[發(fā)明專利]一種在液相中原位制備脂雙分子層膜的方法與裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910197858.0
• 申請(qǐng)日: 2009-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101704685A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑稔;李莉;邱楓;楊玉良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B41/47
• 分類號(hào): C04B41/47;C03C17/28
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固體表面支撐的脂雙分子層膜的制備方法 及裝置。

背景技術(shù)

固體表面支撐的平面脂雙分子層膜(Supported?Lipid?Bilayer，SLB)，是模型生物膜的 主要形式之一。^[1，2]通過(guò)控制脂雙分子層的組成比例以及膜周圍的介質(zhì)性質(zhì)等影響因素， 人們可以借助原子力顯微鏡(AFM)定性及定量地研究生物膜對(duì)外部環(huán)境變化的響應(yīng)及特 定生理過(guò)程的內(nèi)在機(jī)制。^[2，3]常用的制備平面支持膜的方法有旋涂法^[3]、LB膜轉(zhuǎn)移法^[3，4]和 囊泡融合法^[1，3]三大類。旋涂法就是借助旋涂?jī)x在云母表面直接旋涂脂類的有機(jī)溶液得到多 層脂類干膜。LB膜轉(zhuǎn)移法是借助LB膜儀，將液槽中的單分子層膜鍍覆到云母等固體表面 得到單層脂類干膜。這兩種方法方便快捷，但是制得的脂膜不具備生物流動(dòng)性，即使長(zhǎng)時(shí) 間浸泡于溶液中也無(wú)法得到具有二維流動(dòng)性的分子層膜，因而應(yīng)用范圍有限。囊泡融合法 是最近提出的一種制備脂雙分子層膜的方法，利用脂類囊泡能自發(fā)在云母等固體表面自發(fā) 融合調(diào)整的特點(diǎn)，促使脂類在固體表面形成規(guī)整的單層雙分子層脂膜，同時(shí)整個(gè)制備過(guò)程 是發(fā)生在液相環(huán)境中，因而保證了脂膜的二維流動(dòng)性，極大地促進(jìn)了對(duì)模型膜的研究。但 是目前提出的各種囊泡融合法都存在一些缺點(diǎn)：(1)囊泡在固體表面上自發(fā)融合成膜所需 的時(shí)間很長(zhǎng)，約4～12小時(shí)^[1，3]；(2)得到效果較好雙分子層膜的幾率也不夠高；(3)在沖洗 表面多余囊泡的過(guò)程中還常常會(huì)造成膜的損壞；(4)在具體實(shí)施過(guò)程中，尤其是在轉(zhuǎn)移到 AFM樣品臺(tái)上觀測(cè)時(shí)，膜表面常應(yīng)接觸空氣而失去流動(dòng)性。此外，目前各種制備方法都存 在兩個(gè)共同的問(wèn)題：在操作及轉(zhuǎn)移過(guò)程中難以保持所需的溫度，尤其對(duì)于多組分體系，可 能導(dǎo)致不可消除的分相及相變痕跡；不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)膜表面的任何進(jìn)一步的修飾或改性，從 而不能用于原位改性和相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究。

因此，研究一種便捷制備均勻穩(wěn)定的固體表面支撐脂雙分子層膜的方法，并實(shí)現(xiàn)用 AFM實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液環(huán)境中溫度及分子離子種類等對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響與作用，是一個(gè)能更大促 進(jìn)生物膜研究并具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種固體表面支撐的脂雙分子層膜的新制備方法和裝置，該方 法融合時(shí)間短，制備的膜平整性和流動(dòng)性好，并便于在液相環(huán)境下研究材料表面的物理化 學(xué)過(guò)程。

本發(fā)明通過(guò)在原子力顯微鏡(AFM)的可控溫樣品臺(tái)上原位制備脂雙分子層膜，借助高 溫條件加速囊泡融合，實(shí)現(xiàn)快速制樣。該方法同時(shí)還能靈活有效控制雙層膜所處的溫度、 周圍液體介質(zhì)的性質(zhì)等影響膜形貌的因素。

本發(fā)明采用原位高溫囊泡融合法，與普通的囊泡融合法的不同點(diǎn)：一是結(jié)合原子力顯 微鏡(AFM)液池針架設(shè)計(jì)進(jìn)樣裝置，實(shí)現(xiàn)在樣品臺(tái)上原位制備雙層膜；二是融合過(guò)程都在 高于室溫的溫度下實(shí)現(xiàn)，加速了融合過(guò)程。

為了獲得穩(wěn)定的平整的固體支撐膜，目前的囊泡融合方法大多是在常溫下先用大量的 囊泡溶液(1-10毫升)將固體表面完全過(guò)量潤(rùn)濕，進(jìn)行4-12小時(shí)不等的融合得到較平 整的支撐膜。由于脂類囊泡是由一種或多種脂類形成的，每種脂類都有自己的特定的相變 溫度；當(dāng)處于該溫度之上時(shí)，脂類處于相對(duì)柔軟的液相。因此，本發(fā)明通過(guò)加溫囊泡溶液， 使得所有脂類處于高于相變點(diǎn)的溫度環(huán)境中，使得脂類囊泡相對(duì)柔軟，剛性較小。這些柔 軟的囊泡在接觸到固體表面后易于融合。同時(shí)高溫環(huán)境下，溶液中的囊泡與固體表面碰撞 機(jī)率增加。這兩種效應(yīng)必然會(huì)加速固體表面脂雙分子支撐膜的形成。

本發(fā)明中使用的裝置如圖1圖2所示，具體描述如下：