Reportamos un protocolo para producir una membrana lipídica híbrida en la interfaz agua/aire dopando la bicapa lipídica con moléculas de cobre (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc). La membrana lipídica híbrida resultante tiene una estructura sándwich de lípidos/CuPc/lípidos. Este protocolo también se puede aplicar a la formación de otros nanomateriales funcionales.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Autoensamble de membranas lipídicas híbridas dopadas con moléculas orgánicas hidrófobas en la interfaz agua/aire
En este artículo
Resumen
Resumen
Debido a sus propiedades únicas, incluyendo un espesor ultrafino (3-4 nm), resistencia ultra alta, fluidez y capacidad de autoensamblaje, las bicapas de lípidos se pueden funcionalizar fácilmente y se han utilizado en diversas aplicaciones como biosensores y biodispositivos. En este estudio, introdujimos una molécula orgánica plana: cobre (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-fthalocyanine (CuPc) a las membranas lipídicas de droga. La membrana híbrida CuPc/lipid se forma en la interfaz agua/aire por autoensamble. En esta membrana, las moléculas hidrofóbicas de CuPc se encuentran entre las colas hidrófobas de las moléculas de lípidos, formando una estructura sándwich de lípidos/CuPc/lípidos. Curiosamente, una bicala de lípidos híbridos estable al aire se puede formar fácilmente mediante la transferencia de la membrana híbrida a un sustrato de Si. Informamos de un método sencillo para incorporar nanomateriales en un sistema de bicapas de lípidos, que representa una nueva metodología para la fabricación de biosensores y biodispositivos.
Introducción
Como marcos esenciales de las membranas celulares, el interior de las células se separa del exterior por un sistema de bicapas lipídicas. Este sistema consiste en fosfolípidos anfifílicos, que se componen de éster fosfórico hidrófilo "cabezas" y ácidos grasos hidrófobos "colas". Debido a la notable fluidez y capacidad de autoensamblaje de las bicapas de lípidos en ambiente acuoso1,2, bicapas de lípidos artificiales se pueden formar utilizando métodos simples3,4. Varios tipos de proteínas de membrana, como canales iónicos, receptores de membrana y enzim....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
1. Preparación de una solución híbrida
- Lavar cuatro viales de vidrio desechables de 4 ml y tapones de tornillo (con sellos recubiertos de PTFE) en un baño ultrasónico durante 10 minutos en agua destilada (purificada con un sistema de filtración), seguida de etanol y cloroformo, respectivamente. Seque los viales y tapas de vidrio en una corriente de gas nitrógeno.
- En una guantera anaeróbica, prepare una solución de cuPc (10 mg/ml) en un vial de vidrio lavado disolviendo CuPc en polvo en cloroformo.
- Filtrar la solución de CuPc a través de una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE) de 0,2 m.
- Conservar la solución filtrada en un ....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
La membrana formada tiene un color azul claro uniforme debido a la presencia de moléculas de CuPc. El área de la membrana de color es normalmente varios centímetros cuadrados. En la Figura 1A y Figura 1B,mostramos una imagen microscópica y una imagen del microscopio de fuerza atómica (AFM) (incluyendo un perfil de altura) de la membrana lipídica híbrida en un sustrato de Si. En la imagen AFM, la membrana en la parte superior izquierda es gruesa, con un espesor d.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
En la solución precursora de la membrana híbrida, se utiliza un disolvente orgánico mezclado (cloroformo y hexano) en lugar de cloroformo puro para disolver los lípidos y cuPc. Si se utiliza cloroformo puro, la densidad de la solución precursora sería mayor que el agua. Por lo tanto, es muy probable que la solución se hunda en el fondo del agua en lugar de extenderse sobre la superficie del agua. La adición de hexano, un disolvente de baja densidad, a la solución precursora, garantiza que la solución flotará en la superf.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el programa CREST de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (JPMJCR14F3) y Grant in-Aids de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (19H00846 y 18K14120). Este trabajo se llevó a cabo en parte en el Laboratorio de Nanoelectrónica y Spintronics, Instituto de Investigación de Comunicación Eléctrica, Universidad tohoku.
....Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cloroformo | Wako Productos químicos | 033-08631 | |
| CuPc | Sigma-Aldrich | 423165 | |
| DPhPc | Avanti Polar Lipids | 850356C | |
| Viales de vidrio con tapón de rosca | Nichiden-Rike Glass Co., Ltd | 6-29801 | |
| Hexane | Wako Productos químicos | 084-03421 | |
| Filtros de membrana | Merck Millipore Ltd. | ||
| Microjeringa | Hamilton | 80530 | |
| Bomba peristáltica | Tokyo Rikakikai Co., Ltd. | ||
| Mezclador de vórtice | Scientific Industries, Inc. | SI-0286 |
Referencias
- Israelachvili, J. N., Mitchell, D. J., Ninham, B. W. Theory of self-assembly of lipid bilayers and vesicles. Biochimica Et Biophysica Acta-Biomembranes. 470 (2), 185-201 (1977).
- Venable, R. M., Zhang, Y., Hardy, B. J., Pastor, R. W.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
