FOLLOW US ON
+7 (495) 374-04-01
Отраслевые решения

Микроструктурированные липидные бислои

На сегодняшний день стабилизированные твердой поверхностью мембраны (мембраны на подложках) очень активно используются в качестве модельных систем для сложных биологических мембран. Несмотря на неоспоримую пользу, мембраны на подложках сами по себе накладывают некоторые ограничения в качестве модели. Количество возможных модификаций поверхности — претендентов на описание большого числа физических свойств, велико. Типично ключевыми предпосылками к оценке пригодности той или иной модели для мимических биологических мембран служат латеральная подвижность и облегченная диффузия. Тем не менее, о влиянии твердых подложек на фундаментальные физические параметры липидных бислоев (как, например, температура фазового перехода), известно немного. Предположительно фазовый переход подвержен сильному влиянию (если и вовсе не подавляется) некоторых подложек, начиная со стекла, золота, кремния, слюды и заканчивая всеми функционализированными поверхностями.

Поскольку латеральное расширение мембран можно ограничить или вовсе устранить, то микроструктурированные мембраны видятся пригодными для исследования фазовых изменений в бислоях как функции температуры или активных компонент мембран.

Эллипсометрические карты толщины диацилфосфатидилхолиновых бислоев на подложке кремния и диоксида кремния при раздличной температуре

 

Недавно было показано, что изменения в толщине мембраны и тепловое расширение в ходе фазового перехода можно зафиксировать с использованием АСМ с температурным контролем. Однако авторы работы отмечают неидельность АСМ в подобных исследованиях по причине инвазивности метода. В частности, в зависимости от силы подвода в контактном режиме или амплитуды колебаний в бесконтактном режиме область расширения может быть оценена неверно из-за явления размазывания кантилевером липидного вещества за границы (поскольку бислой находится в жидкокристаллическом состоянии). Тот же неудовлетворительный нюанс возникает и при определении толщины. В зависимости от степени мягкости бислоя сильное индентирование может приводить к систематической переоценке толщины образца.

Метод визуализирующей эллипсометрии же, напротив, является абсолютно неинвазивным, и видится более подходящим инструментом для исследования изменений толщины и расширения микроструктурированных липидных бислоев, причем одновременно. Совсем недавно также было показано, что визуализирующая эллипсометрия мембран обеспечивает количественное определение физико-химических свойств мембран (как толщина, молекулярные области, латеральная гомогенность) и описание взаимодействий по типу рецептор-лиганд.

В данной статье исследовано термотропное поведение микроструктурированных бислоев, имеющих необходимое пространство для теплового расширения. Образец был выбран так, что оказалось возможным сделать сравнительный анализ со стандартом — липидным бислоем с известными термотропными свойствами. Руководствуясь такой установкой, авторы систематически детектировали изменения в фазовом переходе в результате прикрепления бислоя к твердой подложке. В частности, было исследовано влияние содержания холестерола на фазовый переход насыщенных диацилфосфатидилхолиновых бислоев. В сравнении с результатами, полученными на везикулах, наблюдалось систематическое снижение кооперативности фазового перехода, в то время как температура фазового перехода и коэффициент латеральной диффузии менялись незначительно в зависимости от типа подложки.

 

Читать статью полностью: Microstructured lipid bilayers