鞘氨醇与DPPC, DPPE单层膜的热力学特性及形态观察

鞘氨醇(sphingosine)是生物体内合成鞘脂的母体化合物, 是生物膜中的重要组分之一. 通过分析表面压力和平均分子面积(π-A)等温线数据分别研究了鞘氨醇与二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)二元组分单层膜的热力学特性, 并在恒定膜压下制备不同摩尔比例的混合脂膜用原子力显微镜进行观测. 实验结果表明: (1)鞘氨醇与DPPC组成的系统中, XD-Sph＝0.2, 0.4, 0.6时, 过量分子面积与过量吉布斯自由能在所研究的表面压力下表现为负值, 而当XD-Sph＝0.8时, 表现为正值; (2)鞘氨醇与DPPE组成的系统中, 当表面压力 π＜25 mN•m－1时, 过量分子面积与过量吉布斯自由能在所研究的组分比例下表现为负值, 当π≥25 mN•m－1时为正值. 混合单层膜的分子面积与表面吉布斯自由能决定了分子间的相互作用, 当为负值时分子间相互作用表现为吸引力, 出现凝聚现象; 为正值时分子间相互作用表现为排斥力, 促使单层膜出现相分离现象. 过量吉布斯自由能值越小, 单层膜的热稳定性越高. 弹性系数曲线分析和AFM图片观测进一步验证了理论分析的结果.     

胆固醇/两性霉素B混合单层膜相互作用的研究

两性霉素B (AmB)为多烯类抗真菌抗生素, 它的吸收过程与生物膜有密切联系. 选用生物膜中的重要分子胆固醇为代表, 通过Langmuir-Blodgett (LB)膜技术测得胆固醇/两性霉素B单层膜表面压力与平均分子面积(π-A)曲线, 定量分析了固定模压下的平均分子面积(A)、弹性模量(C_S^－1)、过量吉布斯自由能(ΔG_ex)等参量. 实验结果表明, 胆固醇/两性霉素B两组分物质的量比与膜压对单层膜的弹性、稳定性以及热力学特性有影响|通过单层膜相互作用参数α进一步佐证了组分间物质的量比和表面压力对混合单层膜稳定性、混合性以及分子间相互作用具有重要影响.     

鞘氨醇／胆固醇单层分子膜的热力学特性及表面形态的AFM观测

脂筏是近年来在生物膜研究中发现的一种富含鞘脂、胆固醇和特殊蛋白质的动态微区结构,其结构和功能的改变,会引发多种疾病．本文利用LB膜技术模拟脂筏的动态微区结构,通过测量表面压力与平均分子面积（π-A）曲线数据,计算出鞘氨醇／胆固醇LB单层膜的过量分子面积（△A（ex））、表面过量吉布斯自由能（△G（ex））、活度系数（f1和f2）以及弹性模量（Cs^-1）,系统的研究了二元组份混合单层膜的热力学特性,并用原子力显微镜对鞘氨醇与胆固醇混合膜的形态进行观察．热力学分析表明过量分子面积和过量吉布斯自由能相对理想状态都具有负偏差作用,这说明分子间相互作用表现为吸引力,且单层膜的稳定性、弹性模量和活度系数的数值明显的依赖于胆固醇与鞘氨醇的比例．AFM观察结果表明,纯鞘氨醇单分子膜表现为小的颗粒体结构;当鞘氨醇与胆固醇按不同摩尔比混合时,随着胆固醇摩尔比例的增加,混合膜呈现出从链状结构向较大的片层与网状共存结构的转化．最终纯胆固醇形成高度紧密的膜结构．AFM实验有力的支持了理论分析的结果．     

磷酯酰乙醇胺与硬脂酸和十八醇二元混合体系单层膜的热力学特性和AFM观测

利用表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的关系, 分别研究了在水/空气界面上形成的磷酯酰乙醇胺(PE)与硬脂酸(SA)和十八醇(OD)二元混合体系的热力学特性. 根据对弹性模量(C_S^-1)、过量分子面积(A_ex)以及表面过量吉布斯自由能(ΔG_ex)等热力学参数的数据计算, 定量分析了混合单层膜分子之间的相互作用. 实验结果表明, PE/SA和PE/OD单层膜两种组分之间摩尔比对其热力学参数有影响. 热力学分析表明, 在X_SA=0.2, 0.8和X_OD=0.8处, PE/SA和PE/OD二元混合体系的热力学参数[过量分子面积(A_ex)和表面过量吉布斯自由能(ΔGex)]相对理想状态均表现为负偏差作用, 说明分子之间的作用为引力作用. 相反, PE/OD二元体系在X_OD=0.2, 0.4, 0.6处, 表现为正偏差作用, 这说明分子之间的作用为斥力作用. AFM观测为PE/SA和PE/OD单层膜热力学特性的理论分析提供了有力的支持.     

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.