全合成双分子膜分子激发态能量转移的研究

研究了全合成双分子膜内的分子激发态能量转移行为,给体为囊泡双亲分子上的联苯生色基,受体是通过静电相互作用结合在囊泡表面上的荧光黄阴离子.荧光黄猝灭联苯的荧光强度符合Sern-Volmer猝灭定律.探讨了囊泡在能量转移过程中的组织作用、转移效率与机制.通过研究由静电作用结合在囊泡表面上的荧光黄给体和四苯基卟啉受体间的能量转移,改善了光的输出,扩展了光波的覆盖范围.全合成双分子膜是能量转移的有效介质和良好的膜模拟剂.     

胆固醇对卵磷脂囊泡稳定性的影响

采用透射电子显微镜研究了Gemini表面活性剂诱导卵磷脂囊泡结构改变的机理, 用Langmuir膜天平研究卵磷脂和胆固醇的不溶单分子混合膜在气-液界面的行为和混合膜分子间的相互作用, 并结合动态光散射技术和停留法探讨胆固醇对Gemini表面活性剂诱导卵磷脂囊泡结构改变的影响. 从电镜结果可以推测带正电荷的Gemini表面活性剂分子会嵌入到带负电荷的卵磷脂囊泡双分子层的外层, 囊泡的双分子层之间的相互吸引力使双分子层的厚度减少, 由于嵌入的表面活性剂分子在囊泡的双分子层中分布是不均匀的, 这种分布的不均匀性必然会导致双分子层厚度的不均匀, 从而使囊泡破裂. 混合膜的过剩面积和动力学结果表明, 胆固醇和卵磷脂是相互吸引的, 即胆固醇的加入使卵磷脂囊泡更不容易被表面活性剂破坏.     

电场下离子型聚合物复合囊泡结构变化的分子动力学模拟

利用粗粒化分子动力学模拟研究了电场作用下离子型聚合物复合囊泡形变与破裂的过程.定量分析了囊泡破裂过程中的结构变化,包括囊泡的形变程度、破裂速度、组分分布以及破裂后的结构.研究表明,电场强度较弱时,囊泡表面所吸附的聚电解质首先脱落,囊泡由球形结构转变为椭球结构.随着电场强度增大,离聚物的离子侧基发生重新排布,囊泡表面电荷的有序结构被破坏,导致囊泡的结构无法维持而破裂,囊泡塌缩,分裂形成离聚物团簇,并进一步破裂为小尺寸的离聚物聚集体,均匀分散于溶液中.本文利用分子动力学模拟明确了电场中离子型高分子复合囊泡破裂过程的分子机理,为药物释放技术的优化及发展提供了理论支持.     

双头基两亲分子研究进展

本文介绍了双头基两亲分子的结构特征与性质, 概述了由双头基两亲分子在气液界面形成的单分子膜以及在体相中形成的囊泡的特征, 并介绍了这类两亲分子在催化、生物矿化、药物缓释、膜破解以及纳米材料等方面的应用研究。对其研究前景进行了展望。     

表面活性剂混合物水溶液中的囊泡形成

1:1烷基羧酸钠-溴化烷基三甲铵混合水溶液的浓度在cmc以上时, 能自发或超声分散形成一类新型混合表面活性剂囊泡(单层膜), 正负离子表面活性剂的突出囊泡形成能力以及不同表面活性剂结构组合变化所显现的多样特性, 皆预示出混合功能有序组合体研究的广阔前景。     

环糊精超分子体系囊泡的制备及其应用研究进展

环糊精(CD)是具有特殊的空腔、良好的稳定性并且可以区域选择性修饰的一类主体分子。近年来发现CD及其衍生物自组装形成的CD超分子体系——囊泡兼具囊泡和CD的生物模拟、分子识别和生物相容等优良特性。本文综述了CD及其衍生物囊泡的制备,同时还介绍了其在新型智能材料、药物输送和细胞模拟领域中的最新研究进展,并结合现阶段的研究状况,对该类囊泡体系的发展前景进行了展望。     

杂臂星型嵌段共聚物在溶液中自组装形成囊泡结构的计算机模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法, 研究了杂臂星型嵌段共聚物A_m(B_n)₂在溶液中自组装形成囊泡的行为. 主要分析了自组装过程、亲水分枝和疏水分枝的长度及分子构型对组装结构的影响. 结果表明, 杂臂星型聚合物在溶液中会自组装形成碟状胶束, 之后弯曲闭合形成囊泡. 当亲水部分的分枝较短时, 易于形成囊泡结构; 在可形成囊泡结构的条件下, 双分子层囊泡膜的厚度随分枝长度的增加而增加. 与构成相近的线型嵌段共聚物相比, 杂臂星型嵌段共聚物更易形成囊泡结构, 且形成的囊泡结构较薄.     

支撑磷脂双层膜的研究进展

支撑磷脂双层膜(supported phospholipid bilayers,SPBs)是细胞膜研究中普及的模型,是固定生物活性物质的理想材料,不仅可以保持生物分子的活性,还能有效抑制其他生物分子的非特异性吸附,在跨膜蛋白、仿生膜、水处理、生物医学和生物传感器等研究领域具有广泛的应用前景。本文介绍了支撑磷脂双层膜的表征方法和制备方法,包括Langmuir Blodgett(LB)膜提拉法、囊泡融合法和LB膜提拉法与囊泡融合联合法;详细阐述了囊泡融合法制备SPBs的机理;综述了囊泡融合法制备SPBs的影响因素,包括囊泡浓度、缓冲溶液、温度、囊泡和基底表面电荷等因素;列举了支撑磷脂膜的应用,并展望了支撑磷脂双层膜的研究趋势。     

耗散粒子动力学研究片状双层——囊泡转变

片状双层是囊泡自发形成过程中的重要中间态,由片状双层向囊泡的转变机理一直未被认清．本文以磷脂分子DMPC作为模拟对象,采用普适性的粗粒化模型和耗散粒子动力学模拟方法,以体系粒子无序分布和无应力片状双层作为初态,对水溶液中片状双层——囊泡的转变过程进行了深入研究．发现尾-水粒子间憎水作用能最小化是片状双层卷曲形成囊泡的微观本质．囊泡的双分子层为二维流体．此外还得到了囊泡上粒子的位置分布和化学键排列取向等方面的结构信息．     

N,N-双十二烷基壳聚糖/胆固醇混合单分子膜及自组装囊泡性质

研究了添加胆固醇对N,N-双十二烷基壳聚糖(N,N-dilauryl chitosan, DLCS)单分子膜以及自组装囊泡性质的影响. 结果表明, 引入少量胆固醇会导致DLCS膜的凝聚性下降; 当胆固醇含量增加到一定程度后, 混合膜的凝聚性增强. 添加胆固醇可显著改变DLCS载药囊泡的药物释放行为, 少量胆固醇可以提高载药囊泡的释放速率和平衡药物释放百分率; 而较高含量胆固醇则可抑制囊泡的释放速率和降低平衡药物释放百分率. 此外, 囊泡平衡药物释放率与其单分子膜压缩模量呈现一定线性关系, 这说明胆固醇的引入导致囊泡分子膜凝聚性的改变, 从而改变囊泡的通透性. 通过调节胆固醇的加入量, 可以制得药物释放行为在一定范围内可控的自组装囊泡.     

基于超分子环糊精两亲分子的敏感型囊泡体系

敏感型囊泡可初步概括为由两亲分子通过非共价键构筑的、对外界的刺激具有特色响应性的一类新型囊泡体系。由"超分子环糊精两亲分子"自组装形成的囊泡体系是该类体系中重要的一类。本文重点介绍了环糊精参与的"超分子环糊精两亲分子"囊泡体系的研究进展。以与环糊精复合的化合物结构类型不同进行分类,介绍了该类囊泡体系的制备以及该体系在医药工程、新型"智能"材料以及生物模拟等方面的潜在应用;结合现阶段的研究状况,对该类囊泡体系的发展前景进行了展望。     

荧光探针法研究囊泡融合的动力学

应用荧光探针法研究双（月桂酸）三乙醇胺酯形成囊泡的融合动力学过程，工作中合成和应用了含长烷基链的荧光探针—十六烷基罗丹明B，以保证其进入囊泡的双分子层，随着融合的进行，探针浓度被稀释，探针分子逐渐由二聚体离解成为单体，从而使其荧光强度增强．研究发现，由双（月桂酸）三乙醇胺酯形成的囊泡，其融合速率和膜结构与介质酸度、环境温度等密切相关，当介质酸度处于一定的pH范围时，形成的囊泡膜具有最致密的结构，其融合也最慢。     

合成双分子膜多元体系的激发态能量转移

发现在４－（４－癸氧基联苯－４－氧基三甲基）溴化铵双分子膜体系内，从联苯给体通过结合在膜表面上的达旦黄传递到罗丹明Ｂ受体的三元激发态的能量转移效率较高．探讨了囊泡在此能量转移过程中的特殊功能作用和能量转移的机制．同时还观察到了在此体系内通过静电相互作用，组织在囊泡表面上的达旦黄、荧光黄、罗丹明Ｂ和四苯基卟啉间的多元能量转移，这种能量转移可改善光的输出，扩展光波的覆盖范围．     

囊泡表面分子间通讯交流体系的构建: 利用受体的分子识别行为调控酶的活性

在人工双层膜囊泡表面, 构建了一个通过人工受体的分子识别行为控制酶反应活性的超分子体系. 体系以生物体细胞信号转导系统为模拟原型, 由作为受体的烷基胺、被受体识别的信号分子吡哆醛衍生物、乳酸脱氢酶、受体和酶之间的媒介物Cu^2＋以及作为体系载体的合成肽脂囊泡五个成分构成．通过UV-vis光谱法及动态光散射测定对体系进行了评价, 结果表明: 随着受体疏水参数增大, 其对信号分子的识别能力增强, 二者呈良好的线性关系; 通过信号分子与囊泡表面静电相互作用的研究表明信号分子具有选择性; 媒介物与信号分子–受体可形成化学计量比为1∶2的配合物, 其形成能力比媒介物与酶的结合能力更强．作为结论, 体系中烷基胺受体对磷酸吡哆醛信号分子的识别有效控制了处于囊泡表面的乳酸脱氢酶的活性．     

二氮杂芴酮Schiff碱两亲配体分子的自组织特性

本文研究了四种合成的二氮杂芴酮Schiff碱两亲配体分子C~1~1N~2H~6NC~nH~2~n~+~1(n=18,16,14,12)所形成的单分子膜,双分子膜的特性,并用透射电镜,紫外- 可见光谱及微量差示扫描量热观察了在所形成的囊泡中分子的聚集形式与相变过程.结果表明,该系列两亲配体分子所形成的单分子膜和双分子膜具有良好的稳定性,在稀溶液中能自组织成双层结构的囊泡     

配体链包覆纳米粒子的表面相分离及自组装的模拟研究

通过耗散粒子动力学方法,模拟了二元配体链包覆的纳米粒子表面的相分离行为,并与现有的模拟和实验体系进行对比.研究结果印证了相分离驱动力是配体链错位所导致的构象熵的结论.进一步以相分离得到的Janus和三嵌段Janus结构纳米粒子作为构筑单元,研究了其在选择性溶剂中的自组装行为.结果表明,Janus粒子易自组装成为双层囊泡结构,而三嵌段Janus粒子则更易形成单层囊泡结构.对于从配体链包覆的纳米粒子出发,设计具有特殊功能的囊泡提供了理论支持.     

贵金属纳米颗粒杂化囊泡的制备及拉曼增强效果研究

以超支化聚合物囊泡为模板制备了贵金属纳米颗粒表面功能化的杂化囊泡.模板囊泡通过多巴胺修饰的超支化聚醚HSP-DA在水中自组装形成.在碱性条件下,囊泡表面的多巴胺自聚合生成聚多巴胺,实现囊泡的交联.由于聚多巴胺具有强黏附特性,因此可以将HSP-PDA交联囊泡分别与Au纳米溶胶、Ag纳米溶胶直接混合,得到Au纳米颗粒或Ag纳米颗粒功能化的杂化囊泡.分别测定了2种杂化囊泡的拉曼光谱,发现杂化囊泡产生了明显的表面增强的拉曼光谱(SERS)信号,清晰显示了对应于囊泡模板分子的拉曼信号,表明可以通过SERS来原位检测囊泡的组成.Ag纳米颗粒杂化囊泡展示出更高的SERS灵敏度,可进一步作为探针检测水中浓度为10-7mol/L罗丹明6G分子,得到了显著增强的拉曼光谱,证明所制备的Ag纳米颗粒杂化囊泡可用于目标分子的痕量检测.     

脂质体-纳米粒与单个巨型囊泡相互作用的理论模拟

采用自洽平均场方法模拟了脂质体-纳米粒与巨型囊泡的相互作用.在初始状态,脂质体-纳米粒与巨型囊泡之间有一定距离,随着距离的变化,脂质体-纳米粒与囊泡发生相互作用,最终脂质体小囊泡和巨型囊泡会融合并使粒子释放.随着囊泡的磷脂分子组分的变化,体系呈现出丰富的结构变化.磷脂头体积分数较大时体系形成融合通道(stalk相)或半融合隔膜(HD相)以及融合小孔;磷脂头体积分数较小时体系出现囊泡的渗漏形成亲水聚集体(棒状HII相或IMI相)和融合小孔.改变了所包裹的纳米粒半径,发现对体系的结构影响不大.我们定量的计算了各个体系的自由能,从自由能分析可知,随着距离的减小,脂质体-纳米粒与巨型囊泡相互作用的过程是一个自发过程.在相互作用过程中,新结构的形成需要克服能量壁垒,且能量壁垒随着磷脂头体积分数和纳米粒半径的增大都会有一定程度的增加.     

磁性非对称双链长表面活性剂囊泡凝胶

合成了一系列含磁性反离子的非对称双疏水链长的阳离子表面活性剂,其中三氯一溴铁合十六烷基戊基二甲基铵(C_(16)C_5DMA~+[FeCl_3Br]-~)与偶氮羧酸钠盐(AzoNa_4)在酸性条件水溶液中形成磁性囊泡凝胶。运用cryo-透射电镜(TEM)、冷冻蚀刻TEM(FF-TEM)、流变仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和超导量子干涉(SQUID)等表征技术对囊泡凝胶进行了结构和性质研究,结果发现:凝胶含有曲率多变的融合性的双层囊泡,这些双分子层结构模构了自然界中各种物象的结构轮廓,展现了不可预测的多变曲率和良好柔性。聚集体双分子层膜内由长短不对称烷基链采取交错相扣的双分子层排列模式,这种构建模式结构稳定,短烷基链可游离出囊泡双分子层并伸向外部水相介质。两个相邻囊泡间的短链在疏水相互作用下形成非共价的囊泡"补丁",疏水的囊泡"补丁"克服相邻囊泡之间的斥力而融合。磁性反离子[FeCl_3Br]~-不仅赋予囊泡磁性,且在囊泡的形成过程中调控烷基链的组装。这种多形态融合性囊泡为揭示膜曲率的调节机制和构建人工细胞提供实验数据和理论参考。     

合成双分子膜的研究（Ⅱ）：HBBTAB的合成及其在水溶液中的自组织行为

1977年Kunitake等首次报道了双十二烷基二甲基溴化铵在水溶液中自组织成类似于卵磷脂双层结构的囊泡,泡壁即为双分子膜。该发现表明可以用人工合成方法建造仿生组织,开辟了合成双分子膜研究的新领域。单链两亲性成膜物质,一般由亲水基团、间链、刚性生色基和尾链4部分组成。本文报道4-(4′-十六烷氧基-4-联苯氧基)丁基三甲基溴化铵