• Moderní optická spektroskopie
Směrem k umělé fotosyntéze
Fotosyntéza je proces převádějící energii slunečního záření na energii chemickou. Zkoumání prvních kroků fotosyntézy( absorpce fotonu moleku- lou pigmentu a rychlý přenos energie ve světlosběrných anténách k reakčním centrům, v nichž se využívá exci- tační energie k separaci elektronu) je důležité, neboť různé fotosyntetické komplexy představují modelové systémy pro studium mechanismů přenosu excitonu a elektronu nebo projevů mezimolekulárních interakcí.
Vývoj nanotechnologií umožňuje na podobování některých činností fo- tosyntetických komplexů. Na kated ře zkoumané agregáty chlorosomálních bakteriochlorofylů mohou naleznout uplatnění při vývoji sensorů, slunečních článků atd. Hlavním cílem oboru je dosažení umělé fotosyntézy, tedy vytvoření komplexu, který bude vyu- ží vat energii slunečního záření k štěpení vody na kyslík a vodík.
Laserová spektroskopie vysokého spektrálního a prostorového rozlišení
Optická spektroskopie je mocným nástro- jem fyziky a rychle se roz víjí díky pokro ku techniky – zdrojů svět la( laserů a LED diod), fotode tek torů( foto násobičů a CCD kamer) a optického zob razování. V naší la- boratoři již něko lik desítek let vyvíjíme náročné techniky laserové spektroskopie s vyso kým spek trál ním rozlišením( tzv. spektroskopie vypa lování spektrálních děr) a v poslední době také mikro spekt rosko pie jednotli vých nano objektů( nanokrystalů, nanodrátků, molekul a pod.). Tyto extrém ní techniky jsou doplněny řadou dalších spektroskopických technik, např. měření transientní absorpce metodou excitace a sondování, měření absolutních kvantových výtěžků fluorescence nebo absolutně kalibrované spektroskopie – radiometrie.
Vyvinuté techniky aplikujeme ke stu diu mnoha problémů z oblasti biofyziky, biomedicíny a nanotechnologie. Za všech ny jmenujme studium přírodních a umě lých fotosyntetických komplexů či polovodičových nanokrystalů a nanodrátů. Tyto materiály jsou částečně vyráběny či upravo vány v našich laboratořích.
Dalším nadějným směrem výzkumu je spektrální a časově rozlišené studium fotogenerace singletního kyslíku a to jak porfyrinovými barvivy ve fotosyntéze, tak fotosenzitizéry pro fotodynamickou terapii. Za tímto účelem bylo vybudováno něko lik špičkových zařízení umožňujících paralelní detekci fluorescence i fosfo rescence barviva a fosforescence singlet ní ho kyslíku v in vitro i in vivo mate ri á l ech a to od mikroskopického rozlišení částí buněk až k on line monitorování pokusných savců.
58 Fyzika: Moderní optická spektroskopie