化学物质与生物膜相互作用的液晶态构象研究

采用近代物理技术对化学物质与生物膜相互作用的液晶态构象进行了研究.结果表明:在外界环境的影响下,生物膜的液晶态可以从双层相变成非双层相.这些非双层相除常见的立方相、六角形相外,还存在一些更复杂的中间相,即片层立方相、片层六角相和立方六角相结构.实验发现,化学物质有使生物膜的液晶态趋于形成非双层相的作用.其离子半径、分子间van der Waals力、静电力、以及pH值的大小对生物膜的液晶态结构都有一定的影响     

石墨烯材料与模拟生物膜界面相互作用的研究进展

石墨烯材料在生物领域的蓬勃发展使其纳米生物界面研究已成为纳米生物学研究的热点方向。生物膜是石墨烯材料进入生物体系环境中的第一道屏障,深入理解石墨烯材料与磷脂膜间的相互作用,对于石墨烯基生物材料的功能界面优化设计和生物学效应控制具有极为重要的意义。本文对石墨烯材料进行了简要介绍,系统总结了近几年石墨烯材料与模拟生物膜相互作用的研究进展,并对其研究方向进行了展望。     

小角X射线散射法研究CH2Cl2,CHCl3和CCl4对PE液晶结构的影响

采用小角X射线散射法研究了CH_2Cl_2、CHCl_3和CCl_4对磷脂酰乙醇胺(PE)液晶结构影响的机理.CH_3Cl_2、CHCl_3和CCl_4对PE液晶结构影响的差别主要是其空间旋转电子云密度分布形状不同所致.空间旋转电子云密度分布呈椭球状的物质有使PE液晶形成六角形H_1相的趋向;呈圆锥状的物质有诱发PE液晶形成立方六角相的趋向;呈球状的物质有使PE液晶形成片层立方相的趋向.     

脂质体电动色谱法评价阿魏酸与生物膜的相互作用

利用脂质体与生物膜结构的相似性,将脂质体加入毛细管电泳缓冲溶液中作为假固定相,在数分钟内测定了阿魏酸的脂水分配系数Klw,建立了脂质体电动色谱评价阿魏酸与生物膜相互作用的方法。研究了脂质体中胆固醇的含量、缓冲溶液pH值和缓冲体系对Klw的影响。结果表明,在实验条件范围内(胆固醇含量0~30%,pH值4.0~12.0),胆固醇含量升高,缓冲溶液pH值增大,Klw降低;在不同的缓冲体系中,离子强度越大,Klw越大。脂水分配系数的变化反映了阿魏酸与生物膜相互作用。     

表面修饰富勒烯的聚酰胺-胺树枝状分子与生物膜的相互作用研究

采用粗粒化的分子动力学模拟,研究了末端修饰富勒烯(C60)的聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状分子在水溶液中的结构变化以及其与磷脂膜相互作用行为.发现修饰后的PAMAM分子大小随嫁接数目的增多而减小,而形状变化并不明显,分子仍是近球形结构;同时发现C60分子因疏水作用聚集在一起.与膜作用后,因C60分子插入到双层膜内,导致分子由球形稍微向椭球形改变,分子大小也稍微增大.同时发现PAMAM分子紧紧分布在磷脂膜表面,局域膜厚度变小.     

模拟生物膜色谱用于预测药物的小肠吸收

采用涂敷磷脂的硅胶为模拟生物膜色谱固定相,与传统的凝胶体相比固定相的机械强度及磷脂固载能力均有较大提高,且有较好的稳定性。研究发现氢化可的松等6种药物在模拟生物膜色谱上pH5.4、pH7.0及pH7.4三种缓冲环境下的色谱保留值迭加的结果能够与药物的肠吸收指数押送好的拟合,线性相关系数为0.9365,该结果高于单一pH条件下拟合结果,并将此结果与药物在C18反相色谱上的保留值及辛醇-水系统下的分配系数与药物的小肠吸收的拟合结果进行比较,表明与这两种模型相比模拟生物膜色谱预测药物的小肠吸收有更高的准确度。     

鞘磷脂和神经节苷脂对磷脂酰乙醇胺混合脂超分子体系液晶态立方相Im3m和Pn3m结构影响的研究

用磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Sphingomyeline, Sph)、神经节苷脂(Gm1)和胆固醇(Chol)模拟了生物膜超分子体系液晶态结构, 通过用小角X射线衍射(SAXD)对混合脂体系液晶态结构进行了研究, 鉴定出了两种立方相: 即Im3m(Q²²⁹)和Pn3m(Q²²⁴)结构. 实验发现, 鞘磷脂的含量对DEPE膜的结构有一定的影响, 随着鞘磷脂浓度的增加, 混合脂体系的液晶态结构发生了由Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴)的变化. 神经节苷脂(Gm1)的含量对混合脂体系的液晶态结构也有一定的影响, 当神经节苷脂(Gm1)含量达到某一临界值时, 混合脂体系的液晶态结构发生了从Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴) 的变化. 当DEPE-Shp-Gm1超分子聚集体中含有胆固醇时, 胆固醇的极性头部(—OH)与磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Shp)、神经节苷脂(Gm1)的极性头部通过氢键相互作用形成液晶态立方相Im3m(Q²²⁹)结构, 再通过疏水/亲水相互作用形成稳定的Pn3m (Q²²⁴)结构.     

糖和盐类物质对生物膜超分子结构稳定性影响的研究

用原子力显微镜(AFM)和小角X射线(SAXS)技术, 研究了NaCl、KCl、胆固醇、葡萄糖和蔗糖等与膜脂的相互作用. 研究发现它们能引起脂质膜超分子体系液晶态结构的变化. 葡萄糖和蔗糖对脂双层膜结构有稳定作用. 在NaCl溶液中制成的脂质膜, 随着NaCl浓度的增加, 它们的双层膜更稳定. 在KCl溶液中结果恰好相反. AFM研究发现液晶态脂双层膜结构与双亲性分子的结构、浓度以及介质的组分和pH等因素有关. 在1,2-反十八碳-3-磷脂酰乙醇胺(DEPE)液晶态中, 钠盐诱导形成Q²²⁹(Im3m)立方相. 油酸的含量对DEPE-PVP(聚乙烯吡咯烷酮)超分子结构也有一定的影响, 当油酸含量达到某一临界值时, 则发生从Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴)的转变. 胆固醇能促使形成Pn3m(Q²²⁴)和六角相H_II共存相. 研究结果表明, 生物膜超分子聚集体的氢键、分子van der Waals力、离子的静电力等这些弱相互作用的协同性、方向性和选择性, 可能决定着生物膜的结构和功能.     

表面等离子体共振技术研究生物膜的进展

利用表面等离子体共振技术研究生物膜是近年来兴起的一个热门课题。文章综述了表面等离子体共振技术的基本原理、主要的成膜方式、研究进展以及发展趋势。     

卵磷脂涂敷生物膜色谱固定相的制备及其稳定性的考察

 将卵磷脂涂敷的硅胶作为生物膜固定相 ,并以此研究了药物与生物膜的相互作用。实验发现 ,卵磷脂涂敷的硅胶固定相的适宜使用温度为 2 0℃～ 30℃ ,而且卵磷脂中合适的胆固醇含量会使制备的生物膜固定相的稳定性有所增加。对药物在这种生物膜色谱固定相上的保留行为的研究表明 ,胆固醇含量、缓冲试剂组成、流动相中盐浓度及pH值等都会影响色谱柱对药物的选择性。卵磷脂涂敷生物膜色谱固定相的制备方法简便 ,通过固定相及流动相的改变可以很方便地模拟人体的生理环境 ,因而可以用于研究药物在体内的吸收和分布状况以及药物的初步筛选。     

Modern Methods for Studying Polymer Complexes in Aqueous and Organic Solutions

This review summarizes published data concerning modern physicochemical methods used to study complexation processes of polymers in solutions. Some of them—dynamic light scattering, nanoparticle tracking analysis, transmission electron microscopy, cryotransmission electron microscopy, atomic force microscopy, small-angle neutron scattering, analytical-velocity sedimentation, and luminescence methods—make it possible to gain insight into the structure of polymer complexes, while the other methods, such as isothermal titration calorimetry and surface plasmon resonance, provide an opportunity to assess the intensity of specific interactions between complex components.     

高分子在固液界面吸附构象的研究方法及手段

高分子在固液界面的构象表征对其功能实现及实际应用具有重要意义,是高分子研究领域的热点之一.由于高分子吸附构象的复杂性及其影响因素的多样性,选择合适的方法及手段成为表征的关键.本文简单介绍了影响高分子构象的一些因素,并从仪器分析的角度出发,根据研究目的综述了高分子与固体表面的键合方式、在固液界面的吸附方式、吸附行为及吸附层微观结构的研究方法和手段.     

Calorimetric Evaluation of Glycyrrhetic Acid (GA)- and Stearyl Glycyrrhetinate (SG)-Loaded Solid Lipid Nanoparticle Interactions with a Model Biomembrane

Glycyrrhetic acid (GA) and stearyl glycyrrhetinate (SG) are two interesting compounds from Glycyrrhiza glabra, showing numerous biological properties widely applied in the pharmaceutical and cosmetic fields. Despite these appreciable benefits, their potential therapeutic properties are strongly compromised due to unfavourable physical-chemical features. The strategy exploited in the present work was to develop solid lipid nanoparticles (SLNs) as carrier systems for GA and SG delivery. Both formulations loaded with GA and SG (GA-SLNs and SG-SLNs, respectively) were prepared by the high shear homogenization coupled to ultrasound (HSH-US) method, and we obtained good technological parameters. DSC was used to evaluate their thermotropic behaviour and ability to act as carriers for GA and SG. The study was conducted by means of a biomembrane model (multilamellar vesicles; MLVs) that simulated the interaction of the carriers with the cellular membrane. Unloaded and loaded SLNs were incubated with the biomembranes, and their interactions were evaluated over time through variations in their calorimetric curves. The results of these studies indicated that GA and SG interact differently with MLVs and SLNs; the interactions of SG-SLNs and GA-SLNs with the biomembrane model showed different variations of the MLVs calorimetric curve and suggest the potential use of SLNs as delivery systems for GA.     

固定化脂质体色谱研究中药复方的细胞膜通透性成分及其质量控制

提出了固定化脂质体色谱(immobilized liposome chromatography,ILC)研究中药复方的细胞膜通透性成分及其质量控制的方法。以当归补血汤及其组分为例,考察了它们在ILC色谱柱上的分离效果;当归补血汤水提取液和75％乙醇提取液在ILC色谱柱上各有8个保留峰,当归水提取液、甲醇提取液和75％乙醇提取液在ILC色谱柱上分别有3、6、9个保留峰,黄芪水提取液、甲醇提取液和75％乙醇提取液在ILC色谱柱上各有7个保留峰;建立了当归补血汤及其组分中阿魏酸和蒿本内酯的定量分析方法,当归补血汤水提取液和75％乙醇提取液中阿魏酸的含量分别为0．0743％和0．0688％,蒿本内酯的含量分别为0．0472％和0．457％,当归水提取液和75％乙醇提取液中阿魏酸的含量分别为0．0694％和0．0691％,蒿本内酯的含量分别为0．0781％和0．455％。     

Combination of Chromatographic Separation Methods with Mass Spectrometry—a Modern Technique for Studying Metabolism

Powerful separation methods developed during the past few decades, in particular glass capillary gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC), can be combined with sensitive methods of detection such as mass spectrometry (MS) to provide new insights into metabolic processes. Research in a field that was long thought to be exhausted has thus been revitalized. New perspective have been opened up for studying the metabolism of foods, spices and flavorings, drugs, and compounds produced in the body as well as for establishing the way in which the organism rids itself of harmful substances or how and when these compounds can interfere with the metabolic processes occurring in the body.     

Conformational landscapes of bimesogenic compounds and their implications for the formation of modulated nematic phases

ABSTRACT

The twist-bend phase (N_TB) is most commonly observed in materials with a gross-bent shape: dimers; bent-cores; bent-oligomers. We had suggested previously that the bend-angle of such systems effectively dictates the relative thermal stability of the N_TB phase. However, our earlier paper relied on the use of a single energy-minimum conformer and so failed to capture any information about flexibility and conformational distribution. In the present work, we revisit our hypothesis and examine a second set of dimers with varying linking groups and spacer composition. We have improved on our earlier work by studying the conformational landscape of each material, allowing average bend-angles to be determined as well as the conformer distribution. We observe that the stability of the N_TB phase exhibits a strong dependence not only on the Boltzmann-weighted average bend-angle (rather than just a static conformer), but also on the distribution of conformers. To a lesser extent, the flexibility of the spacer appears important. Ultimately, this work satisfies both theoretical treatments and our initial experimental study and demonstrates the importance of molecular bend to the N_TB phase.     

指纹遗留时间的研究方法

自19世纪末期,指纹鉴定一直是世界上犯罪侦查中最有效的个体识别物证手段之一。但是,指纹遗留时间的确定至今仍是一个相对未开发的研究领域。指纹脊线的物理形貌特征和残留物的化学成分因遗留者、遗留客体和环境的不同而产生显著差异。而且,随着指纹存留条件和老化时间的不同,其物理特征和化学组成的分子种类及含量等也随之变化。研究指纹残留物的物理特征和起始化学组成以及随遗留时间的变化关系是法医科学研究的重点课题,不仅有利于发展新的指纹检测方法和技术,而且可以提升鉴别犯罪现场发现的指纹的相关性。本文主要讨论已发展的各种方法和技术,如液相色谱、荧光光谱、红外光谱、紫外-可见光谱、拉曼光谱、质谱和高分辨率成像等方法,以及这些方法在指纹残留物的物理特征和化学组成及其随遗留时间的变化关系的研究中取得的进展以及局限性。最后,对发展潜在更可靠的指纹遗留时间确定方法中面临的挑战和未来的发展趋势进行展望。