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细胞膜一般是由40-50%的磷脂、糖脂等类脂和50-60%的蛋白质组成。双分子层、囊泡、胶束等常用做研究细胞膜的膜模拟剂。囊泡是由两个双亲分子定向单层尾对尾地结合成封闭单分子双层所构成的外壳,和壳内包藏的微水相构成。它可分为两种类型:由天然的或合成的磷脂所组成的囊泡(脂质体)和由双亲分子自组装形成的囊泡。囊泡由于制备相对简单,对脂质体进行修饰,可以使其获得某些与生物体相似的性质,因此囊泡是研究和模拟生物膜的最佳体系。
Gemini表面活性剂是由联接基以共价键将两个两亲分子单体联接而成的,它代表了一类新型表面活性剂。大量的研究表明联接基的性质(长度、柔韧性和化学结构)最终决定了Gemini表面活性剂在溶液中的性质。因而在学术上以及工业上,都对它产生浓厚的兴趣。本文所研究的季铵盐型Gemini表面活性剂是以(CH2)s为联接基的季铵盐型Gemini表面活性剂。
本文以卵磷脂形成的囊泡模拟细胞膜,以Tris缓冲体系模拟细胞膜所处的环境,并根据细胞膜的组成添加胆固醇和蛋白质以构建一种模拟细胞膜的模型。实验通过LB膜分析仪研究胆固醇、卵磷脂、牛血清蛋白(BSA)在气-液界面的行为及相互作用力,并结合停流装置、动态光散射技术和透射电子显微镜等方法研究Genuini表面活性剂破坏卵磷脂囊泡的过程,以及胆固醇、BSA对卵磷脂囊泡稳定性的影响。论文的研究主要分为两部分:
第一部分是胆固醇对卵磷脂囊泡稳定性的影响。混合单分子膜的过剩面积小于零表明胆固醇和卵磷脂是相互吸引的。Zeta电位的测量也说明带正电的胆固醇和带负电的卵磷脂之间存在相互吸引的静电作用力。动力学结果表明胆固醇的添加使卵磷脂囊泡更不易被Gemini表面活性剂破坏,这是因为:表面活性剂嵌入到囊泡的双分子层中,与带负电的卵磷脂囊泡发生静电作用,从而使囊泡结构的双分子层厚度改变,胆固醇的加入,与卵磷脂的极性头部和脂肪酸尾部发生作用,使卵磷脂囊泡的双分子层更加密集,并使囊泡表面的负电性减弱,不利于双子表面活性剂在囊泡表面的吸附和嵌入。
第二部分是BSA对卵磷脂囊泡稳定性的影响。在不同比例下,混合单分子膜的过剩面积都小于零,表明BSA和卵磷脂是相互吸引的。Zeta电位的测量显示BSA的加入对卵磷脂囊泡的表面电位没有多大影响,说明BSA和卵磷脂之间是疏水作用起主导而不是静电作用。动力学结果表明BSA的加入使卵磷脂囊泡更不易被Gemini表面活性剂破坏,这是因为BSA与卵磷脂囊泡具有疏水相互作用,BSA能够定位于卵磷脂囊泡膜相中,而BSA在膜相中的定位使囊泡膜相的疏水性降低,这样Gemiru表面活性剂更不易进入到囊泡的双分子层中。