Bakteriyorodopsin üretimi, saflaştırılması ve biyo optoelektronik cihazlarda kullanım potansiyelinin araştırılması

Abstract

Bakteriyorodopsin (BR), halofilik mikroorganizmalardan Halobacterium salinarum'da bulunan bir transmembran proteindir. Proton pompası olarak görev yapan bu protein ışık ile aktive olarak güneş enerjisinden enerji eldesini sağlamaktadır. Ayrıca farklı fiziksel koşullara dayanıklılık göstermesi BR'i ilgi çekici kılmaktadır. Birçok uygulama alanında önemli yere sahip olan BR yenilenebilir enerji alanında da kullanılmaktadır. Çalışmamızda Bakteriyorodopsin Temelli Biyomolekül Duyarlı Güneş Hücresi (BR-BSSC) elde etmek amacıyla Halobacterium salinarum DSM 671 suşu kullanılmıştır. H.salinarum DSM 671'den BR üretimi gerçekleştirilmiş ve üretim koşullarının optimizasyonu için Deney Tasarım programından yararlanılmıştır. Ardışık olarak deney tasarımı programlarının (Plackett-Burman, Central Composite Design) kullanımı sonucunda 95.3 mgL-1 olacak şekilde BR eldesi sağlanmıştır. Sulu ikili faz sistemi ile saflaştırılan BR kullanılarak Cam/FTO/TiO2/BR/MoO3/Au (D1) ve Cam/FTO/ZnO/BR/MoO3/Au (D2) olacak şekilde iki farklı cihaz elde edilmiştir. Bu cihazlardan D1'in verimliliği 0.8989, D2'nin verimliliği 0.8429 olarak hesaplanmıştır.

Bacteriorhodopsin (BR) is a transmembrane protein that found in Halobacterium salinarum which is a halophilic bacterium. BR, after being activated by solar energy, acts as a proton pump and creates energy. Besides this property, BR, also shows resistance to various physical conditions and hence makes it more interesting. Among many important implementations, BR also takes part in renewable energy applications. In this research, H. salinarum DSM 671strain was used to obtain Bacteriorhodopsin Based Biomolecule Sensitized Solar Cell (BR-BSSC). For this purpose, BR was synthesized by H. salinarum DSM 671 and for optimization of growth conditions, an experimental design program was used. After sequential application of Plackett-Burman and Central Composite Design. BR was obtained in proportion of 95.3 mgL-1. Following aqueous-two-phase system purification, BR was used to produce two different devices named as Glass/FTO/TiO2/BR/MoO3/Au (D1) and Glass/FTO/ZnO/BR/MoO3/Au (D2). The efficiency of these devices were 0.8989 and 0.8429 respectively.