Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂DPPC在气液界面的混合性质

Gemini表面活性剂作为基因转染的非病毒载体受到国内外学者的广泛关注,其传递过程与细胞膜密切相关。通过Langmuir膜天平测得Gemini表面活性剂18—3—18与磷脂类表面活性剂DPPC混合膜的表面压力与平均分子面积（π-A）等温线,定量分析了平均分子面积（Am）、混合单分子膜的过剩面积（Aex）、过剩吉布斯自由能（△Gex）、混合表面自由能（△Gmix）及相互作用参数等,确定了单层膜的混合性质,并在此基础上研究了18318与DPPC相互作用。用原子力显微镜（AFM）观察了相应LB膜的表面形貌。结果表明：18—3—18与DPPC的物质的量之比及膜压对单层膜的稳定性、热力学特性及它们之间的相互作用有显著影响。特别地,在XDPPC为0．20和0．67时,18—3—18与DPPC混合膜的△Gcx和△Gmix出现了两个极值点,这表明在xDPPC为0．20～0．67之间时,混合膜会出现相分离,与AFM结果一致。     

气液界面阳离子型Gemini表面活性剂-硬脂酸混合单分子膜性质

研究了阳离子型Gemini表面活性剂([C18H37(CH3)2N —(CH2)3—N (CH3)2C18H37],2Br-,简写为18-3-18,2Br-1)和硬脂酸(SA)混合单分子膜在气液界面上的性质;测定了这一混合体系的表面压-平均分子面积(-πA)等温线;计算了混合单分子膜的压缩比(κ)以及过剩面积(Aex)与混合单分子膜的组成(硬脂酸的摩尔分数,xSA)的关系;给出了过剩面积和理想混合面积之比与混合单分子膜组成的关系;并用原子力显微镜(AFM)观察了单分子膜在不同组分下的形貌。结果显示:表面压起始增加值所对应的平均分子面积随xSA增加而降低,并且混合单分子膜由液态扩张膜向凝固态膜转变,混合单分子膜出现严重的负偏离现象。由混合单分子膜的可混合性和非理想性可看出,18-3-18,2Br-1与SA在气液界面上存在较强的相互作用,它们之间容易混合。AFM图像还说明18-3-18,2Br-1分子难以成膜,SA分子易于成膜,在18-3-18,2Br-1中加入SA可以增加18-3-18,2Br-1成膜的可能性。     

双组分单分子膜行为特征的研究

以DPPC／DPPG、DPPC／DOPG、DPPC／DMPA三组二元混合物为对象,制备了相应的单分子膜;并测定其表面压-分子平均面积(π—A)曲线,运用表面热力学原理对其进行分析,建立了过量自由能与表面压、组成等参数之间的函数关系式。实验数据及计算结果表明,该关系式能定量描述双组分单分子膜在舒张-压缩循环过程中的“挤出”现象。     

Fe3O4纳米粒子在气液界面上与Gemini分子的组装

以共沉淀法制得的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性的纳米Fe3O4溶胶作为亚相,在其气/液界面上与Gemini表面活性剂分子进行了组装,用表面压与单分子面积曲线测定、透射电镜(TEM)和布儒斯特角显微镜(BAM)等手段进行了表征.结果表明:SDBS表面修饰后的Fe3O4纳米粒子表面带负电荷,平均粒径约为10 nm;Fe3O4粒子受到Gemini分子中阳离子头基的吸引进入Gemini单分子层,使得其平均单分子面积从1.00 nm2增加到1.28 nm2,崩溃压从34 mN.m-1升高到40 mN.m-1;通过控制Gemini单分子层的表面压在12~15 mN.m-1范围内,Gemini分子形成聚集并规则地排列形成六边形的区域分布在气/液界面上,Fe3O4纳米粒子受到Gemini分子的静电作用进入Gemini单分子层,在气/液界面上组装成具有六边形形貌的Gemini-Fe3O4复合单分子膜.     

Gemini表面活性剂在气/液界面上的微区形貌随表面压的变化

测定了Gemini表面活性剂在pH值为10．86,NaBr浓度为1．0mol／L的溶液气／液界面上的表面压一分子面积的等温线。用自制的Brewster角显微镜(BAM)观察了由Gemini表面活性剂在界面上所形成单分子膜的微区形貌随表面压的变化。结果表明：当pH值为10．86时,Gemini表面活性剂在1．0mol／L NaBr溶液的气／液界面上生成了凝聚态的单分子膜;当表面压较低时,观察到在界面上形成了同心圆结构;随着表面压的增加,这些同心圆可发生聚并而形成多中心结构。     

二十二酸和DPPC单分子膜循环π-A曲线研究

研究了不同表面压处二十二酸（简称BA）和DPPC单分子膜循环π-A曲线,随着循环曲线中选取表面压的升高,压缩曲线和扩张曲线的差别性越大;其热力学分析表明压缩和扩张曲线中聚集自由能（△G^0）有较大改变,结果显示。压缩和扩张曲线在液相区出现明显的不重合,不重合区域的大小反映分子膜聚集程度的大小．     

胶原蛋白在LB膜上的吸附行为研究

基底的性质和制备方法对吸附胶原层的超分子自组装过程有很大的影响,将一种Gemini表面活性剂C18H37(CH3)2N+-(CH2)12-N+(CH3)2C18H37·2Br-(简写为18-12-18)利用LB技术在零压下转移到云母片上制成基底,浸入到pH值为3.0的胶原溶液中37℃恒温吸附不同的时间,样品用原子力显微镜(AFM)进行表征。结果表明:在恒温过程中,LB膜上的表面活性剂分子会发生移动和翻转,胶原分子优先吸附在LB膜上形成单层网状结构,随吸附时间的延长,胶原分子也会在云母上发生吸附,最后两者会交织成无序的胶原纤维。     

气-液界面上的Gemini表面活性剂/DNA复合膜

用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术和原子力显微镜探讨平衡时间、盐浓度和连接基团长度对气-液界面上阳离子型Gemini表面活性剂([C18H37(CH3)2N+-(CH2)s-N+(CH3)2C18 H37]·2Br－,简写成18-s-18,s=3、4、6、8、10、12)与DNA分子之间相互作用的影响.结果表明,表面活性剂与DNA分子之间的相互作用达到平衡时需较长时间;随着盐浓度的增加,盐的屏蔽作用增大,致使表面活性剂与DNA分子之间的相互作用减弱;当连接基团为刚性(s=3、4)时,分子间的空间位阻较小,Gemini表面活性剂/DNA复合膜主要形成纤维结构;而当连接基团为柔性(s≥8)时,分子间的位阻效应增大,则主要形成片状聚集体.     

界面单层膜和囊泡双层膜中胆固醇对饱和磷脂膜的影响

利用界面Langmuir单层膜和大单层囊泡的双层膜研究了不同含量胆固醇对饱和磷脂DPPC膜的影响,以及胆固醇与DPPC的相互作用。在双层膜模型中,使用DPH荧光探针标记膜,通过测量荧光稳态各向异性和荧光寿命,来探讨胆固醇对饱和DPPC双层膜流动性及微粘度的影响。在界面单层模型中,通过压力-面积曲线分析胆固醇对单层膜相变的影响,并计算吉布斯自由能实验值,与维里物态方程拟合得到理论参数相结合,讨论胆固醇与DPPC在膜上的相互作用。结果发现:加入少量胆固醇后,两种模型膜流动性降低,微粘度增大;胆固醇较高时,膜流动性转为增大,微粘度降低。当胆固醇摩尔比大于等于0.5时,流动性达到稳定。流动性的改变与胆固醇影响膜的相变过程有关,胆固醇分子和DPPC分子相互作用力的引力在胆固醇摩尔比为0.5时达到最大。     

纯水亚相二十二酸单分子膜循环曲线研究

利用近来提出的Vollardt方程和二维聚集的准化学平衡模型,研究了不同表面压下的二十二酸(简称BA)单分子膜循环等温(π-A)曲线,其理论计算结果与实验曲线相一致,随着循环曲线中选取表面压的增加,分子膜聚集过程中形成的聚集体单个分子面积(ω(n))减少,而聚集度(ε值)相应增加;另外考察了二十二酸单分子膜热力学性质和聚集作用,其热力学计算表明压缩和扩张曲线中聚集自由能(ΔG0)有较大改变;且从低表面压(9 mN/m)到高表面压(18 mN/m)聚集自由能(ΔG0)的改变量比高表面压(26 mN/m与35 mN/m)时要大.结果显示,压缩和扩张曲线在液相区出现明显的不重合,不重合区域的大小反映分子膜聚集程度的大小.     

低聚阳离子季铵盐表面活性剂与磺基两性表面活性剂之间的相互作用

为对比研究不同寡聚度的阳离子季铵盐表面活性剂与磺基两性表面活性剂之间的相互作用,合成了一种Gemini阳离子季铵盐表面活性剂Malic-2C12及一种三聚阳离子季铵盐表面活性剂Citric-3C12。通过表面张力技术,分别研究了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、Malic-2C12及Citric-3C12与磺基两性表面活性剂芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱(EHSB)之间的相互作用。结果表明,DTAB与EHSB的混合行为接近于理想混合。然而,Malic-2C12或Citric-3C12与EHSB混合体系的临界胶束浓度(CMC)均低于理想混合模型的CMC,表明两种表面活性剂分子在混合胶束中存在协同作用。表面活性剂分子优先进入体相聚集形成混合胶束,而在表面吸附层中的排列变得疏松,导致Malic-2C12或Citric-3C12与EHSB混合体系的表面张力(γCMC)反而高于单一表面活性剂体系。另外,结合相互作用参数结果,发现随着阳离子表面活性剂的寡聚度由1(DTAB)增加至2(Malic-2C12)再到3(Citric-3C12),其与EHSB之间的协同作用逐渐增强,存在协同作用的比例区间逐渐增大,但寡聚度逐级增加所带来的增效逐渐放缓。     

含二茂铁季铵盐有序分子膜的组装与性能研究

在考察了二茂铁季铵盐的表面活性的基础上,制备了含二茂铁季铵盐/氯仿/苯/二次蒸馏水的反相微乳液及二茂铁季铵盐/十八酸混合单分子膜,并通过电导率仪和动态激光光散射仪等对所制备的微乳液进行了表征。结果表明,苯和氯仿的体积比为7∶3的混合溶液为该微乳液形成的最佳有机溶剂;微乳液形成过程中,二茂铁季铵盐的浓度为0.10~1.00mmol/L,10mL微乳液中增溶水量为6~8μL时为佳。若加助表面活性剂正戊醇,则其最佳体积含量为20%。二茂铁季铵盐很难单独在气/液界面铺展成膜,而其与十八酸的混合体系可形成稳定的单分子膜,且二茂铁季铵盐/十八酸混合体系的成膜性能随十八酸含量的增加而增强。     

二棕榈磷脂酰胆碱单分子膜诱导碳酸钙结晶

磷脂单分子膜是生物膜的简化模拟体系,采用二棕榈磷脂酰胆碱(DPPC)作为单分子膜的成膜材料将使该领域的研究进一步接近生物体系。利用LB技术,模拟生物体系研究二棕榈磷脂酰胆碱(DPPC)单分子膜对碳酸钙晶体生长的取向和形貌的控制作用。研究表明DPPC单分子膜对碳酸钙晶体的取向和形貌有很好的控制作用。     

碱性磷酸酶定位方向对DPPC液晶单层膜热力学特性的影响

采用3种不同方法将碱性磷酸酶(AP)添加在DPPC单层膜系统中,从热力学角度研究了AP对DPPC单层膜的影响,旨在从分子水平探讨AP分子与磷脂生物膜的作用机理。结果表明,用共同铺展法和亚相溶解法添加AP后,DPPC单层膜的相变不受影响。在低表面压力下,AP在膜上的定位从长轴与界面平行变为垂直方向,这改变了膜体系中分子间的相互作用力,减小了膜体系的混乱程度,增大了膜体系的能量。而用亚相注入法添加蛋白AP后,DPPC单层膜的相转移变得不明显,在低表面压力下AP分子的定位方向不变。在高表面压力下,AP分子可能被DPPC胶束包裹,并释放到单层膜外,这不仅改变了体系分子间的相互作用力,而且增大了体系的混乱程度,并减小了体系能量。碱性磷酸酶分子的定位方向对其与磷脂膜的相互作用起到至关重要的作用。     

Tween 40/Gemini体系中spacer长度对复配体系效能影响的核磁共振研究

聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯Tween 40(T40)是一种常见的非离子表面活性剂,利用核磁共振技术的化学位移的变化、自旋-自旋弛豫时间和自旋-晶格弛豫时间、自扩散系数以及二维NOESY谱,研究了T40与双子表面活性剂(Gemini)四亚甲基-1,4-双(十二烷基氯化铵)、八亚甲基-1,8-双(十二烷基氯化铵)二元复配体系混合胶束的形成、大小变化、排列方式、复配比例、相互作用点以及T40/Gemini体系中联接基团(spacer)长度对复配体系效能的影响等.实验表明:T40/Gemini复配体系中,协同效应最佳摩尔比均为2.5∶1,且随着联接基团的增加,分子间的相互作用力有所下降.     

天然条件下单分子膜阻蒸发速率的测定

不溶性表面活性剂,可以在水面上形成单分子膜,单分子膜的一个重要应用就是阻止水的蒸发,因此可以作为抑制水蒸发的阻止剂.本文简介了单分子膜的一些性质,着重讨论了在天然条件下,有膜与无膜水的蒸发速率问题,并讨论了气候条件对蒸发速率和膜阻蒸发速率的影响.最后对此项技术的应用前景作了预测.     

吐温-80与脂质体膜相互作用机理的研究

研究了表面活性剂吐温-80(聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯)与脂质膜间的相互作用机理,运用浊度测定、DSC1、H—NMR等分析手段验证了脂质膜的立体稳定结构.结果表明:吐温-80在水相与脂质相间分配达到饱和时的质量浓度为1.3%,与脂质膜开始增溶成混合胶团时的质量浓度为2.6%.当Re<0.5时,表面活性剂单体在溶液和脂质双层膜中分配,溶液中表面活性剂单体和囊泡并存,脂质双层囊泡膨胀,粒径逐渐增大,形成一个肿胀的脂质囊泡.当0.5相似文献   

非离子Gemini表面活性剂在固-液界面吸附的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法对非离子Gemini表面活性剂在固-液界面的吸附进行了模拟,得到了吸附层厚度、吸附量和链节密度分布,并用两阶段吸附模型拟合了吸附等温线。同时,对Gemini表面活性剂和传统表面活性剂在界面的竞争吸附进行了模拟。结果表明:随着对比温度的升高,单一非离子Gemini表面活性剂在疏水性界面的吸附层厚度减小,吸附量降低,吸附等温线符合两阶段吸附模型。在相同能量参数下,Gemini表面活性剂在界面吸附的能力远比传统表面活性剂在界面吸附的能力强,它可将表面上已吸附的传统表面活性剂解吸下来,从而影响界面性质。     

羟基取代双烷烃链苯磺酸盐水气界面单层膜的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察2-羟基-3,5-烷基苯磺酸钠表面活性剂分子在水气界面形成单层膜的过程,通过体系各组分的密度分布分析单层膜的形态,采用径向分布函数和氢键分布考察含有羟基的极性基在界面处的吸附构型,并根据转动时间相关函数对双疏水链的吸附构型进行分析。结果表明:羟基的存在减弱了极性基之间的静电排斥作用,增加了分子的饱和吸附量;两条烷烃链具有不同的界面吸附构型,烷烃链间的叠加缠绕增强了溶剂对表面活性剂分子的疏水力作用。     

季铵盐型双子表面活性剂18-4-18的合成

以十八烷基二甲基叔胺与1,4-二溴丁烷为原料合成季铵盐型双子表面活性剂18-4-18,并通过单因素法确定该反应的最佳工艺条件。由实验得出合成18-4-18的最佳反应条件为:反应温度70℃,将1,4-二溴丁烷加入到过量的十八烷基二甲基叔胺中,反应物摩尔比为n(十八烷基二甲基叔胺):n(1,4-二溴丁烷)=2.2:1,保温搅拌48 h,反应产率为75.6%。