Photosysteme aus \(\textit {Thermosynechococcus elongatus}\) als Komponenten eines bioelektronischen Modellsystems zur Biowasserstoffproduktion

Zur Integration von Photosystemen aus \(\textit {Thermosynechococcus elongatus}\) in bioelektronische Systeme wurden mehrere Verfahren erprobt. Durch gezielte Strukturierung der Oberfläche mit kurzkettigen Alkanthiolen im Überschuss und langkettigen, mit einer NTA-Gruppe funktionalisierten Thiolen, konnte eine hochspezifische Adsorption erzielt und die mit Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) ermittelte Menge unspezifisch adsorbierter Proteine auf unter 2 % begrenzt werden. Die Kinetik der Adsorptionen und der Kopplung der His-\(\it tag\)-Proteine wurde mit oberflächenverstärkter Infrarotspektroskopie (SEIRAS) verfolgt. Mit hochaktiven PS2-Komplexen konnten Photostromdichten von rund 18 \(\mu\)A·\(cm^{-2}\) gemessen werden - ein 1500fach höherer Wert als bisher publiziert. Mit PS1-Komplexen wurden 1,5 \(\mu\)A·\(cm^{-2}\) für Monomere und 4 \(\mu\)A·\(cm^{-2}\) für Trimere erreicht. Für das Qualitätsmanagement von PS2-Präparationen wurde eine Thermolumineszenzapparatur inklusive einer rechnergestützten Steuerung und Messwerterfassung entwickelt