磷脂与胆固醇混合单分子层(LB膜)结构性质的研究

气液界面上人工铺展的脂类单分子层(LB膜)作为生物膜研究的一种模型正越来越引起人们的重视.我们利用LB膜技术可以严格地控制膜组份及压力等参数的特点,并与扫描电镜形貌观察相结合,对DMPE/Cholesterol二元混合脂类单分子层的结构性质(特别是相行为)进行了研究.各种不同比例混合的DMPE/Cholesterol单分子层的压力(π)—面积(A)等温曲线由实验获得.通过对所获得的π—A曲线族的解析函数:1)压缩角(?)—分子平均密度(ρ)曲线,2)分子平均面积(A)—组分(X)曲线的分析,得到了DMPE/Cholesterol的压力—组分相图.由相图中可分析出二维混合脂类单分子层的液—液二级相变(伴随“气态”分子取向的有序化),液→固一级相变(伴随gauche—trans的转变),及固→固二级相变(伴随gel态分子取向的重排).相图分析的结果已为扫描电镜的观察所证实.     

LB膜及其在生物学中的应用

§1 前言 虽然Langmuir Blodgett膜(LB膜)的发展历史很悠久,但直到本世纪70年代,人们才开始认识到它在基础和应用科学研究上的重要价值。LB膜所具有的厚度和层数的精确,可在分子水平上控制其结构和组成的性质,奠定了它在薄膜技术领域的重要地位。目前,LB膜技术在物理学,化学,电子学及生物学等领域都有着广泛的应用。     

气/液界面及固体表面硬脂酸LB膜结构性质研究

对气液/和固/液界面上硬脂酸LB膜的结构性质的研究表明,二价离子能够使气/液界面上LB膜表面压力降低,并出现一个固-固转变的过程.对此可以解释为是由二价离子富集在亚相表面,减弱了膜分子之间的库仑作用,使表面电势降低引起的.同时由于二价离子与硬脂酸分子形成复合物,单层膜的结构发生改变,导致固-固转变点的产生.对固体基质上多层LB膜的椭圆偏振研究表明,有序排列的硬脂酸LB膜具有明显的双折射性质.电镜观察发现两个固相垂直提位获得的多层膜在形貌上存在差异,低压固相膜较之高压固相膜存在明显的不均匀性.分析认为这是在膜从气/液界面向固体表面转移过程中发生重结晶引起的.     

气/液界面及固体表面硬脂酸LB膜结构性质研究

对气液/和固/液界面上硬脂酸LB膜的结构性质的研究表明,二价离子能够使气/液界面上LB膜表面压力降低,并出现一个固-固转变的过程.对此可以解释为是由二价离子富集在亚相表面,减弱了膜分子之间的库仑作用,使表面电势降低引起的.同时由于二价离子与硬脂酸分子形成复合物,单层膜的结构发生改变,导致固-固转变点的产生.对固体基质上多层LB膜的椭圆偏振研究表明,有序排列的硬脂酸LB膜具有明显的双折射性质.电镜观察发现两个固相垂直提位获得的多层膜在形貌上存在差异,低压固相膜较之高压固相膜存在明显的不均匀性.分析认为这是在膜从气/液界面向固体表面转移过程中发生重结晶引起的.     

脂质体与磷脂单分子层相互作用的研究

本文尝试通过脂质体与磷脂单分子层(LB膜)相互作用去研究与膜间作用有关的问题。实验结果表明,脂质体的尺度、相状态,脂质体与LB膜的表面电荷性质,均对脂质体向LB膜的转变率有显著影响。本文尝试的方法有可能为人工膜研究膜间作用问题提供一条新的途径。     

Langrnuir-Blodgett膜的研究现状及其应用

Langmuir-Blodgett膜(简称LB膜)技术在20世纪30年代掀起了第一个研究单分子膜的高潮,自此,以后它一直受到各国科研人员的青睐,是当前膜与细胞生物物理的前沿热点问题.我国自从80年代开展LB膜的科研工作至今,对单分子膜和LB膜工作起到了重要的推动作用.本文将从目前研究LB膜的一些手段以及该领域的部分研究成果入手,揭示LB膜的研究现状.并阐述LB膜在化学、生物学、物理学、医学等方面上的应用情况以及对未来应用前景的展望.     

钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）藻胆体Langmuir-Blodgett膜

从钝顶螺旋藻中分离制备完整藻胆体 ,然后滴加于空气 水界面上 ,应用LB膜技术制备藻胆体LB膜。结果表明 ,藻胆体在空气 水界面上具有很好的成膜性能。将藻胆体LB单层膜转移到刚揭开的云母表面 ,喷一层金 ,然后用扫描隧道显微镜观察。结果表明 ,藻胆体在Langmuir Blodgett膜中的排列方式与其在体内类囊体膜表面的排列方式类似 ,一排排聚集在一起 ,然后排列成膜。藻胆体的“核”吸附在云母表面 ,而藻胆体的“杆”伸向外面。由于钝顶螺旋藻易于规模化培养 ,藻胆体容易批量制备 ,加之藻胆体具有的独特的光物理、光化学特性和良好的成膜性能 ,以及本身就是纳米量级的颗粒 (5 0 70nm) ,预示着藻胆体在纳米光电子器件中具有很好的应用前景。     

三种藻胆蛋白在复合累积LB膜中的能量传递

制备了R-藻红蛋白(R-PE)、C-藻蓝蛋白(C-PC)及变藻蓝蛋白(APC)的单组分累积LB膜及三组分复合累积LB膜. 吸收及荧光光谱测定表明三种蛋白的LB膜的光谱重叠性质与他们在水溶液中的性质相同. 结构测定表明, 三种蛋白在其LB膜中排列有序, 且由它们组装的复合累积LB膜结构类似于藻类植物中的藻胆体结构. 通过稳态荧光光谱及其光谱解叠, 观察到了三种蛋白在复合累积LB膜中的激发能量传递现象. 根据给体荧光峰的猝灭, 计算出在复合累积LB膜中从给体R-PE经C-PC到受体APC的能量传递效率为51%.     

侧足厚蟹有髓鞘神经纤维的超微结构电镜观察

侧足厚蟹(Helice latimera)的有髓鞘神经纤维直径约在5—12μm之间,髓鞘厚约2μm左右。髓鞘由内外膜层和中间微管层组成。外膜层层数约20层,排列紧密,微管层厚约0．31μm,内膜层层数约20层。轴突膜形成嵴,伸进轴腔内,在轴腔内还存在维管束和膜层束结构。在髓鞘结构中观察到两种类型的高嗜锇性区域,一种是由排列规则且明暗交替的膜层结构组成,另一种是非膜层结构组成。     

天花粉蛋白可以插入含有天然细胞膜非胞质侧组分的磷脂膜

天花粉蛋白发挥细胞毒性需要跨过脂膜双分子层进入细胞质,但是这一过程的机制尚不清楚。在内吞过程中,膜的拓扑方向始终保持不变,天花粉蛋白首先接触磷脂膜双分子层的非胞质一侧。利用混合磷脂制备的磷脂单分子层和磷脂双分子膜来模拟天然细胞膜的非胞质侧,检验了天花粉蛋白与该混合磷脂膜问的相互作用。结果表明,在37℃、酸性pH下,天花粉蛋白对含有天然细胞膜非胞质侧组分的磷脂膜有较强的插膜能力;但在低温,如25℃、中性pH下,天花粉蛋白的插膜能力明显减弱。天花粉蛋白可以较深地插入混合磷脂膜双分子层中,使其色氨酸内源荧光被磷脂疏水尾链上的自旋基团淬灭。天花粉蛋白的插膜行为可以对磷脂膜产生瞬间的扰动,引起包裹的荧光染料泄漏。增加天花粉蛋白的浓度,可以促进天花粉蛋白与脂膜的相互作用。     

PM-SP-LB多层膜中BR分子的有序定向排列

用垂直转移法在石英片上制成的PM—SP—LB多层膜的可见区吸收谱表明吸收峰峰位与成膜液一致,均在574nm左右,比PM水悬浮液的吸收峰位略有红移;稳态线二色性表明,除PM碎片平躺在多层膜平面内外,在提拉时的竖直方向存在BR的取向优势,优势率约为0.51左右;同时还表明,25mN/m条件下制备的PM—SP—LB多层膜中BR分子的视黄醛生色团的跃迁矩与膜平面法向所成的角接近于天然紫膜中的值。     

嗜盐菌紫膜的质子泵功能

嗜盐菌生活在NaCl含量接近饱和的自然环境中。在缺氧和充分光照条件下,它的细胞膜能长出紫色的膜斑,称为紫膜,镶嵌在整个细胞膜上。在合适条件下,紫膜面积可占整个细胞膜表面的一半。紫膜上仅含有一种蛋白,叫细菌视紫质(bR,bacteriorhodopsin)。bR上的色素团——视黄醛(与哺乳动物视色素相同的一种色素团)通过质子化的席夫碱基与蛋白中赖氨酸的ε-氨基相连。bR分子在膜上排列极其     

应用M-8601型Wilhelmy式膜天平测定肺表面活性物质功能中的影响因素

膜天平是测量不溶性物质单分子层膜的表面张力(r)与表面压力(π)随表面积(A)动态变化的精密仪器。近年来,在生物医学领域中膜天平被广泛用来研究肺表面活性物质(PS)的理化特性。人们用膜天平分析新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)、成人呼吸窘迫综合征(ARDS)及其     

生物物理新技术新方法在LB 膜结构与功能研究中的应用

现代生物物理技术与方法的发展为LB膜科学的基础研究提供了丰富的手段,使单分子膜科学取得了令人瞩目的进步。文章就单分子膜研究领域中物理新技术与新方法如LB膜仪、表面粘度计、X射线与中子散射技术、布鲁斯特角光学显微镜、电子显徽镜、原子力显微镜等的基本实验原理及其在单分子膜物理特性与功能研究中的应用作简单介绍;并鉴于各种仪器的优缺点,作者提出了多仪器联合对单分子膜进行研究的方案和前景进行了探讨。     

紫膜LB膜的结构特性研究

研究了紫膜LB膜中的紫膜碎片的结构特性。扫描电子显微镜观察表明,紫膜LB膜中单个紫膜碎片的直径大约为0.3微米。表面轮廓测量仪(简称台阶仪)观察到紫膜LB膜中的紫膜碎片的厚度为40—50。在不同的表面压和不同紫膜含量时测量了紫膜碎片在紫膜LB膜中的形态学分布,当表面压为30mN/m或紫膜与大豆磷脂的重量比大于20:1时,紫膜碎片容易重叠或凝聚。     

DMPC单分子层膜及细胞色素C氧化酶重组脂质体表面的扫描隧道显微镜观察

本文报导了扫描隧道显微镜对固相磷脂单分子层膜以及重组了细胞色素C氧化酶后的脂质体表面结构的观察.对DMPC单分子层著,得到了有关磷脂头部形态,大小及排态状况等结构信息,达到分子水平分辨;对重组酶后的脂质体表面,也得到了氧化酶分子在膜上的结构信息.     

白粉菌侵染对小麦叶片显微及超微结构的影响白粉菌侵染对小麦叶片显微及超微结构的影响

通过半薄及超薄切片,比较了正常和受白粉菌感染的小麦叶片细胞的显微及超微结构的差异。观察结果发现(1)受感染小麦叶肉细胞的细胞壁上局部沉积大量团状电子致密颗粒;(2)叶绿体形状由原来的椭圆形转变成圆形,叶绿体膜破裂,类囊体膨大,基粒片层排列疏松,同时,叶绿体内嗜锇性颗粒数量增加;(3)线粒体膜解体,内含物分散到了细胞质中     

蚯蚓的肌肉组织与运动

动物界发展到了环节动物,产生了次生体腔(真体腔),体壁和肠壁都具有了包括环肌与纵肌的肌肉层。由于体壁的肌肉层发达,增强了运动机能。蚯蚓的组织结构,清楚地表现出这个特点。蚯蚓体壁最外层为单层上皮组织,并向外分泌_层薄的角质膜。上皮下为狭的环肌层与发达的纵肌层,最内为体腔上皮。环肌层由围绕身体排列的肌细胞(肌纤维)组成,肌细胞排列不规则,聚集成群,埋在疏松结缔组织里。纵肌层较厚,连续贯穿于身体全长,成束排列,各束间为结缔组织膜(内含微血管)所隔开。肌细胞一端附着在肌束间的结缔组织膜上,一端游离(图1)。     

磷脂DMPC Langmuir－Blodgett膜晶格结构的原子力显微镜研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）研究了磷脂ＤＭＰＣ三层Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）膜的分子排列结构,结果表明：在磷脂ＬＢ膜的两相（液体压缩相Ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｐｈａｓｅ和液体扩张相Ｌｉｑｕｉｄ－ｅｘｐａｎｄｅｄｐｈａｓｅ）共存时,液体压缩相中的磷脂分子排列紧密,取向一致,分子间作用力较大,因而能够得到分子图像。而液体扩张相中的磷脂分子排列松散,取向混乱。分子间的作用力较弱,难于得到分子图像。在液体压缩相中磷脂分子以单斜晶格结构排列,分子间隔为０．７２ｎｍ．分子高度为２．１ｎｍ。这一结果和ＤＭＰＣ的单晶结构进行了比较。     

磷脂DMPC Langmuir－Blodgett膜晶格结构的原子力显微镜研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）研究了磷脂ＤＭＰＣ三层Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）膜的分子排列结构,结果表明：在磷脂ＬＢ膜的两相（液体压缩相Ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｐｈａｓｅ和液体扩张相Ｌｉｑｕｉｄ－ｅｘｐａｎｄｅｄｐｈａｓｅ）共存时,液体压缩相中的磷脂分子排列紧密,取向一致,分子间作用力较大,因而能够得到分子图像。而液体扩张相中的磷脂分子排列松散,取向混乱。分子间的作用力较弱,难于得到分子图像。在液体压缩相中磷脂分子以单斜晶格结构排列,分子间隔为０．７２ｎｍ．分子高度为２．１ｎｍ。这一结果和ＤＭＰＣ的单晶结构进行了比较。