用人工染料增强的叶绿体吸收更多的太阳能

用聚集诱导发射发光原(AIEgens)修饰叶绿体，可以使它们更好地分裂水、分离电子和产生三磷酸腺苷(ATP)。AIEgens是通过咔嚓化学附着的，它通过吸收普通光合色素通常无法获得的光来增强叶绿体。

叶绿体是高等植物细胞的光驱动代谢工厂，在光合作用期间从二氧化碳和水中产生碳水化合物和氧气。叶绿素A和叶绿素B是叶绿体内的主要光合色素。然而，这些色素的吸附光谱并不能覆盖整个太阳辐射光谱，这意味着叶绿体不能利用所有可用的太阳能。叶绿体主要吸附蓝光和红光，而不能利用不可见的紫外线区域的光，这可能会损害DNA和蛋白质。

现在，由刘志阳领导的团队，瑞安郭而且本中堂来自香港科技大学的研究人员发明了两种aiegen，可以收集紫外线辐射和光合效率低下的辐射，并将这些辐射转化为蓝光和红光。

荧光素是聚集在一起时会发出强烈荧光的分子。由Liu、Kwok和Tang团队开发的AIEgens含有由四苯基乙烯和三苯胺衍生的活化炔基。这些小组允许研究小组使用无金属咔嚓反应将AIEgens附着在活的叶绿体上，这种反应基于炔和胺之间的高反应性。

“与天然叶绿体相比，在我们的实验条件下，两种aigen修饰的叶绿体的ATP产量分别增加了30%和50%。我们在向自然学习的同时，也在努力超越自然。这项工作表明，我们可以在普通植物中改变光合单位，提高太阳能的利用。”

Eva-Mari Aro来自芬兰图尔库大学(University of Turku)的他说，这项工作突出了材料科学家和光合作用研究人员合作的重要性。他的研究重点是光合作用和生物能源。“太阳能是替代化石资源、促进向直接由阳光产生的可持续绿色和可再生化学品和燃料的系统性过渡的最有希望的选择。”这里展示的新材料可以拓宽太阳光谱，有助于光合作用能量转换，非常鼓舞人心，不仅促进了高效生物混合装置的设计，还促进了其他利用自然光合作用的太阳能转换装置的设计。”