磷脂单分子膜普适状态方程研究

从现有的磷脂单分子膜状态方程入手, 以磷脂临界相变面积(A_c)和相变温度(T_c)为参比, 引入对比面积(A_r), 对比温度(T_r), 并通过分析磷脂分子间作用力和底液分子与磷脂分子间作用力的影响, 提出了第三参数——相对铺展因子的概念, 导出了磷脂单分子膜普适状态方程. 运用1,2-二豆蔻酰基-sn-丙三基-3-磷脂酸, 1,2-二豆蔻酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰胆碱, 1,2-二棕榈酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰胆碱等磷脂单分子膜的实验数据进行一致性校验的结果表明, 该模型在扩展膜(LE)直至凝聚膜(LC)的整个区域均能较好地描述磷脂单分子膜的π-A曲线. 所获得的各磷脂的相对铺展因子绝对值直接表明了该物质的成膜特性.     

磷脂单分子膜普适状态方程研究

从现有的磷脂单分子膜状态方程入手, 以磷脂临界相变面积(A_c)和相变温度(T_c)为参比, 引入对比面积(A_r), 对比温度(T_r), 并通过分析磷脂分子间作用力和底液分子与磷脂分子间作用力的影响, 提出了第三参数——相对铺展因子的概念, 导出了磷脂单分子膜普适状态方程. 运用1,2-二豆蔻酰基-sn-丙三基-3-磷脂酸, 1,2-二豆蔻酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰胆碱, 1,2-二棕榈酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰胆碱等磷脂单分子膜的实验数据进行一致性校验的结果表明, 该模型在扩展膜(LE)直至凝聚膜(LC)的整个区域均能较好地描述磷脂单分子膜的π-A曲线. 所获得的各磷脂的相对铺展因子绝对值直接表明了该物质的成膜特性.     

基因载体材料聚乙烯亚胺与磷脂酰胆碱脂质体的相互作用对膜结构的影响

采用动态光散射、荧光光谱、zeta电位测定和等温滴定量热技术分析了分子量分别为25000,10000和1800的聚乙烯亚胺(PEI)与二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)脂质体的相互作用及其对脂质体膜内环境极性和膜通透性的影响.结果表明,PEI通过氨基与DOPC的磷脂基团和胆碱基团产生氢键或范德华作用,从而与脂质体结合形成复合物;低浓度PEI(0.075 mg/mL)导致DOPC脂质体的聚集和表面电位的增加,但未引起脂质体膜融合和表面电位反转;进一步增加PEI的浓度对脂质体表面电位的影响很小,而结合在表面的PEI分子链之间的排斥作用阻碍了脂质体聚集.PEI分子与DOPC脂质体的结合降低了脂质分子碳氢链的堆积密度和脂质体膜内环境的疏水性,从而增强了钙黄绿素和槲皮素在脂质体膜中的通透性.PEI与DOPC脂质体的相互作用具有明显的分子尺寸效应,增大PEI的分子量可以增强与脂质体的相互作用及对脂质体膜结构的影响.     

干燥过程中LEA-motif蛋白特征重复片段对POPE膜结构的保护研究

通过分子动力学模拟的方法, 模拟了1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, POPE)生物膜在添加胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant proteins, LEA蛋白)特征重复片段(LEA-motif)前后两种体系在低温下的干燥过程, 对比分析了干燥过程中两种体系在POPE生物膜结构、 扩散系数、 侧链有序性及分子间氢键数目的变化, 从微观角度揭示了POPE生物膜因干燥失水导致的结构变化以及添加LEA-motif之后LEA-motif与POPE生物膜的相互作用. 结果表明, LEA-motif在脱水干燥过程中能够有效地稳定膜的结构, 从而保护生物材料的生物活性.     

干燥过程中LEA-motif蛋白特征重复片段对POPE膜结构的保护研究简

通过分子动力学模拟的方法,模拟了1-棕榈酰基-2-油酰基磷脂酰乙醇胺(1-Palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine,POPE)生物膜在添加胚胎发育晚期丰富蛋白(Late embryogenesis abundant proteins,LEA蛋白)特征重复片段(LEA-motif)前后两种体系在低温下的干燥过程,对比分析了干燥过程中两种体系在POPE生物膜结构、扩散系数、侧链有序性及分子间氢键数目的变化,从微观角度揭示了POPE生物膜因干燥失水导致的结构变化以及添加LEA-motif之后LEA-motif与POPE生物膜的相互作用. 结果表明,LEA-motif在脱水干燥过程中能够有效地稳定膜的结构,从而保护生物材料的生物活性.     

水溶性离子液体溶解磷脂脂质体的初步研究

以磷脂脂质体为模拟生物膜,研究了新型绿色溶剂离子液体(ILs)对生物膜的影响. 对ILs-脂质体混悬液进行浊度、 差示扫描量热(DSC)和³¹P核磁共振(³¹P NMR)表征. 结果表明,1-正烷基-3-甲基-咪唑([C_nmim])阳离子的水溶性ILs与脂质体相互作用,能破坏脂质体的片层结构并溶解磷脂组分. [C_nmim]阳离子对脂质体的溶解起关键作用,阴离子类型和取代烷基链长对ILs的溶解性质也有显著影响. 初步探讨了ILs溶解脂质体的可行性机理.     

L-精氨酸盐酸盐/磷脂酰胆碱脂质体的制备及其对ATP的分子识别

用L-精氨酸盐酸盐和磷脂酰胆碱制备了L-广精氨酸盐酸盐／磷脂酰胆碱脂质体受体,研究了受体与腺苷三磷酸(ATP)在脂质体亲脂区通过分子间氢键进行的分子识别。透射电镜表征发现脂质体呈明显的双层膜圆球形,粒径100-200mm;并对氢键识别作用进行了UV-Vis光谱研究。     

基于细胞膜表面电势探讨Ca与毒性离子在植物根膜表面的相互作用

有毒重金属离子的自由离子活度已被广泛认为是重金属最直接的活性形态,可以用来预测重金属的生物效应,而事实上生物体表的重金属离子浓度由于细胞表面膜电势的静电效应而与本体溶液中重金属的自由离子活度存在显著差异.细胞膜表面电势随溶液中离子组成变化而发生变化,本体介质中钙离子能通过电荷屏蔽和离子键结合来降低膜表面电势的电负性,从而减少阳离子如Al3+、Cu2+和Ni2+在膜表面的活度,增加阴离子如SeO42-和H2AsO4-在膜表面的活度,这种电负性降低的程度能通过Gouy-Chapman-Stern模型来量化.基于植物根表重金属离子活度可以更好地预测其生物效应.细胞膜表面电势为研究离子之间交互作用机制及其与植物效应之间的关系提供了一个全新的角度.     

稀土离子及其配合物与磷脂脂质体的相互作用

用核磁共振(NMR)方法研究了稀土离子及其配合物与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)和鞘磷脂(SPM)脂质体的相互作用.磷脂极性头平行于膜平面.稀土离子与磷脂极性头P—O键键合,与经典模型不同,键合后极性基团仍平行于膜平面,而不是垂直于膜平面.稳定的稀土配合物对磷脂脂双层结构影响很小.将稀土离子引入磷脂脂质体和小分子配体的混合物中,稀土首先与小分子配体配位.     

牛血清蛋白对二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺单层膜结构的影响

利用Langmuir-Blodgett(LB)技术结合原子力显微镜(AFM),研究了牛血清蛋白(BSA)在气/液界面上对二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)单层膜结构的影响.通过改变亚相的pH值和BSA浓度,获得了不同条件下DSPE单层膜的等温线、吸附曲线和压缩循环曲线等.实验结果表明,亚相中BSA的存在对DSPE单层膜的压缩性、稳定性以及相变行为产生了较大的影响.吸附动力学结果表明,DSPE单层膜对BSA分子的吸附量存在一定的阈值,且该阈值的大小与亚相pH值相关.通过分析实验数据可知,当亚相pH=3时,BSA的疏水残基几乎全部暴露在外面,2种分子之间的相互作用最强;而pH=7时,BSA仅有少量的疏水残基暴露在外面,2种分子之间的相互作用最弱.原子力显微镜观测到的单层膜形态变化特点与曲线分析结果一致.该研究为了解牛血清蛋白与磷脂分子之间的相互作用机理提供了重要的实验基础和理论依据.     

溶血磷脂酰基转移机理及有效影响因子研究

通过定量13C NMR证明了磷脂酶A1具有水解磷脂Sn-1位酰基脂肪酸的专一性,证实了Sn-2-溶血磷脂酰胆碱(Sn-2-lysophosphatidylcholine,Sn-2-LPC)的Sn-2位酰基会通过酰基转移到Sn-1位生成Sn-1-溶血磷脂酰胆碱(Sn-2-lysophosphatidylcholine,Sn-1-LPC)现象的存在,从而为磷脂酶A1催化磷脂酰胆碱(Phosphatidylcholine,PC)的酶解液中存在Sn-2-LPC,Sn-1-LPC和甘油磷脂酰胆碱(L-alpha glycerylphosphorylcholine,GPC)的现象提供理论依据.依据单甘酯自动酰基转移机理,推测出在酸、碱条件下Sn-2-LPC的自动酰基转移机理,并探讨溶液极性、p H、温度、底物浓度和反应时间等影响因子对酰基转移的影响规律.降低酰基转移的条件为:异丙醇溶剂、p H 7~8、温度35℃、合适的底物浓度、缩短反应时间.本研究为合成酰基磷脂混合物,验证磷脂酶专一性,以及解释产生混合酰基磷脂的生物合成途径(溶血磷脂中间体)提供了数据支撑.     

电化学方法研究多粘菌素B与磷脂酰胆碱的相互作用

采用电化学方法研究了一种多肽类抗生素多粘菌素B(PMB)与模拟生物膜硫醇-磷脂酰胆碱杂化双层膜之间的相互作用。PMB可与磷脂酰胆碱发生强相互作用,破坏双层膜结构,从而使膜的通透性升高。PMB的浓度、酸度、与膜的作用时间及膜中胆固醇的存在均影响二者的作用程度。另外,膜的自修复实验表明,被PMB破坏的双层膜电极在一定程度上可以在KCl溶液中重新自组装,且自修复的程度和修复时间及与之相互作用的PMB的浓度有关。     

DNNSA反胶团溶液净化磷酸中镁的研究

本文研究了二壬基萘磺酸(DNNSA)形成的微乳萃取磷酸中镁离子的工艺条件.分别考察了稀释剂、萃取时间、萃取剂浓度、温度、磷酸浓度对磷酸中镁离子萃取的影响.结果表明,稀释剂极性越低越有利于萃取,萃取平衡时间为40 min,萃取剂浓度增加有利于萃取,升高温度对萃取有利,磷酸浓度增加萃取率下降.红外光谱分析证实,DNNSA反胶团萃取磷酸中镁离子为阳离子交换机理.     

电化学法研究多粘菌素B与磷脂酰丝氨酸的相互作用及与其他磷脂的比较

采用头基修饰的磷脂在金电极表面构建了稳定的磷脂双层膜,并使用该膜模拟生物膜对多肽类抗生素多粘菌素B(PMB)和磷脂酰丝氨酸的相互作用进行了研究.PMB可与磷脂酰丝氨酸发生相互作用,破坏双层膜结构,从而使膜的通透性升高.PMB的浓度、作用时间以及膜中胆固醇的存在均影响二者的作用程度.被PMB破坏的双层膜电极在一定程度上可在KC1溶液中重新自组装,且自修复的程度与修复时间和PMB的浓度有关.此外,比较了PMB和多种磷脂之间的作用程度,磷脂的头基、烃链的长度以及不饱和度均会影响二者间的相互作用.     

髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子DPPC、DPPE单层膜影响机理研究

本文通过Langmuir单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的测定与分析,分别对髓鞘碱性蛋白(MBP)与细胞膜中不同头部基团脂质分子二棕榈酰基磷脂胆碱(DPPC)和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)在空气/液体界面上的相互作用过程进行了系统研究.实验结果表明:(1)当界面上脂质含量一定时,亚相中随着MBP浓度的增大,DPPC、DPPE单层膜的等温线向平均分子面积较大的方向移动;(2)在单层膜表面压力为10 mN/m时,一个MBP分子分别结合140±3个DPPC分子和100±3个DPPE分子,随着表面压力增大,当MBP分子分别与两种磷脂分子相互作用时,MBP插入到磷脂单层界面的个数逐渐减少;(3)随着蛋白质浓度的增加,脂分子形成的单层膜变得较为疏松,且MBP分子易于插入到分子头部较小的DPPE单层膜中;(4)蛋白质的存在使DPPC单层膜的表面压力逐渐减小,且蛋白质浓度越大表面压力降低越多,DPPC被MBP带入到亚相中越多;(5)对于DPPE单层膜,蛋白质通过与DPPE相互作用插入到界面膜中,引起表面压力增大,且蛋白质浓度越高,压力变化量越大.     

甲基丙烯酸—磷脂酰乙醇甲基丙烯酰胺共聚物LB膜的研究

制备了不同摩尔比的甲基丙烯酸-磷脂酰乙醇甲基丙烯酰胺共聚物,研究了这种共聚物在水面的表面压力(π)-分子面积(A)曲线、共聚物制成的MOS LB膜的电容(C)-电压(V)特性及此LB膜的相变温度。     

离子色谱法测定水利工程水样中的5种无机阳离子

提出新型高通量离子色谱仪快速测定水利工程水样中5种阳离子Na~+、NH_4~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)和K~+的含量的方法。采用TSKgel Super IC-CR阳离子交换柱,以2.2 mmol·L~(-1)甲基磺酸和1.00 mmol·L~(-1)18冠醚6的混合液为淋洗液,流量为0.7 mL·min~(-1),柱温为40℃,凝胶抑制电导检测,可在18 min内完成对5种阳离子的分析。5种无机阳离子的质量浓度在一定范围内与其峰面积呈线性关系,Na~+、NH_4~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)和K~+的检出限(3S/N)分别为7.1,6.3,9.5,10.0,8.3μg·L~(-1),水样的加标回收率为95.3%~104%,相对标准偏差(n=5)为0.26%~4.0%。     

胆固醇与磷脂酰乙醇胺/磷脂酰胆碱混合膜的热力学特性及其单层膜形态的AFM观察

研究了不同比例下胆固醇(Chol)对磷脂酰乙醇胺/磷脂酰胆碱(PE/PC,1∶1物质的量比)混合膜的影响,并在表面压力-平均分子面积(π-A曲线)等温线基础上,通过对过量平均分子面积(ΔAex)和过量吉布斯自由能(ΔGex)的计算分析,研究了不同比例Chol与PE/PC(1∶1物质的量比)三元混合膜的热力学特性.实验结果表明:Chol在一定程度上加速了混合膜的相变,增强了膜的凝聚性;当XChol=0.2,0.6,0.8时,过量平均分子面积和过量吉布斯自由能在所研究的表面压力下都为负值,分子之间相互作用力表现为引力,促使混合膜的凝聚,而在XChol=0.4时,过量平均分子面积和过量吉布斯自由能在15,20,25,30 mN/m下为正值,分子之间相互作用力表现为斥力,促使熵的增加,并且在20 mN/m压力下出现极值.实验中利用LB膜技术制备了不同比例Chol与PE/PC(1∶1物质的量比)混合膜,并在原子力显微镜下对其结构形态进行了观测.     

竹红菌乙素对模拟生物膜-脂质体环境变化的荧光响应

脂质体不但可以作为药物传输体系, 而且还作为一种模拟生物膜的简单模型. 近期报道竹红菌素的荧光性质决定于其分子内质子转移, 而分子内质子转移环境敏感特性决定其分子的环境敏感荧光性质. 文中以脂质体为模拟生物膜研究竹红菌乙素(HB)在膜上微环境敏感的荧光性质, 包括生理范围pH值变动(6.0~8.0)、胆固醇浓度和离子强度的变化对竹红菌素荧光的影响. 发现HB的荧光强度对微环境敏感且可被调控. 保持磷酸缓冲液(PBS)中胆固醇和离子强度的浓度不变, 发现脂质体中HB的荧光强度在pH7.4时有一极大值而在缓冲溶液中pH7.0时HB的荧光强度有一极小值. 保持pH值7.2不变, HB脂质体的荧光强度分别在离子强度为0.12 mol/kg和胆固醇浓度为6 × 10^-4mol/L达到峰值. 对于HB的PBS溶液来说, 它的荧光强度与离子强度成反比. 这种环境敏感的荧光特性可能用于探测生物组织或生物大分子微环境特征.     

红外光谱法研究氯化钙甲醇溶液的溶剂化性质

利用红外光谱研究了不同浓度氯化钙甲醇溶液中离子-溶剂和离子-离子的相互作用.溶剂分子谱带的变化说明了钙离子与甲醇分子发生了强烈的相互作用,这种作用主要是通过C-O中的氧原子实现,而溶剂甲醇分子的O-H谱带的偏移主要是离子(浓度)促使氢键发生改变.通过对光谱曲线的拟合,可定量计算阳离子溶剂化数,进一步揭示了溶剂化过程的微观性质.