Gemini表面活性剂诱导卵磷脂囊泡结构改变的机理研究

【摘要】： 囊泡是由两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。细胞膜一般是由40-50%的类脂和50-60%的蛋白质组成。按照流体镶嵌模型,由磷脂和糖脂等类脂构成的双分子层是生物膜的基本骨架,而蛋白质则包埋于磷脂基质中,可以从两侧表面嵌入或穿透整个双层分子,起着渗透屏障的作用。双分子层的每个磷脂分子都可以自由横向移动,其结果使双分子层具有流动性、柔韧性、高电阻性及对高极性分子的不通透性。因此,生物膜结构不是僵硬、静止的,而是动态、流动的结构。 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(CH_2)s为联接基的季铵盐型Gemini表面活性剂。 本文采用卵磷脂自发形成的囊泡来模拟细胞膜,以缓冲体系模拟细胞所处的环境,研究季铵盐Gemini表面活性剂对卵磷脂囊泡结构的影响以及胆固醇对囊泡结构稳定性的作用,并对其机理进行了探讨。论文的研究内容分为二部分: 第一部分是研究季铵盐型Gemini表面活性剂对未添加胆固醇,即单纯的卵磷脂囊泡稳定性的影响。用动态光散射技术、停流法、电子透射显微镜以及荧光探针的方法,研究不同联接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂对卵磷脂囊泡结构改变的影响,并借助理论模型和临界堆积参数理论探索Gemini表面活性剂诱导囊泡结构改变的机理。实验结果表明表面活性剂诱导囊泡结构改变的主要原因是表面活性剂嵌入到囊泡的双分子层中从而改变了囊泡的表面电荷强度以及嵌入后的表面活性剂在囊泡双分子层中分布的不均匀性。此外,表面活性剂分子的结构也对其产生影响,不同联接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂对囊泡结构改变的影响不尽相同,但会呈现出一定的规律性。 第二部分是研究季铵盐型Gemini表面活性剂对添加了胆固醇的卵磷脂囊泡的影响。实验结果表明,同样浓度的季铵盐型Gemini表面活性剂对添加了胆固醇的卵磷脂囊泡体系的破坏能力较弱。因此推测这是由于胆固醇分子与卵磷脂分子之间是相互吸引,导致其形成的囊泡结构更加紧密,从而阻止了季铵盐型Gemini表面活性剂对其的破坏作用。