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分子生物学、光生物学和生物分子电子学的建立为研究生物分子提供了理论基础,反过来有关生物分子的基础性和应用性研究进一步推动了上述理论的发展.Henderson及其合作者率先用电子显微镜、图像重组和X-射线衍射分析方法在7A分辨力下观察到细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,BR)的α-螺旋结构.BR不仅是天然的光能合成及光能转换器,它还具有质子泵,电荷分离和光致变色的重要功能.除了主循环之外,BR还有一个分支光循环包括从全反式O态到9-顺式蓝移态P态的光化学转化.由于P态具有长寿命,可望在长期高密度信息存储方面得到应用.但是野生型BR中O→P光致异构化的量子效率很低(~0.02﹪),使得这一分支反应难以被实际应用.利用大的有机阳离子取代野生BR中的钙镁离子得到BR的类似物,其O态寿命得以延长.由此我们选用了一系列有机阳离子加到去离子蓝膜中,研究了室温下有机阳离子对P态光化学性质的影响,并得到以下结论:1.红光光照一价有机阳离子修饰的BR悬浮液和薄膜,从得到的吸收差谱中看到了P态吸收峰的存在.正是由于化学修饰的BR中O态寿命延长有利于O→P的光化学转化,使得相对于同等条件下野生的BR来说,P态的吸收变化得以增加.2.在制备含二价有机阳离子(C<,2>Me<,6>N<,2><2+>)修饰的BR悬浮液时,找到一种简便可行的保护剂—聚乙烯醇(PVA),来防止因大的二价离子的加入引起的BR分子聚集,形成了稳定的化学修饰的BR悬浮液.在稳态光照条件下研究了PVA浓度、悬浮液的起始光密度及光照时间对二价有机阳离子修饰的BR悬浮液中P态的光化学性质的影响.在此基础上制备了含有不同取代基的二价有机阳离子(C<,2>Et<,6>N<,2><2+>)修饰的BR悬浮液,光照后得到的黄色光产物的光化学性质和BR<,wt>中P态的性质类似,并初步探讨了相应的形成机理.3.结合以前的工作,利用双氮杂-15-冠-5作为化学添加剂,制备了较均匀的化学修饰的BR薄膜.这种化学修饰的BR薄膜因其M态寿命的延长而使裸眼看见光致变色成为可能.在此薄膜上存储的并行光缩微图像和全息记录图像具有较高的对比度,并且可以保持较长时间.