Методика пошарового нанесення плівок та характеристики двошарових структур на основі бактеріодопсину

Abstract

Запропоновано модифіковану методику пошарового нанесення плівок бактеріородопсину. Даний метод є комбінацією методу поливу та центрифугування і передбачає нанесення на підкладку плівки бактеріородопсину, яка покривається тонким шаром золь-гелю. В результаті використання даного методу нами були отримані двошарові плівкові структури на основі бактеріородопсину із задовільною оптичною якістю, які не руйнується під дією води і можуть використовуватися як первинні перетворювачі для хімічних датчиків водних розчинів. Покриття плівки чистого бактеріородопсину тонким шаром золь-гельного скла приводить до вирівнювання поверхні плівки і зменшення розсіювання на неоднорідностях поверхні. Дослідження спектральних та динамічних характеристик показало що при нанесенні покривного шару золь-гелю бактеріородопсин зберігає характерні функціональні та оптичні властивості.

Предложена модифицированная методика послойного нанесения пленок бактериородопсина. Данный метод является комбинацией метода полива и центрифугирования и предусматривает нанесение на подложку пленки бактериородопсина, которая покрывается тонким слоем золь-геля. В результате использования данного метода, нами были получены двухслойные пленочные структуры на основе бактериородопсина с удовлетворительными оптическими свойствами, которые не разрушаются под действием воды и могут быть использоваться в качестве первичных преобразователей для химических датчиков водных растворов. Покрытие пленки чистого бактериородопсина тонким слоем золь-гельного стекла приводит к выравниванию поверхности пленки и уменьшения рассеивания на неоднородностях поверхности. Исследование спектральных и динамических характеристик показало, что при нанесении покровного слоя золь-геля бактериородопсин сохраняет характерные функциональные и оптические свойства. Ключевые слова: золь-гель технология, бактериородопсин, пленочные структуры, спектральный анализ, морфология поверхности, атомно-силовая микроскопия.

A modified technique of layer-by-layer deposition of bacteriorhodopsin (BR) films is proposed. This method is a combination of the casting and centrifugation method and involves the application of a pure BR film to the substrate, which is covered with a thin layer of sol-gel glass. As a result of using this method we have obtained two-layer film structures based on BR with satisfactory optical quality, which are not destroyed by water and can be used as primary transducers for chemical sensors of aqueous solutions. Surface of the obtained structures сoating the film of pure BR with a thin layer of sol-gel glass leads to the leveling of the film surface and reducing the scattering on its inhomogeneities. The film roughness decreases by an average of 15-20% from 18.5 to 14.0 nm. The maximum height difference decreases by almost 30% - from 290 nm for pure BR films to 205 nm for BR films coated with a sol-gel glass layer. The study of the spectral characteristics of the obtained films showed that the deposition of a layer of sol-gel glass does not affect the characteristic functional and optical properties of BR. Keywords: sol-gel technology, bacteriorhodopsin, film structures, spectral analysis, surface morphology, atomic force microscopy