-opto-elektronische interfaces met koolstofnanobuizen zijn veelbelovend voor fabricage energiezuinige fototransistoren om 'groene' fotonische geïntegreerde schakelingen te bouwen."

Deze resultaten effenen de weg naar de ontwikkeling van nieuwe moleculaire opto-elektronica, biosensoren en fotovoltaïsche elementen. Using a multiarray of carbon nanotube transistors with various genetically encoded proteins makes it possible to design full spectra miniature optoelectronic elements.

In addition to the design of single-molecule electronic and photonic devices, the usage of optical methods for carbon nanotube modification is highly scalable and can become the basis for biodegradable and environmentally friendly solar cells and optoelectronic memory production for photonic integrated circuits. + Verder verkennen

Researchers use electron microscope to turn nanotube into tiny transistor