金表面单分子层上形成磷脂双层的电化学行为研究

摘要

细胞膜是细胞与外界环境间进行物质、能量的交换及信息传递的载体，因此，了解细胞膜的结构、性质与功能对于了解某些生命进程有着重要意义。由于生物膜本身的结构和环境的复杂性，人们经常采用混合双层类脂膜或者混合单层膜为模型，通过研究离子、分子或纳米颗粒与类脂膜的相互作用机制，来研究离子通道、电子跨膜传递、药物输送以及各型传感器等；同时，电化学方法与类脂膜技术的结合，为考察生物膜中许多基本问题提供了前所未有的机会，如膜间电子转移动力学机制、吸附过程、解吸附过程、膜的缺陷情况等。
　　 本文的研究内容主要有以下两部分：
　　 第一部分：利用循环伏安法和交流阻抗法研究了金电极表面修饰硫醇单层膜以及硫醇/半胱胺混合单层膜的电化学行为。实验表明：生长24小时的修饰电极已经形成致密的膜；相对于硫醇单层膜，混合单层膜中半胱胺的存在使得Fe(CN)63-／4-探针分子容易到达金电极表面；我们设计了一种新模型对混合单层膜修饰电极阻抗进行了拟合，结果良好；拟合结果说明混合单层膜的结构分布有可能类似于点腐蚀状；另外，在酸性较强的环境下，混合自组装膜电极的响应更好。
　　 第二部分：利用循环伏安法和石英晶体微天平技术研究了Ca2+以及可以作为药物载体的多孔SiO2纳米颗粒与十八烷基硫醇/磷脂混合双层膜的相互作用规律。实验表明：在Ca2+存在的情况下，膜电容显著增大，并且随着浸泡溶液浓度的增大，电容继续增大；浓度相同的情况下，随着浸泡时间的增长，膜电容增大，但变化趋势并不明显。在pH值介于3-10之间时，酸碱离子的存在对混合双层膜的结构没有明显的破坏作用；当pH=5时，氨基修饰的多孔SiO2纳米颗粒与混合双层膜的相互作用最强，而羧基修饰的多孔SiO2纳米颗粒无论在哪个pH条件下都不容易吸附到混合双层膜表面。