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。     

磷脂膜的相行为对氧化石墨烯与磷脂膜相互作用的影响

通过使用不同相变温度的磷脂分子并调节二者的比例构筑了不同相态的磷脂膜,并利用表面增强红外光谱和激光共聚焦显微镜研究了磷脂膜的相行为对氧化石墨烯和磷脂膜相互作用的影响.结果表明,氧化石墨烯对磷脂膜中磷脂分子的抽提作用具有显著的相态选择性,其选择性地抽提流动相的磷脂分子;氧化石墨烯对流动相磷脂的抽提作用受到膜中凝胶相磷脂存在比例的影响,只有在流动相磷脂分子占磷脂膜中磷脂分子的绝大部分时才能够发生抽提作用,且只有流动相的磷脂分子被抽提.     

肥皂草素和膜脂相互作用的研究

利用外源荧光探针研究了肥皂草素和膜脂相互作用后膜物理状态变化的特征。ＳＯ－６与磷脂双分子层作用后，可以引起双分子层内含物的释放，使磷脂双分子层发生搅动；ＳＯ－６可以降低磷双分子层膜的流动性。根据上结果，提出了肥皂草素与模拟膜作用的初步机制。     

磷脂膜色谱及其在药物跨膜转运评价中的应用

磷脂膜色谱是固态基质上的有序磷脂分子单层体系采用色谱学方法仿真药物与细胞膜相互作用过程,可用来评价药物的细胞膜渗透性和活性。硅胶表面上的磷脂单分子层模拟了单层细胞膜,因此药物的磷脂膜色谱保留行为可用于预测药物与细胞膜的相互作用。目前考察药物跨膜转运的模型主要有正辛醇/水系统、脂质体/水系统、反相色谱（ODS）以及磷脂膜色谱。与前述3种系统比较,磷脂膜色谱除了具有高效、简便等特点外,同时能模拟药物与生物膜之间疏水作用力以外的其他作用力,因此对磷脂膜色谱的研究也越来越深入。由于药物细胞膜渗透性对其有效性和安全性起着关键作用,因此磷脂膜色谱在新药研发早期阶段的介入可以有效地降低后期候选药物的淘汰率,提高新药的研发效率。该文就磷脂膜色谱的研究及在药物跨膜转运评价中的应用进行了综述。     

自组装ITO/双层磷脂膜的制备及其光电行为研究

在ITO(Indium-tin-oxide)导电玻璃电极上制备上自组装双层磷脂膜和经C60修饰的双层磷脂膜,研究了这种自组装双层磷脂膜的光电行为,考察了偏压、溶液中的给体和受体的浓度对自组装膜光电流强度的影响,讨论了C60分子对光电子跨膜传递过程的促进作用。     

尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用

本文通过扫描电子显微镜、Molau试验、DSC、红外光谱和ESCA能谱研完了尼龙-聚乙烯共混物的界面相互作用机理。结果表明,界面相容剂的化学偶联对促进两相之间的界面结合和改善共混物的微观结构形态起着重要作用。     

DMPC与蛋白质在气-液界面上复合组装过程研究

对磷脂DMPC与蛋白质(β-lactoglobulin,β-casein或humanserumalbumin)组成的复合单分子膜在压缩过程中的相变进行了研究,同时通过Brewster角显微镜观察了磷脂与蛋白质在空气-水界面处发生的自组装过程。发现当低表面压时在DMPC/β-casein,DMPC/humanserumalbumin和DMPC/β-lactoglobulin复合单分子膜上分别出现线状和块状微区,而在较高表面压时只有DMPC/β-casein体系出现钩状的微区。说明微区的形貌与蛋白质的种类及构象变化有关。     

基于两分子和三分子相互作用的流体界面张力研究

提出了一个改进的密度泛函理论模型.该模型同时考虑了流体中两分子和三分子相互作用对体系Helm hlotz自由能的贡献,对Ar,N2,CH4,CO2等四种流体的气液界面张力进行了预测,结果与实验值均吻合良好.通过与仅考虑两分子作用的理论计算值和分子模拟值进行比较,表明流体中的三分子相互作用对描述非均相流体的结构与性质有重要影响.     

盐溶液中磷脂膜的组装及电场诱导的结构转变

在与生理介质等渗的盐溶液中,借助于原子力显微镜（AFM）和荧光漂白恢复（FRAP）技术,分别研究了中性磷脂和带电磷脂在高定向热解石墨（HOPG）表面上的分子排列、组装以及施加电场对其结构的诱导变化。结果表明,所考察的磷脂在室温下均以凝胶态的单层膜形式铺展在HOPG上,并组装形成纳米尺度的半胶束结构,表面呈现波纹形貌。施加适度的电场（±1.0 V）在诱导磷脂分子的排列和结构发生转变时起主要作用,界面溶剂化力和离子效应起次要作用。研究结果对生物电化学功能器件的模拟以及基于磷脂的实验室芯片开发等具有重要意义。     

基于石墨烯和量子点自组装膜的能量转移构筑的高灵敏度DNA界面荧光传感

以QDs作为荧光探针, HIV1病毒序列DNA为研究对象, 设计了Quartz/PDDA/PSS/PDDA/CdTe/ssDNA自组装膜, 利用氧化石墨烯(GO)猝灭自组装膜上CdTe QDs的荧光, 而靶DNA(tDNA)与自组装膜表面ssDNA的互补配对作用使GO与CdTe QDs的距离增加, 导致自组装膜上量子点的荧光恢复, 由此建立了一种基于GO与QDs自组装膜之间荧光共振能量转移的快速灵敏检测DNA的界面分析方法, 检出限为7.26×10^-14 mol/L. 本方法制备的DNA探针操作简单, 自组装膜表面修饰的ssDNA提高了方法的选择性, GO的猝灭作用降低了检测背景, 极大地提高了荧光分析方法的灵敏度.     

制菌霉素与固体支撑磷脂膜的相互作用

为了更好地了解制菌霉素的作用机理, 本文利用表面等离子体共振(SPR)和交流阻抗两种技术, 考察了制菌霉素与不含固醇的固体支撑纯磷脂膜的相互作用, 结果发现, 制菌霉素可与纯磷脂膜相互作用, 并可能在膜上形成微孔.     

高效液相色谱法测定大鼠肝过氧化物酶体膜磷脂

 用 HPL C测定了过氧化物酶体膜磷脂的含量。用 Folch法提取膜脂质 ,以 μ-Porasil Si60为固定相 ,以乙腈-甲醇 -磷酸为流动相 ,采用梯度洗脱 ,紫外检测波长 2 0 5 nm。标准回收率 :心磷脂 (C)为 (1 0 3 .97± 1 2 .5 7) % ,磷脂酰肌醇 (PI)为 (88.2 3± 5 .42 ) % ,磷脂酰丝氨酸 (PS)为 (90 .3 3± 6.84) % ,磷脂酰乙醇胺 (PE)为 (84.41±1 0 .2 2 ) % ,磷脂酰胆碱 (PC)为 (89.78± 8.70 ) % ,鞘磷脂 (SM)为 (84.0 4± 1 2 .0 6) %。最小检出限分别为 :C1 2ng,PI 8ng,PS 2 3 ng,PE 4ng,PC 2 3 ng,SM 7ng。线性关系与回收率较好 ,结果令人满意。     

毛细管气相色谱法测定大白鼠生物膜标本中磷脂脂肪酸的含量

用十七烷酸（Ｃ＿（１７：０））作内标,对大白鼠红细胞膜、肝徽粒体膜、心肌细胞线粒体膜等生物细胞膜中磷脂脂肪酸含量进行毛细管气相色谱分析。通过低温差速离心,从大白鼠血、肝及心组织中获得纯净的红细胞膜、肝微粒体膜及心肌细胞线粒体膜。用正己烷萃取去掉可能残存于膜样品中的游离脂肪酸,用氯仿甲醇混合提取液提取膜类脂,以５％三氯化用甲醇溶液加热回流,使磷脂脂肪酸水解并甲酯化,其平均酯化率为９４．５％。对各次加入不同量Ｃ＿（１２：０）→Ｃ＿（２２：６）的回收率为９４．５％～９９．８％。     

Phospholipid monolayers

Summary The action of polymerized silicic acid on lecithin and cephalin monolayers brings about changes in its physical state, molecular area, and pressure of collapse. These changes are more notable in the case of lecithins, varying not only with the substrate pH, but also with the length of the hydrocarbon chains of the fatty acids that esterify glycerol in the molecules of these substances. The different actions observed between silicic acid and the lecithin and cephalin monolayers are explained with the help of different models.With 11 figures     

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.     

A Novel Approach for the Surface Modification of Polymeric Membrane with Phospholipid Polymer

A new economic and convenient method to modify the surface of microporous polypropylene (PP) membranes with phospholipid polymer was given. The process included the photo-irradiated graft polymerization of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and the ring-opening reaction of the grafted polyDMAEMA with 2-alkyloxy-2-oxide-1,3,2-dioxo-phospholanes (AOP). Four AOPs, whose alkyloxy groups consisted of dodecyl, tetradecyl,hexadecyl and octadecyl moieties, were used to convert the grafted polyDMAEMA to phospholipidpolymers. FT-IR spectra confirmed the chemical change of membrane surface. Platelets adhesion experiment indicated that PP membrane with excellent blood compatible surface could be fabricated by this method.     

层层自组装聚电解质多层膜的制备及在膜分离中的应用

扼要论述了聚电解质自组装膜制备过程中电荷密度、驱动力及增长方式等对膜厚和膜结构影响的基本规律,着重介绍了近年来聚电解质自组装渗透气化膜和离子分离膜研究概况。对聚电解质自组装分离膜今后的研究工作提出了建议。     

层层自组装聚电解质多层膜的制备及在膜分离中的应用

扼要论述了聚电解质自组装膜制备过程中电荷密度、驱动力及增长方式等对膜厚和膜结构影响的基本规律,着重介绍了近年来聚电解质自组装渗透气化膜和离子分离膜研究概况。对聚电解质自组装分离膜今后的研究工作提出了建议。     

Phospholipid Bilayers as Molecular Models for Drug-Cell Membrana Interactions. The Case of the Antiinflamatory Drug Diclofenac

Phospholipids are amphipatic molecules with long hydrophobic acyl chains and zwitterionic polar heads which assemble into different types of molecular aggregates. The most relevant is the bilayer because of its relation with cell membranes, which are very complex entities. For this reason, simpler molecular models based on phospholipids bilayers are widely used. We have determined the bilayer structure of phospholipids located in the outer and inner monolayers of most cell membranes, and use them as molecular models to study the way different chemicals of biological interest interact with cell membranes. We present the results of our studies on the nonsteroidal anti-inflammatory drug diclofenac, from which little is known about its effects on human erythrocytes. This report presents the following evidence that diclofenac interacts with the human red cell membrane: a) X-ray diffraction and fluorescence spectroscopy of phospholipids bilayers show that diclofenac interacts with a class of lipids found in the outer moiety of the erythrocyte membrane; b) in isolated unsealed human erythrocyte membranes the drug induced a disordering effect on the acyl chains of the membrane lipid bilayer; c) in scanning electron microscopy studies on human erythrocytes it was observed that the drug induced morphological changes different from their normal biconcave shape.     

修饰离子聚合度对膜-颗粒体系静电自组装的影响

采用不同聚合度的季铵阳离子聚合物作为修饰离子,对纳米Pt颗粒的合成及其在全氟磺酸膜(Ｎａｆｉｏｎ)上的静电自组装行为进行了研究,结合Ｎａｆｉｏｎ膜电导率的变化对膜-颗粒自组装机理进行了分析。结果表明:自组装过程中Ｎａｆｉｏｎ膜电导率的下降总是比Pt组装量的上升先达到平衡,表明膜-颗粒体系(MPS)的静电自组装是一个先由大量的小阳离子占据空位,然后由离子修饰的大颗粒(纳米Pt)取代的过程；改变修饰离子的聚合度同时会引起组装液中游离修饰离子的数目的变化,从而对电导率的衰减速度和组装第二阶段的脱附-组装平衡造成影响,因此随着修饰离子聚合度的增加,导电率达到平衡的时间增加,组装量达到平衡的时间减少。