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双层类脂膜的制备、保存及其与Gemini表面活性剂相互作用

作　者: 宰正蓓
导　师: 甘礼华
学　校: 同济大学
专　业: 物理化学
关键词: 双层类脂膜卵磷脂胆固醇制备优化稳定性 Gemini表面活性剂合成冷冻保存循环伏安法
分类号: Q73
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

生物膜在生命过程中起着十分重要的作用，要认识生命现象，首先必须弄清发生在生物膜上的过程。但是，由于生物膜的组成、结构、功能的复杂性，在原位进行现场的观测和研究是十分困难的，因此，在实验室制备其模拟体系是进行各种研究的基础和前提。双层类脂膜作为生物膜的模拟体系，既具备生物膜基本构架，又克服了生物膜本身的复杂性，是研究生物膜体系的极佳模型。近年来，人工模拟双层类脂膜作为生物膜模型的研究得到了人们的广泛重视，在环境污染物的测试，生命活性物质的检测，药物与生物膜之间的相互作用等应用领域展现出广阔的发展前景。针对目前人工模拟双层类脂膜存在膜的稳定性相对较差，难于满足科学实验和实际应用的需要等问题，同时考虑到以双层类脂膜为基体的膜上生物化学变化的重要性，本论文探索提高双层类脂膜的稳定性和能够较长时间保存双层类脂膜的方法：合成新型Gemini表面活性剂，以金属支撑双层类脂膜为基底，通过电化学手段研究了Gemini表面活性剂与双层类脂膜的相互作用，以期为研究药物与生物膜的相互作用提供依据。本论文得到的主要结论如下：（1）以十四烷基溴化铵和四甲基乙二胺为原料，通过亲核加成与成盐反应合成偶联的阳离子型二溴化-N，N-二（二甲基烷基）乙二铵(C₁₄-2-C₁₄·2Br^-)季铵盐表面活性剂，用乙酸乙酯／无水乙醇重结晶提纯得到Gemini表面活性剂样品。红外光谱、核磁共振谱研究表明，按本文方法制备的Gemini表面活性剂为目标分子[C₁₄-2-C₁₄·2Br^-]，并具有较高的纯度。（2）利用卵磷脂的正癸烷溶液作为成膜液，在不锈钢丝端面能制备出稳定的双层类脂膜；成膜液中添加胆固醇可提高成膜效率和膜的稳定性。采用金相砂纸打磨不锈钢丝端面，可以扩大双层类脂膜的成膜面积。（3）采用逐步冷冻的方法可以大大提高双层类脂膜稳定存在的时间，并能大大降低外界震动等因素对双层类脂膜的影响。（4）表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵及Gemini表面活性剂C₁₄-2-C₁₄·2Br^-，均会改变卵磷脂双层类脂膜以及添加胆固醇的卵磷脂双层类脂膜的结构。在浓度0.0004％-0.015％的范围内，十四烷基三甲基溴化铵使膜电阻逐渐减小，膜电容逐渐增大，最终膜电阻、膜电容都趋于一个定值；在浓度0.0004％-0.015％的范围内，Gemini表面活性剂C₁₄-2-C₁₄·2Br^-对卵磷脂双层类脂膜的影响和十四烷基三甲基溴化铵类似，但对添加胆固醇的双层类脂膜的影响，不但不使膜电阻减小，反而使膜电阻增加，膜电容增大或减小的变化比较复杂。最终膜电阻和膜电容均趋向一个定值。

全文目录

第1章绪论  12-23
  1.1 生物膜及模拟生物膜的简介  12-14
    1.1.1 模拟生物膜的组成和结构  12-13
    1.1.2 模拟生物膜的类型  13-14
  1.2 双层类脂膜  14-20
    1.2.1 双层类脂膜的发展和应用  14-16
    1.2.2 固体支撑双层类脂膜的制备  16-17
    1.2.3 双层类脂膜的电化学  17-20
  1.3 胆固醇在生物膜中所起的作用  20-21
  1.4 GEMINI季铵盐表面活性剂  21-22
    1.4.1 Gemini型季铵盐表面活性剂结构、性质和应用  21
    1.4.2 季铵盐表面活性剂的杀菌性能  21-22
  1.5 研究目标与研究内容  22-23
    1.5.1 研究目标  22
    1.5.2 研究内容  22-23
第二章 GEMINI表面活性剂的合成和表征  23-28
  2.1 引言  23-24
    2.1.1 Gemini表面活性剂分子结构的特点  23
    2.1.2 Gemini表面活性剂的性质  23-24
    2.1.3 Gemini表面活性剂的应用  24
  2.2 实验部分  24-25
    2.2.1 试剂与仪器  24-25
    2.2.2 实验方法  25
  2.3 结果与分析  25-27
    2.3.1 Gemini表面活性剂的制备和纯化  25
    2.3.2 Gemini表面活性剂的红外光谱  25-26
    2.3.3 Gemini表面活性剂的核磁共振图谱分析  26-27
  2.4 结论  27-28
第三章双层类脂膜的制备和稳定性研究  28-42
  3.1 前言  28-29
  3.2 实验部分  29-31
    3.2.1 试剂与仪器  29
    3.2.2 实验方法  29-31
  3.3 结果与讨论  31-41
    3.3.1 双层类脂膜的形成原理  31-33
    3.3.2 成膜液组成对双层类脂膜性质影响  33-35
    3.3.3 打磨法处理不锈钢丝端面对双层类脂膜性质影响  35-41
  3.4 结论  41-42
第四章双层类脂膜的冷冻保存  42-49
  4.1 前言  42-43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 试剂与仪器  43
    4.2.2 实验内容  43-44
  4.3 结果与分析  44-48
    4.3.1 双层类脂膜的形成过程  44-45
    4.3.2 双层类脂膜冷冻保存的稳定性  45-48
  4.4 结论  48-49
第五章表面活性剂和双层类脂膜的相互作用  49-61
  5.1 前言  49-50
  5.2 实验部分  50-51
    5.2.1 试剂与仪器  50
    5.2.2 实验方法  50-51
  5.3 结果与分析  51-60
    5.3.1 十四烷基三甲基溴化铵对卵磷脂及添加了胆固醇的双层类脂膜影响  51-56
    5.3.2 Gemini表面活性剂(C14-C2-C14·2Br-)对卵磷脂及添加了胆固醇的卵磷脂双层类脂膜的影响  56-60
  5.4 结论  60-61
第六章结论和展望  61-63
  6.1 结论  61-62
  6.2 展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-70
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  70

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