原子力显微镜研究DPPC磷脂多层膜结构与力学性能

应用原子力显微镜(AFM)首先研究了在蔗糖溶液中二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)磷脂双层膜的结构,分析了其力学性能;其次,研究了在纯水中、CaCl2溶液中的DPPC磷脂多层膜的结构特性和杨氏模量.实验结果表明,在CaCl2溶液中DPPC多层膜的水层厚度大于在纯水中厚度,在CaCl2溶液中多层膜的杨氏模量变小.     

X射线小角散射研究温度对DNA/磷脂复合物结构的影响

报道由短链DNA和磷脂分子在水溶液中形成的复合物的小角散射研究结果. 水溶液中, DNA分子和阳性磷脂分子自发组装成有序的复合多层膜结构: 脂双层相互平行, DNA夹在脂双层之间, 在垂直于DNA方向呈现一维有序结构. 逐渐升高体系的温度, 磷脂双分子膜柔软增加, DNA向双分子层内塌陷, 使多层膜层间距逐渐减小. 而由于DNA分子是一种刚性分子, DNA之间的距离在所测温度 范围内没有变化.     

变温拉曼光谱和DSC探讨人参皂苷Rb1分子与DPPC双层膜的作用

研究人参皂苷分子与生物膜的作用对于深入了解中药人参的药理活性及其生物学功效至关重要。DPPC作为具有双分子层结构的脂质分子,常被许多国内外学者作为模拟膜的模型来研究药物分子与细胞膜的作用;Rb1作为中药人参中的重要皂苷成分,具有显著的药理学功效和生物性能。拉曼光谱是探讨分子间作用的有力工具,差示扫描量热技术（differential scanning calorimetry, DSC）是研究脂双层分子单体及其与药物分子作用的常用技术,而将两者结合研究药物分子对细胞膜作用的研究的报道较少。本文采用变温拉曼光谱和DSC探讨了在温度变化条件下人参皂苷Rb1单体分子与DPPC双层膜的作用。通过拉曼光谱测试,在Rb1作用前后,DPPC分子极性头部O—C—C—N+和C—C伸缩振动区域以及烷基链部分C—H键的伸缩振动区域的变化表明,随着温度的增加,含有一定浓度Rb1的DPPC磷脂极性头部旁氏构象没有发生变化,脂酰链的无序性构象增多,侧向排列的无序性增强,DPPC脂双层的流动性增加。由DSC实验得到的几个热力学常数[相变温度（T_m）、半峰宽（ΔT_1/2）及相转变焓值（ΔH）]的变化表明,DSC进一步验证了变温拉曼实验结果,随着Rb1浓度的增大,DPPC双层膜的相变温度显著下降,流动性增强,说明Rb1对DPPC双层膜的影响较大。     

磷脂酰乙醇胺单分子膜的相变因素分析及原子力显微镜观测

通过π-A曲线(π:膜对浮片所施之力,A:单分子所占的面积)研究浓度、pH值、温度以及蔗糖对磷脂酰乙醇胺相变的影响.实验表明:(1)当浓度较高时,磷脂酰乙醇胺的π-A曲线随着浓度的增加重合性较好,平均分子面积和表面膜压有较好的对应.当浓度较低时,π-A曲线重合性较差,在低密度情况下,磷脂酰乙醇胺分子的排列不紧密,致使分子的随机运动对膜压的影响较大;(2)亚相处于较强的酸性或者碱性状态下均会使磷脂酰乙醇胺分子的相变变慢,pH值过高或过低都会对膜有较大的破坏作用;(3)当温度逐渐增大,而保持平均分子面积不变时,随着温度的增加,t-pa曲线(温度-膜压)逐渐由一条直线变成抛物线,这说明随着温度的增加磷脂酰乙醇胺凝聚膜会向液态扩张膜转变,即随着温度的增加相变延迟;(4)蔗糖对磷脂酰乙醇胺单分子膜有较强的稳定作用,且这种作用在生理条件下最为明显.用原子力显微镜直接观测了不同压力下转移至云母表面分子层的形貌特征,进一步解释了磷脂酰乙醇胺单分子膜相变的微观分子机制.     

物理因素对磷脂酰胆碱单分子层影响的研究

利用LB技术,在不同的物理条件下对磷脂酰胆碱单分子成膜质量和分子的构象变化进行了研究,在此础上对磷脂酰胆碱和胆固醇组成的复合膜的相变过程进行了研究,利用AFM对磷脂酰胆碱分子LB膜的分子构象和二维排布进行了表征.研究结果表明,物理因素温度、pH、浓度及胆固醇对于气液界面上磷脂酰胆碱的分子构象的结构有较大的影响.通过选择合适的条件能够得到具有特殊形态和结构的磷脂酰胆碱LB膜.     

原子力显微镜观察脂胞囊形貌结构及稳定性

用原子力显微镜(AFM)观察了液晶态脂胞囊形貌结构和稳定性.实验结果显示,对于1,2-二油酸甘油-3-磷脂酰乙醇胺(DOPE)超分子聚集体,在扫描区域内,可观察到一些大小不同球形颗粒;对于1,2-二油酸甘油-3-磷脂酸乙醇胺(DOPE)和1,2-二油酸甘油-3-磷脂酰胆碱(DOPC)混合的超分子聚集体,则不仅观察到类似脂胞囊的球形颗粒,而且也观察到了双层膜结构,其厚度约为5～6 nm.     

金属多层膜与超晶格中的自旋波及布里渊散射研究

评述了近年来迅速发展的金属多层膜与超晶格中的磁性激发理论和实验。着重于借助 布里渊散射在双层、多层膜中新发现的自旋波模式。首先介绍了磁性介质中自旋波模式的 一般理论,比较了观测自旋波的实验方法,然后,对单层、双层、多层膜中的理论结果作 一总结,并与实验进行了比较,最后讨论了一种新的磁性超晶格——反平行磁化超晶格中 的自旋波。     

金属多层膜与超晶格中的自旋波及布里渊散射研究

评述了近年来迅速发展的金属多层膜与超晶格中的磁性激发理论和实验。着重于借助 布里渊散射在双层、多层膜中新发现的自旋波模式。首先介绍了磁性介质中自旋波模式的 一般理论,比较了观测自旋波的实验方法,然后,对单层、双层、多层膜中的理论结果作 一总结,并与实验进行了比较,最后讨论了一种新的磁性超晶格——反平行磁化超晶格中 的自旋波。     

磷脂跨膜交换机制的研究

膜间磷脂交换是一项重要的生理活动, 其对药物运输及膜功能研究有重要意义. 本文用石英晶体微天平及耗散系数测试仪研究囊泡与囊泡、囊泡与支撑膜间磷脂交换行为, 荧光光谱仪用来测量膜表面电性与膜组分对磷脂交换的影响. 实验结果表明: 磷脂跨膜交换速率与交换时间成反比, 膜表面异电性磷脂的增加会加速膜内相互作用和磷脂跨膜交换速率, 以及改变膜表面组分会对囊泡与支撑膜间的磷脂交换产生影响. 本文研究有助于加深理解磷脂跨膜交换机制, 并对药学研究提供参考.     

卵黄鞘磷脂与DOPC相互作用的单层膜

通过分析单层膜在固定表面压力下的过量分子面积和固定分子面积时的过量表面压力研究了卵黄鞘磷脂和1,2-二油酸基磷脂酰胆碱在单层膜中的混合性行为,通过分析过量吉布斯能量、过量亥姆霍兹能量和弹性系数评估了混合脂单层膜稳定性和压缩性. 热力学分析表明,相对于两组分理想混合时过量分子面积和过量表面压力呈现出正偏差,表明分子间的相互作用力为排斥力. 能量极值点出现在卵黄鞘磷脂含量为0.6处,表明该比例下单层膜结构状态不稳定. 排斥力诱导了单层膜中产生相分离.     

磷脂跨膜交换机制的研究

膜间磷脂交换是一项重要的生理活动,其对药物运输及膜功能研究有重要意义.本文用石英晶体微天平及耗散系数测试仪研究囊泡与囊泡、囊泡与支撑膜间磷脂交换行为,荧光光谱仪用来测量膜表面电性与膜组分对磷脂交换的影响.实验结果表明:磷脂跨膜交换速率与交换时间成反比,膜表面异电性磷脂的增加会加速膜内相互作用和磷脂跨膜交换速率,以及改变膜表面组分会对囊泡与支撑膜间的磷脂交换产生影响.本文研究有助于加深理解磷脂跨膜交换机制,并对药学研究提供参考.     

基于荧光光谱的脂质体制备与稳定性的研究

利用L-α-磷脂酰胆碱和胆固醇分子制备脂质体体系,通过监测脂质体内部包裹的对pH变化敏感的荧光指示剂8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐的荧光强度变化实现对脂质体稳定性的表征。研究发现,在脂质体磷脂膜中引入一定比例的胆固醇分子有助于提高脂质体的稳定性(L-α-磷脂酰胆碱∶胆固醇=4∶1)。利用温水浴-液氮多次冻融循环,在强烈外界温差作用条件下,L-α-磷脂酰胆碱和胆固醇形成的贴壁薄膜重组成内外两侧均为亲水头部而疏水尾部均指向脂双层膜内部的稳定脂质体,在10min内稳定性高达99%,9 200s内稳定性依然可以达到92%。基于以上研究成果,我们在脂质体的外部环境中引入K+载体缬氨霉素,结果表明缬氨霉素可以成功的插入至磷脂双分子层膜中并高效运输K+。     

水化磷脂层中蛋白质和多肽的高分辨固体核磁共振波谱学

有序样品的固体核磁共振(NMR)已快速发展成测定蛋白质和多肽在“仿真”水化磷脂层中高分辨结构的重要谱学方法. 由于与膜相连的蛋白质和多肽的结构、动力学和功能往往都和其周边自然环境密切相关,因此人们把蛋白质和多肽有序排列于水化磷脂层中进行固体NMR测量, 从而获得与取向相关的各向异性自旋相互作用. 这些取向约束可作为结构参数重构蛋白质在水化磷脂层中的高分辨三维结构. 近十年来在样品制备,NMR探头和实验方法方面的显著发展,极大地促进了有序样品的固体NMR的发展,并使之成为测定与膜相连的蛋白质和多肽结构的有效方法. 该综述介绍有序样品的固体NMR谱学方法,并总结此领域里的最新研究进展.     

聚合物2×2定向耦合型电光开关

设计并制作了一种聚合物2×2定向耦合型电光开关.针对溶胶-凝胶法合成的有机/无机杂化电光材料膜厚较薄的情况,采用一种加载条形波导结构,利用掺有环氧丙脂的聚甲基丙烯酸甲脂-甲基丙烯酸缩水甘油脂作为引导层,在电光薄膜上构成定向耦合器,通过紫外光刻、反应离子刻蚀、电晕极化等工艺,制备了聚合物定向耦合型电光开关,并采用共面波导行波电极以电推挽方式工作.经测试,其器件损耗约为16 dB,开关电压9 V.     

双层介质膜厚度和折射率的测定

<正> 前言在光学器件、电子器件以及磁性元件中,都经常使用双层介质膜和多层介质膜。这些膜往往直接决定着器件的结构和性能,双层膜和多层的研究可促进新型器件的发展。在国内、四川大学物理系林理彬副教授等首先用“双入射角二级近似法”,较精确地同时测定了双层复合介质膜的厚度和折射率。这里将介绍用等效基片等效光学常数法和等效基片等效菲涅尔系数法,在一个入射角下同时测定双层和多层介质膜的厚度和折射率,且可通     

半花菁／氮冠（醚）交替LB多层膜的二阶光学非线性性质

对一种新型的，具有双脂链的盘状非活性分子氮冠（醚）（ＮＣ）ＬＢ膜进行了表征。小角Ｘ射线衍射（ＳＡＸＤ）结果表明：纯ＮＣ分子可以形成非常好的ＬＢ膜有序结构。将它与活性分子半花菁（ＤＡＥＰ）制备成Ｙ型交替多层膜，由于半花菁分子的单脂链（长尾）可以镶嵌在ＮＣ分子的双脂链之间，改善了多层膜的结构有序性及稳定性，从而得到二次谐波强度随层数的变化在１￣１１６双层范围内显示出较理想的平方关系。通过二次谐波的测量     

拉曼光谱和DSC研究人参皂苷分子与DMPC双层膜的作用

探讨药物与细胞膜的作用对于改善药物的药理活性、揭示药物的作用机制具有重要意义。利用差示扫描量热(DSC)和拉曼光谱技术对五种人参皂苷分子与DMPC磷脂双层膜的作用进行了实验研究。结果显示,在人参皂苷分子的作用下,DMPC的极性头部骨架构象没有发生变化。Rb1和Rh2增多了脂肪酰链中无序性的构象,增强了侧链排列的无序性,而三醇组皂苷Re,Rf和Rg1对DMPC双层膜的影响较小。DSC结果进一步表明,Rb1和Rh2均与DMPC双层膜发生了强相互作用,两皂苷分子使DMPC的相变温度显著降低,双层膜的流动性增强。Rf对DMPC双层膜的扰动作用要强于Re和Rg1。     

脂质体结构特性的原子力显微镜研究

用原子力显微镜(AFM)研究了1,2二油酸甘油3磷酸1甘油(DOPG)脂质体胞囊的形态和脂双层膜结构.报道了AFM探针与吸附在氧化硅膜上脂质体的相互作用结果.实验结果表明,在液晶态的DOPG中,AFM图像是一些球形或椭球形颗粒.这些球形或椭球形颗粒与液晶态的DOPG脂质体的结构特性有关.当AFM的探针与脂质体表面相互作用力超过某临界值时,脂质体胞囊破裂,变成脂双层结构.从图上可以看到,第二层的DOPG膜吸附在第一层上,膜的厚度约为5nm. 关键词： 原子力显微镜 脂质体 纳米结构     

同步辐射X光小角衍射法研究尿素对磷脂相变的影响

报道用差示扫描量热和同步辐射X光衍射方法研究尿素对二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)相变的影响.结果表明尿素在任何所研究的浓度下均能稳定层状液晶相而不是反六角相和层状凝胶相,DOPE多重膜的重复间距随尿素浓度的增加而增大.磷脂表面和尿素之间形成氢键或者尿素破坏有序水结构的Hofmeister效应可能是影响DOPE相行为的原因.此外,鼠尾胶原蛋白的X射线小角衍射图谱可以作为小角衍射仪校准与标定的标准.     

荧光显微镜研究极端pH值诱导磷脂支撑膜的侧向再组织

利用荧光显微镜研究了极端pH值诱导支撑磷脂双层膜的侧向再组织.结果表明,在强酸/强碱性溶液中,流动性较好的二油酰磷脂酰胆碱支撑膜出现破裂、分离、出芽或生出微管等与细胞内吞和外排相似的现象.基于极性分子与H+/H3O+或OH-的相互作用,以电中性的磷脂首基为核吸附溶液中的H+/H3O+或OH-.当磷脂膜上下叶吸附的电荷量不同时,引起两叶有效面积差,即磷脂膜曲率不对称,从而诱发磷脂膜出现各种结构和动力学的响应.本研究有助于理解极端环境对生物膜的影响,为研究生物膜的形变过程提供了参考.