通过色素-网络模拟与紫外光谱工程化微管的量子光学响应
生物物理
2026-04-22 v1 量子物理
摘要
微管承载密集的紫外吸收芳香族网络，暗示有机机械化其光学响应的潜力。本文综合色素-致发射耦合模型、基于分子动力学的微管类装配体，以及微孔板几何下的稳态吸收与荧光测量，评估了调控微管荧光的可行性。模拟量化了位置与取向波动如何重塑致发射率与量子产率，预测了通过去除特定位点、在候选结合口袋添加额外色素或使用混合修饰比例来调制发射的机制。对猪肠纤维素二聚体和紫杉醇稳定微管的实验支持了这些趋势：聚合显著提升微管在 280 nm 处的量子产率，而在 295 nm 处因散射导致波动受限；添加 L-色素可在两个波长上可靠地淬灭微管荧光。综合理论与实验，提供了微管量子产率可被化学方式调控的证据，并为工程化微管光子学设计规则提供了动机。
引用
@article{arxiv.2604.18604,
title = {Engineering quantum optical responses of microtubules through tryptophan-network simulations and ultraviolet spectroscopy},
author = {Lea Gassab and Travis J. A. Craddock},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18604},
year = {2026}
}