DOPC／DPPC单层膜中分子间的相互作用及形态特征.pdfVIP

Vo1．34 高等 学校 化 学 学报 No．10 2013年 lO月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 2340～2346 doi：10．7503／cjc DOPC／DPPC单层膜 中分子间的 相互作用及形态特征 郝长春 ，张 蕾 ，孙润广 ，张 静 ，何光晓 ，杨 静 (1．陕西师范大学物理学与信息技术学院生物物理与生物医学工程研究室， 2．食品工程与营养科学学院，西安 710062) 摘要 利用Langmuir—Blodgett(LB)技术制备了不同表面压力下的 1，2-二油酸一甘油-3一磷脂酰胆碱 (DOPC)／ 1，2-二棕榈酸甘油一3一磷脂酰胆碱(DPPC)(摩尔比为 1：1)和DOPC／DPPC／Chol(摩尔比为2：2：1)单层膜，对 单层膜内分子间的相互作用进行了热力学分析，并用荧光显微镜和原子力显微镜对其形态进行了观测．热 力学分析表明，DOPC与DPPC分子在单层膜结构中相互作用为排斥力，诱导单层膜出现相变；DOPC，DPPC 与胆固醇(Cho!)间的相互作用均为吸引力，当表面压力 (仃)大于 18mN／m时，DPPC与胆固醇的作用力大于 DOPC．荧光显微镜观测表明，DOPC／DPPC单层膜出现明显相分离现象，富含DPPC微区成 “花形”结构，且 随着表面压力的升高微区逐渐增大，“花瓣”增多；当胆固醇加入到DOPC／DPPC体系时，单层膜相态由液相 与凝胶相共存转变为液态无序相与液态有序相共存结构，富含DPPC的微区形状从 “花形”转变成 “圆形”． 原子力显微镜对单层膜的表征验证了荧光显微镜的观测结果，表明胆固醇加入到DOPC／DPPC体系中对单 层膜排列具有明显的影响，压力和溶液状态等是影响脂膜结构的重要因素． 关键词 单层膜 ；相变；荧光显微镜；表面压力；生物膜 ；胆固醇 中图分类号 O641；O621 文献标志码 A 生物膜是由脂类、蛋白质以及糖类组成的超分子体系，分子问的相互作用对于生物膜功能的实现 具有重要作用…．研究表明细胞膜上富含大量的液态有序相 “筏”状结构 J，在细胞信号转导、蛋 白质 分选、离子通道的调节及膜的粘连等生物学过程中发挥重要作用，同时还与肿瘤、糖尿病及神经退行 性疾病(如老年痴呆症、帕金森 氏症、阿尔兹罕默氏病等)的发生有关联 J．“筏”微区的相态属性、形 成机理及结构特征是生物膜研究的热点问题之一． 体外模拟组装生物膜是理解微区结构形成的有效途径，通常选用饱和、不饱和的脂成分与胆固醇 混合制备微区来探讨其结构特征 J，1，2一二油酸．甘油．3．磷脂酰胆碱 (DOPC)，1，2．二棕榈酸甘油．3一磷 脂酰胆碱 (DPPC)及胆固醇(Cho1)是常用的模型脂成分 J．脂 “筏”中胆固醇与脂分子间的相互作用是 形成微区结构的基础 ，该研究对认识生物膜的结构特征和物理化学特性具有非常重要的意义．目前国 内外研究人员在此方面已经做了大量的工作 础J，其中多以DOPC／DPPC作为脂膜结构的基本骨架， 研究药物、脂和蛋 白分子对其结构的影响，但DOPC／DPPC2种组分间的相互作用形成的脂膜结构的 微区尺寸、膜的稳定性和相互作用机理等方面仍存在许多亟待解决的问题．如：凝胶相或液态有序相 结构微区的结构研究，表面活性分子从有机相转移到水相从而实现纳米材料的实际应用等都是非常有 意义的课题 ，加]． Langmuir-Blodgett(LB)膜是一种能精确控制薄膜厚度和分子排列的理想分子膜制备方法 ．本 文利用LB技术制备了不同表面压力下的DOPC／DPPC和DOPC／DPPC／Chol单层膜，利用热力学方法 对分子间的相互作用进行了分析，用荧光显微镜和原子力显微镜考察了脂膜形态结构． 收稿 日期：2013-05-23． 基金项 目：陕西省 自然科学基础研究计划 (批准号：2012JQ1002)和中央高校基本科研业务费专项(批准号：GK201102029)资助 联系人简介：