（应用化学专业论文）基于高分散水滑石和手性螺旋氧化硅材料的纳米生物界面的构筑与调控.pdf

i 善j 矗q。，q讧穗，k脚冬一i-。；叫， u llli lli i ll l it ullll y 18 7 8 2 4 8 b e i j i n gu n i v e r s i t yo f c h e m i c a lt e c h n o l o g y p h dd i s s e r t a t i o n f a b r i c a t i o na n dt u n i n go ft h en a n o s c a l eb i o - i n t e r f a c e sb a s e d o nt h eh i g h l y - - d i s p e r s i v el d h sa n dh e l i c a ls i l i c a n a n o m a t e r i a l s z h ea 1 1 s u p e r v i s o r ：p r o f j i n g h e m a j o r ：a p p l i e dc h e m i s t r y d e g r e ec l a s s i f i c a t i o n ：p h d a p r i l ，1 5 ，2 0 1 1 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：空塑 日期：翌! ! ：! ：墨 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论 文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位 属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文 的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段 保存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本 授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权 书。 作者签名：童垒 导师签名：j 啦 日期：垫鱼! ! ! ! 圣 e tg q ：塑! ! ：查：多 学位论文数据集 中图分类号 d 易c ， 学科分类号 、s o s s 论文编号 1 0 0 i v j o l t0 l ii 密级 学位授予单位代码 i o o l o 学位授予单位名称 ；i 匕专r 球售 作者姓名 当毡 学号 ，o 拍。踟- i i 获学位专业名称 位闻镌 获学位专业代码 口8 i t o 牛 课题来源 1 虱孙趋科考弩金 研究方向 、专面豫机知醇科 论文题目 舒谢帅磊无私孑州豸嫩娜i 昧始和栖州 关键词 佃静赫据匈确艰秀乏僚化l 舌- i 参，诋违剪嗍蜘卅 论文答辩日期 如1 年o 同够仓 论文类型 棚篪 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称 工作单位 学科专长 指导教师 吖琶赫私稻瓣饨俺镛晰 评阅人1 宙事 评阅人2 春帚 评阅人3 秀牵 f 栖砺 傣彬拐 评阅入4 勘l 獬瓢捞 评阅入5 馥弓船盔札私孚 扰扣麝 答辩委员会主席 洲冯毡密旖埘该嘶 答辩委员l柏盲 私感榀妨荔枷惦- l 答辩委员2 舱搋彩硌舭7 秀狲砘吞 答辩委员3 擞明赫帕京优小吾蜘佛 答辩委员4 序喀黝备味搬幅谝磅 l ， 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在( 中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中 查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 摘要 基于高分散水滑石和手性螺旋氧化硅的 纳米生物界面的构筑与调控 摘要 利用纳米材料与生物酶进行界面协同组装，构筑具有高催化活性 的纳米生物杂化材料是酶工程领域的研究热点。但是界面组装往往 会改变酶分子活性构象、阻隔酶分子活性中心与底物接近，导致其催 化活性显著下降。因此，如何设计纳米生物界面实现酶的高活性是 现阶段的主要挑战。本论文以高分散水滑石和手性螺旋氧化硅材料为 无机主体，通过控制无机主体与酶分子的界面及界面组装，实现对酶 分子催化活性的调控。主要创新性研究内容及结论如下： 1 提出利用单分散水滑石( l d h s ) 二维纳米粒子与酶分子进行可 控界面组装优化酶分子催化活性的设想。利用阴离子层状材料水滑石 ( l d h s ) 层板的可剥离性制备了单层分散的l d h s 二维纳米粒子，通 过控制l d h s 与酶分子的静电组装，调控了猪胰脂肪酶( p p l ) 的取向 及血红蛋白( h b ) 的分散度，进而提高了p p l 和h b 的催化活性。研 究表明，p p l 以活性中心面向层板水平取向时，其水解活性最高为游 离酶的4 4 5 ，其动力学拆分对映体选择性最高为5 4 5 ；结构有序 度较高的插层结构h b l d h s 在表面控制的电催化还原反应中表现出 最优的催化活性，而分散度最高的银耳状结构h b l d h s 在扩散控制 的催化氧化反应表现出最优的催化活性。 摘要 2 提出以有序l d h s 阵列纳微结构调控酶分子在纳微生物界面 电子转移性能的设想。首先以l - 半胱氨酸单分子膜( l - c y s a us a m ) 可控制备了排列密度可调的l d h s 阵列，并且发现l d h s 排列密度的 增加可有效促进辣根过氧化物酶( 冲) 在纳微生物界面的电子转移 速率；进一步调变l d h s 纳米片的粒径，调控了l d h s 阵列的纳微结 构，有效增强了纳微生物界面的电子转移速率与h r p 的电催化活性， 粒径为2 5 0n r l 的l d h s 阵列吸附的h r p ( h r p 2 5 0 l d ha r r a y ) 表现出 最大电子转移速率常数( 赶，5 1 7s 。) ，且在电催化还原h 2 0 2 反应中， 得到了高于文献报道的灵敏度( 4 0 2a m c m 1 ) 和更小的 m i c h a e l i s - m e n t e n 常数( 狮，4 1 3p m o l l - 1 ) 。在此基础上，研究了 纳微生物界面的直接电子传递的“电子接力 机理，发现l d h s 阵列 表面能在界面电子转移中扮演重要的角色。 3 为了给酶分子提供一个更适宜的界面环境，制备了具有仿生 手性螺旋表面的氧化硅和固体金属氧化物材料。首先制备了单轴和双 轴的手性螺旋介孔s i 0 2 纳米棒，分别调控了单轴手性s i 0 2 的孔径和 长径比及双轴手性s i 0 2 的表面螺旋度，并初步研究了其合成机理。 进步利用不同孔径的单轴手性螺旋介孔s i 0 2 纳米棒为硬模板，合 成了形貌分别为纳米颗粒、不连续纳米线及自支撑手性螺旋结构的 l n z 0 3 和c 0 3 0 4 纳米材料，金属氧化物的填充量和形貌依赖于硬模板 的孔径尺寸。制备得到的具有整体式手性自支撑螺旋结构的i n 2 0 3 和 c 0 3 0 4 纳米材料具有大比表面积，分别为9 5m 2 g - 1 和1 5 1m 2 g - ，且其 光致发光峰强度强于对应的金属氧化物纳米颗粒及不连续的纳米线 摘要 结构，且峰位置发生明显的红移。有关手性螺旋氧化物材料对生物大 分子的吸附研究正在开展中。 关键词：纳米生物界面，酶，水滑石，催化，活性，界面电子转移， 纳米阵列，手性螺旋二氧化硅，生物传感 f a b r i c a t i o na n dt u n i n g o ft h en a n o s c a l e bi o - i n t e r f a c e sb a s e do nt h e h i g h l y - d i s p e r s i v e l d h sa n dh e l i c a ls i l i c a n a n o m a t e r i a l s a b s t r a c t ，t 一 ln em a i nc o n c e r ni nt h ee n z y m ee n g i n e e r i n gh a sf o c u s e do nt h e f a b r i c a t i o no ft h eh i g h l y - e f f i c i e n tn a n o - b i o h y b r i d c a t a l y s t st h r o u g ht h e s y n e r g i s t i ci n t e r f a c i a la s s e m b l yo ft h en a n o m a t e r i a l sw i t he n z y m e s h o w e v e r , t h ei n t e r f a c i a la s s e m b l yo f t e nl e a d st ot h ed e n a t u r a t i o no ft h e e n z y m ea c t i v es i t e so rt h ei n a c c e s s i b i l i t yf o rt h es u b s t r a t et ot h ea c t i v e s i t e s ，r e s u l t i n gi nar e m a r k a b l ed e c r e a s eo ft h eb i o a c t i v i t y t h em a i n c h a l l e n g e i st ow e l lf a b r i c a t en a n o s c a l e b i o i n t e r f a c e sb a s e do n n a n o m a t e r i a l st oa c h i e v eh i g hb i o a c t i v i t yf o rb o u n de n z y m e s t h e r e f o r e ， t h i sw o r kf o c u s e so nt h ec o n t r o l l a b l ee l e c t r o s t a t i ca s s e m b l yo fl a y e r e d d o u b l eh y d r o x i d e ( l d h ) n a n o s h e e t s ，o r d e r e dl d h a r r a y sa n dh e l l c a l s i l i c aw i t he n z y m e st o o p t i m i z et h eb i o a c t i v i t y t h em a i ni n n o v a t i v e r e s e a r c hf i n d i n g sa n dc o n c l u s i o n sa r el i s t e da sf o l l o w s ： 1 t h r o u g ht h ec o n t r o l l a b l ee l e c t r o s t a t i ca s s e m b l yo fd e l a m i n a t e d l d h sn a n o s h e e t sw i t he n z y m e s ，t h e b i o a c t i v i t yf o rt h ee n z y m e sh a s b e e no p t i m i z e d t h ei n t e r r a c i a l a s s e m b l yc o u l dr a t i o n a l l yc o n t r o lt h e o r i e n t a t i o no ft h eb o u n d p o r c i n ep a n c r e a t i cl i p a s e ( p p l ) a n dt h e i v 摘要 d i s p e r s i t yo ft h eb o u n dh e m o g l o b i n ( m ) i ti s f o u n dt h a tar e m a r k a b l e e n h a n c e m e n to ft h eb i o a c t i v i t yi nh y d r o l y s i sr e a c t i o n ( 4 4 5 ) a n dt h e p r o d u c te n a n t i o m e r i ce x c e s si nt h ek i n e t i cr e s o l u t i o n ( 5 4 5 ) h a sb e e n o b s e r v e dw h e nt h ep p li si nt h ef l a to r i e n t a t i o nw i t ha c t i v es i t e sf a c i n g t h el d h l a y e ra tp p ll o a d i n go f0 5 f o rh b ，t h eo p t i m i z e db i o a c t i v i t y d e p e n d sn o to n l yo nt h ed i s p e r s i t yb u ta l s oo n t h ei n t e r c a l a t e dr e g u l a r i t y i nd i f f e r e n tr e a c t i o n s i nt h es u r f a c e c o n t r o l l e de l e c t r o c a t a l y t i cr e d u c t i o n o fh 2 0 2 ，i n t e r c a l a t e dh b l d h sh a st h es u p e r i o rb i o a c t i v i t yw h i l ei nt h e d i f f u s i o n - c o n t r o l l e dc a t a l y t i co x i d a t i o nt r e m e l l a - l i k eh b l d h sh a st h e b e s tb i o - a c t i v i t y 2 o r d e r e dl d ha r r a y sa r ee m p l o y e dt oe n h a n c et h ee l e c t r o n t r a n s f e ro f e n z y m e s a tt h e m i c r o - n a n o - b i o i n t e r f a c e s u s i n g a ， s e l f - a s s e m b l e dl c y s t e i n em o n o l a y e ro na ue l e c t r o d e ( l c y s a us a m ) ， o r d e r e dv e r t i c a la r r a y so fl d hn a n o s h e e t sh a v eb e e nb u i l tw i t ht h el d h l a y e rp e r p e n d i c u l a rt ot h es u b s t r a t e t h ea r r a y e dd e n s i t yo ft h el d h s n a n o s h e e t sh a sb e e ne f f e c t i v e l yc o n t r o l l e da n df u r t h e re n h a n c e dt h ed i r e c t e l e c t r o nt r a n s f e rf o rh o r s e r a d i s hp e r o x i d a s e ( h r p ) a tt h em i c r o n a n o - b i o i n t e r f a c e m o r e o v e r t h em i c r o n a n o s t r u c t u r eo ft h el d h sa r r a yh a s b e e nf u r t h e rm o d u l a t e db yc o n t r o l l i n gt h ep a r t i c l es i z eo ft h el d h s n a n o s h e e t s t h ed i r e c tb i o i n t e r f a c i a le ta n dt h ee l e c t r o c a t a l y t i ca c t i v i t y w e r ef o u n dt ob es i g n i f i c a n t l ye n h a n c e da l o n gw i t ht h ei n c r e a s eo ft h e p a r t i c l es i z eo f t h en a n o s h e e t s h r pa d s o r b e dl d h a r r a yw i t ht h ep a r t i c l e s i z eo f2 5 0n m ( h r p 2 5 0 - l d ha r r a y ) h a st h em a x i m u me l e c t r o nt r a n s f e r r a t ef o r ( 恕) o f5 17s as e n s i t i v i t yo fa sh i g ha s4 0 2m a m m 1 - c m 2a n d am i c h a e l i s m e n t e nc o n s t a n t ( k m 8 p p ) a ss m a l la so f41 3p m o l l 叫h a v e b e e no b t a i n e di nt h ee l e c t r o c a t a l y t i cr e d u c t i o no fh 2 0 2 ah o p p i n g m e c h a n i s mp r e v i o u s l yp r o p o s e dh a sb e e ne m p l o y e dt oa c c o u n tf o rt h e v 摘要 e l e c t r o nt r a m f e ra tm i c r o n a n o b i o i n t e r f a c e i ti sf o u n dt h a tt h es u r f a c e f r e e e n e r g yo ft h el d ha r r a yh a sp l a y e d ac r u c i a l r o l ei nt h e b i o i n t e r f a c i a le l e c t r o nt r a n s f e r 3 i no r d e rt os u p p l yam o r eb i o c o m p a t i b l ei n t e r r a c i a le n v i r o n m e n t s f o rt h ee n z y m e s ，c h i r a ls i l i c aa n dm e t a lo x i d e sw i t hb i o - m i m e t i ch e l i c a l s u r f a c eh a v eb e e nf a b r i c a t e di nt h i sw o r k s i n g l e a x i sh e l i c a ls i l i c aw i t h c o n t r o l l e dp o r es i z ea n dl e n g t h d i a m e t e r , a n dd u a l a x i sh e l i c a ls i l i c aw i t h c o n t r o l l e d h e l i c i t y h a v e b e e n r a t i o n a l l y f a b r i c a t e d t h ef a b r i c a t e d m e c h a n i s mh a sa l s ob e e ns t u d i e d e m p l o y i n gs i n g l e - a x i sh e l i c a ls i l i c a w i t hc o n t r o l l e dp o r es i z ea st h eh a r dt e m p l a t e ，s c a t t e r e dn a n o p a r t i c l e s ， i n c o n t i n u o u so x i d en a n o w i r e sa n ds e l f - s u p p o r t e dh e l i c a lb u n d l e sf o rb o t h i n 2 0 3a n dc 0 3 0 4h a v eb e e no b s e r v e d i ti sf o u n dt h a tt h ed i m e n s i o no f c h i r a lp o r e so fm e s o p o r o u ss i l i c ap l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nc o n t r o l l i n g t h e f i l l i n ga n dt h em o r p h o l o g i e sf o rt h em e t a lo x i d e s t h eo b t a i n e d s e l f - s u p p o r t e dc h i r a la r c h i t e c t u r e so fi n 2 0 3a n dc 0 3 0 4h a v el a r g eb e t s u r f a c ea r e a so f9 5a n d151m 2 一g - t h eo p t i c a lp r o p e r t i e so fi n 2 0 3h a v e b e e nf u r t h e rs t u d i e d i ti sf o u n dt h a tt h em e a s u r e dp h o t o l u m i n e s c e n c e ( p l ) i n t e n s i t yi n c r e a s e sp r o g r e s s i v e l yf r o mn a n o d o t st on a n o w i r e sa n dh e l i c a l a r r a y s ，a p p a r e n t l yi m p l y i n g t h ef a c tt h a tt h eb e t t e ro r d e r e di n 2 0 3 n a n o s t r u c t u r ep r e s e n t sh i g h e rp le m i s s i o ni n t e n s i t y t h er e s e a r c hw o r k o nt h ec h i r a lr e c o g n i t i o no ft h eb i o m o l e c u l e so nt h eh e l i c a lo x i d e si sn o w u n d e r g o i n g k e w o r d s ：n a n o s c a l eb i o i n t e r f a c e s ，e n z y m e ，b i o a c t i v i t y , l a y e r e d d o u b l eh y d r o x i d e s ，c a t a l y s i s ，i n t e r r a c i a le l e c t r o nt r a n s f e r , a r r a y s ，h e l i c a ls i l i c an a n o m a t e r i a l ，bi o s e n s o r v 1 北京化工大学博士学位论文 目录 第一章绪论1 1 1 酶及其催化机制l 1 1 1 酶的概述l 1 1 2 几种重要的酶简介2 1 1 3 酶应用中存在的问题4 1 2 与酶界面组装相关的无机纳米材料5 1 2 1 水滑石( l d h s ) 5 1 2 2 介观手性固体材料1 0 1 3 无机纳米材料与酶的界面组装1 3 1 3 1 基于纳米粒子的纳米生物界面组装1 4 1 3 2 基于纳米工程的纳米生物界面组装1 6 1 4 论文选题目的及意义1 8 1 5 论文研究思路及内容：1 9 参考文献2 0 第二章基于单分散剥离水滑石的纳米生物界面的构筑与调控2 6 2 1 引言一2 6 2 2 实验部分2 7 2 2 1 实验原料2 7 2 2 2 实验方法2 8 2 2 3 样品表征3 5 2 3 结果与讨论3 6 2 3 1 单分散剥离水滑石( l d h n s s ) 3 6 2 3 2p p l 与l d h n s s 的界面组装及界面调控3 7 2 3 2 1p p l 与l d h n s s 的界面组装行为3 7 2 3 2 2p p l 取向的调控及其对催化活性的影响4 0 2 3 2 3p p l 的构象研究4 5 2 3 3h b 与l d h n s s 的界面组装及界面调控。4 7 2 3 3 1h b 与l d h n s s 的界面组装行为4 7 北京化工大学博士学位论文 2 3 3 2h b 分散度的调控及其对催化活性的影响。5 0 2 4 本章小结一5 9 参考文献6 0 第三章基于取向型高分散水滑石阵列薄膜的纳微生物界面的构 筑与调控6 2 3 1 引言6 2 3 2 实验部分一6 3 3 2 1 实验原料6 3 3 2 2 实验方法6 4 3 2 3 样品表征6 6 3 3 结果与讨论6 8 3 3 1l d h s 排列密度调控界面电子转移性能6 8 3 3 1 1l d h s 有序阵列l d h s 排列密度的调控6 8 3 3 1 2l d h s 取向及排列密度调控其小分子探针界面电子传递性能 7 ：； 。 3 3 1 3l d h s 阵列界面静电识别h r p 7 4 3 3 1 4l d h s 排列密度调控微纳生物界面的电子传递性能7 6 3 3 2l d h s 粒径调控界面电子传递性能一7 8 3 3 2 1 不同粒径l d h s 阵列结构的调控- 7 9 3 3 2 2l d h s 粒径调控其小分子探针界面的电子传递性能8 2 3 3 2 3l d h s 粒径调控微纳生物界面的电子传递性能8 3 3 3 3 基于l d h s 阵列的微纳生物界面电子传递机理探讨8 8 3 4 本章小结9 1 参考文献9 3 第四章基于手性固体材料的纳米仿生界面的构筑与调控。9 6 4 1 引言9 6 4 2 实验部分9 7 4 2 1 实验原料9 7 4 2 2 实验方法9 7 4 2 3 样品表征9 9 4 3 结果与讨论10 0 北京化工大学博士学位论文 4 3 1 整体式自支撑单螺旋金属氧化物1 0 0 4 3 1 1 单螺旋手性氧化硅的孔径调控1 0 0 4 3 1 2 整体式自支撑单螺旋金属氧化物的结构与光学性能1 0 4 4 3 2 手性螺旋二氧化硅材料的手性调控10 9 4 3 2 1 单轴螺旋手性二氧化硅的长径比的调控。1 0 9 4 3 2 2 双轴螺旋手性二氧化硅的螺旋度的调变1 0 9 4 4 本章小结1 1 0 参考文献。1 1 2 第五章结论与展望。1 1 4 本论文创新点。1 1 6 研究成果及发表的学术论文。1 1 7 致 谢。1 1 9 、。，：一， 北京化工大学博士学位论文 c o n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1e n z y m ea n di t sc a t a l y t i cm e c h a n i s m 1 1 1 1o v e r v i e wo f e n z y m e 1 1 1 2o v e r v i e wo f s o m ei m p o r t a n te n z y m e s 2 1 1 3m a i nc h a l l e n g e si nt h ea p p l i c a t i o n so f e n z y m e 4 1 2i n o r g a n i cn a n o m a t e r i a l sr e l a t e dt ot h ea s s e m b l yo fe n z y m e s 5 1 2 1l a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e s ( l d h s ) 5 1 2 2m e s o s c a l ec h i r a ls o l i dn a n o m a t e r i a l s 1 0 1 3i n t e r f a c i a la s s e m b l yo f i n o r g a n i cn a n o m a t e r i a l sa n de n z y m e s 1 3 1 3 1n a n o s c a l eb i o - i n t e r f a c i a la s s e m b l yb a s e do nn a n o p a r t i c l e s 1 4 1 3 2n a n o s c a l eb i o - i n t e r f a c i a la s s e m b l yb a s e do nn a n o e n g i n e e r i n g 1 6 1 4o b j e c t i v ea n d s i g n i f i c a n c e 18 1 5s t r a t e g ya n dm a i nc o n t e n t s 1 9 r e f e r e n c e ：! ( ) c h a p t e r2f a b r i c a t i o na n dt u n i n gt h en a n ob i o i n t e r f a c e sb a s e do n e x f o l i a t e dl d hn a n o s h e e t s ：! t ； 2 1i n t r o d u c t i o n 2 6 ：2 2e x p e r i m e n t a l 2 7 2 2 1m a t e r i a l s 2 7 2 2 2s y n t h e s i sm e t h o d s 2 8 2 2 3c h a r a c t e r i z a t i o n 3 3 2 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 3 6 2 3 1e x f o l i a t e dl d hn a n o s h e e t s ( l d h n s s ) 3 6 2 3 2c o n t r o l l e di n t e r f a c i a la s s e m b l yo f p p la n dl d hn a n o s h e e t s 3 7 2 3 2 1i n t e r f a c i a la s s e m b l yo f p p la n dl d hn a n o s h e e t s 3 7 2 3 2 2c o n t r o l l e do r i e n t a t i o no fp p lt o w a r d st h ec a t a l y t i cb i o - a c t i v i t y 4 0 2 3 2 3p p lc o n f o r m a t i o n 4 5 2 3 3c o n t r o l l e di n t e r f a c i a la s s e m b l yo fh ba n dl d hn a n o s h e e t s 4 7 l v 北京化工大学博士学位论文 2 3 3 1i n t e r r a c i a la s s e 瑚b l yo f l i ba n dl d hn a n o s h e e t s 4 7 2 3 3 2c o n t r o l l e dd i s p e r i t yo f l i bt o w a r d st h ec a t a l y t i cb i o a c t i v i t y 5 0 2 4s u m m a r y 5 9 r e f e r e n c e 6 0 c h a p t e r3f a b r i c a t i o na n dt u n i n gt h em i c r o - n a n ob i o i n t e r f a c e s b a s e do no r d e r e dh i g h l y - d i s p e r s i v el d ha r r a y s 6 2 3 1i n t r o d u c t i o n 6 2 3 2e x p e r i m e n t a l 6 3 3 2 1m a t e r i a l s 6 3 3 2 2s y n t h e s i sm e t h o d s 6 4 3 2 3c h a r a c t e r i z a t i o n 6 6 3 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 6 8 3 3 1i n t e r f a c i a le l e c t r o n