两性霉素B与脂质分子混合单层膜热力学特性研究与原子力显微镜观测

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研究发现生物膜的半通透性和边界性与许多生命活动有密切联系,生物膜的研究已涉及到物和医学各个领域,并日趋成为生物医学和生物物理中活跃的前沿课题之一本文以磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和胆固醇作为生物膜的基本骨架,利用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术制备两性霉素B与脂质分子混合单层膜。通过表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的关系,研究水/空界面形成的两性霉素B与脂质分子混合单层膜的热力学特性。根据数据计算弹性模量(Cs-1)、过量分子面积(Aex)以及表面过量吉布斯自由能(ΔGex)等热力学参数。在分子间溶合程度的基础上,定量分析混合单层膜分子之间的动力学特性与热力学特性。通过原子力显微镜对制备的生物膜进行表面检测,进一步佐证了分子间动力学和热力学特性的理论分析。不同比例两性霉素B与胆固醇、磷脂酰乙醇胺二元混合系统的等温线均出现规律排列,当两性霉素B含量增加时,混合单层膜的可压缩性降低,终端膜压呈依次降低。两性霉素/与胆固醇单层膜的过剩分子面积和过量吉布斯自由能偏差变化与表面膜压和两性霉素B含量有密切的联系。两性霉素B/磷脂酰乙醇胺混合单层膜中,过剩分子面积与吉布斯自由能偏差都比较规律,XAmB=0.6位置附近处,单层膜的混合性、稳定性较好。不同比例两性霉素B与磷脂酰胆碱/胆固醇、磷脂酰乙醇胺/胆固醇三元混合系统,等温线均呈现规律排列。在两性霉素B/磷脂酰胆碱/胆固醇混合单层膜中,表面压力为5、10和15mN时,热力学参量的偏差程度基本随表面压力的增大而增大,在20mN时,出现了反向偏差。在两性霉素B/磷脂酰乙醇胺/胆固醇三元混合单层膜中,当两性霉素B含量为XAmB=0.2、0.6位置处,偏差出现极小值;过量吉布斯自由能的偏差随表面压力的增加而增加,在XAmb=0.6位置附近处偏差出现极小值。不同摩尔比下AmB与脂质分子二元、三元混合系统单层膜在固定表面压力下的AFM图像反映了单层膜的高度信息。从图像中可以看出,混合单层膜的凝聚、片状、棒状、网状、链状和颗粒等结构和LB膜缺陷现象,分析不同摩尔比下AmB混合单层膜的结构变化,进一步佐证了单层膜的热力学和相互作用的理论分析。
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