E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Αναζήτηση

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Tron" Και Συγγραφέας="Thierry"

Τρέχουσα Εγγραφή: 4 από 4

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000378598

Τίτλος

Spectroscopic and photophysical studies of covalently and electrostatically linked porphyrin - laccase entities

Άλλος τίτλος

Φασματοσκοπικές και φωτοφυσικές μελέτες ομοιοπολικά και ηλεκτροστατικά προσδεδεμένων οντοτήτων Πορφυρίνης-Λακάσης

Συγγραφέας

Καφεντζή, Μαρία- Χρυσάνθη Π.

Σύμβουλος διατριβής

Κουτσολέλος, Αθανάσιος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Κουτσολέλος, Αθανάσιος
Thierry, Tron
Μητράκη, Άννα

Περίληψη

Οι βελτιώσεις στα υπάρχοντα δίκτυα μετατροπής ενέργειας δεν είναι επαρκείς για την κάλυψη των αναγκών μας σε ένα βιώσιμο επίπεδο. Η εύρεση νέων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η οποία θα παρέχει επαρκή αποθέματα ενέργειας για το μέλλον είναι μία από τις μεγαλύτερες και τις πιο σημαντικές προκλήσεις της κοινωνίας μας. Συνεπώς, η ανάπτυξη νέων κατάλληλα σχεδιασμένων υλικών με σκοπό τη μετατροπή και την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας είναι σημαντική και απαραίτητη. Μιμούμενοι τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης, η χρήση της ηλιακής ενέργειας μπορεί να εφαρμοστεί στην κατάλυση και σε φωτοβολταϊκές κυψελίδες. Στόχος μας είναι να αναπτύξουμε σταθερά συστήματα στα οποία η απορρόφηση του φωτός να επάγει διαδικασίες μεταφοράς ηλεκτρονίων που οδηγούν στην ενεργοποίηση ενός καταλυτικού κέντρου. Στην παρούσα διατριβή, αναφέρουμε την ενεργοποίηση ενός καταλυτικού κέντρου μιας μεταλλοπρωτεΐνης, συγκεκριμένα, μια λακάσης. Επίσης, μελετήσαμε ένα σύστημα λακάσης - πορφυρίνης (ZnP), το οποίο είναι καταλυτικά ενεργό για την αναγωγή του οξυγόνου. Οι πορφυρίνες επιλέχθηκαν ως φωτοευαισθητοποιητές λόγω της υψηλής σταθερότητάς τους, την εύκολη παρασκευή τους στο εργαστήριο, την υψηλή απορρόφησή τους στο ορατό φάσμα (400 - 600 nm) και εμφανίζουν μεγάλo χρόνο ζωής των διεγερμένων καταστάσεων. Από την άλλη πλευρά, οι λακάσες είναι οξειδαναγωγάσες που καταλύουν την οξείδωση των διαφόρων οργανικών και ανόργανων υποστρωμάτων με την ταυτόχρονη αναγωγή του οξυγόνου σε νερό ως παραπροϊόν (άφθονα, όχι επικίνδυνα, ανέξοδο) και ότι είναι εύκολα διαθέσιμες. Τρεις διαφορετικές προσεγγίσεις ακολουθήθηκαν για την ανάπτυξη νέων υβριδικών συστημάτων με σκοπό την αναγωγή του οξυγόνου σε νερό. Συνεπώς, μελετήθηκαν ξεχωριστά συστήματα που δημιουργούνται: (α) με αλληλεπίδραση των δύο συστατικών σε διάλυμα, (β) μετά την ομοιοπολική δέσμευση της ZnP πάνω στην επιφάνεια της λακάσης και (γ) μετά την προσρόφηση και των δύο συστατικών σε TiO₂ νανοσωματίδια. Σε όλες τις περιπτώσεις, αρχικά συντίθεται ο κατάλληλος πορφυρινικός δακτύλιος που στοχεύει στην αλληλεπίδραση είτε με το ένζυμο είτε με τα νανοσωματίδια οξειδίου του τιτανίου. Στην πρώτη προσέγγιση, φωτοφυσικές μέθοδοι απέδειξαν την 4- ηλεκτρονίων μεταφορά από την πορφυρίνη στη λακάση, με αποτέλεσμα την ενίσχυση της ταχύτητας αναγωγής του οξυγόνου. Έτσι, διαπιστώνεται και ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης των δυο συστατικών. Στη δεύτερη προσέγγιση, η πορφυρίνη συνδέεται ομοιοπολικά στην επιφάνεια του ενζύμου που έχει κατάλληλα τροποποιηθεί. Εφαρμόστηκε, λοιπόν, μια κατάλληλη μέθοδος αντίδρασης του ενζύμου με την πορφυρίνη, αποκτώντας 90% απόδοση, διατηρώντας το ένζυμο στο 80% της αρχικής του ενεργότητας. Τέλος, στην τρίτη προσέγγιση, η πορφυρίνη και η λακάση είναι προσδεδεμένες στην επιφάνεια νανοσωματιδίων οξειδίου του τιτανίου TiO₂ . Το ένζυμο και σε αυτή την περίπτωση παραμένει 97% ενεργό και η ταχύτητα κατανάλωσης οξυγόνου στο σύστημα αυτό είναι 2-3 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη ταχύτητα στο διμοριακό σύστημα πορφυρίνης/λακάσης που πραγματοποιείται στις ίδιες συγκεντρώσεις.

Φυσική περιγραφή

51 σελ. : έγχρ. εικ., πίν. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Dioxygen reduction

Laccase

Metalloprotein

Nanoparticles

Photoreduction

Porphyrin

TiO2