We rapporteren een protocol voor het produceren van een hybride lipide membraan op de water/lucht interface door het smeren van de lipide bilayer met koper (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-phthalocyanine (CuPc) moleculen. Het resulterende hybride lipidemembraan heeft een lipide/CuPc/lipide sandwichstructuur. Dit protocol kan ook worden toegepast op de vorming van andere functionele nanomaterialen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Self-Assembly van hybride lipid membranen doped met hydrofobe organische moleculen op de Water / Air Interface
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Vanwege hun unieke eigenschappen, waaronder een ultradunne dikte (3-4 nm), ultrahoge weerstand, vloeibaarheid en zelfassemblagevermogen, kunnen lipidebilayers gemakkelijk worden gefunctionaliseerd en zijn ze gebruikt in verschillende toepassingen zoals biosensoren en bio-apparaten. In deze studie introduceerden we een vlakke organische molecule: koper (II) 2,9,16,23-tetra-tert-butyl-29H,31H-fthalocyanine (CuPc) om lipidemembranen te dope. De CuPc/lipide hybride membraan vormt zich op de water/lucht interface door zelfassemblage. In dit membraan bevinden zich de hydrofobe CuPc-moleculen tussen de hydrofobe staarten van lipidemoleculen, die een lipide/CuPc/lipide sandwichstructuur vormen. Interessant is dat een lucht-stabiele hybride lipide bilayer gemakkelijk kan worden gevormd door de overdracht van het hybride membraan op een Si substraat. We rapporteren een eenvoudige methode voor het opnemen van nanomaterialen in een lipide bilayer systeem, dat een nieuwe methode voor de fabricage van biosensoren en biodevices vertegenwoordigt.
Inleiding
Als essentiële kaders van celmembranen, wordt het binnenland van cellen gescheiden van de buitenkant door een lipide bilayersysteem. Dit systeem bestaat uit amphifiele fosfolipiden, die bestaan uit hydrofiele fosforische ester "hoofden" en hydrofobe vetzuren "staarten". Als gevolg van opmerkelijke vloeibaarheid en zelfassemblage vermogen van lipide bilayers in waterige omgeving1,2, kunstmatige lipide bilayers kunnen worden gevormd met behulp van eenvoudige methoden3,4. Verschillende soorten membraaneiwitten, zoals ionenkanalen, membraanreceptoren en en....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorbereiding van een hybride oplossing
- Was vier 4 mL wegwerpglas flacons en schroefdoppen (met PTFE gecoate afdichtingen) in een ultrasoon bad gedurende 10 minuten in gedestilleerd water (gezuiverd met een filtratiesysteem), gevolgd door respectievelijk ethanol en chloroform. Droog de glazen flacons en doppen in een stroom stikstofgas.
- Bereid in een anaerobe handschoenenkastje een CuPc-voorraadoplossing (10 mg/mL) in een gewassen glazen flacon door cupc in poedervorm op te lossen.
- Filtreer de CuPc-oplossing door een mem (PTFE) mem (0,2 μm polytetrafluorethyleen).
- Bewaar de gefilterde oplossing in een gewassen glazen flacon g....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Het as-gevormde membraan heeft een uniforme lichtblauwe kleur als gevolg van de aanwezigheid van CuPc moleculen. Het gebied van het gekleurde membraan is normaal meerdere vierkante centimeters. In figuur 1A en figuur 1Btonen we een microscopisch beeld en een atomair krachtmicroscoop (AFM) beeld (inclusief een hoogteprofiel) van het hybride lipidemembraan op een Si-substraat. In het AFM-beeld is het membraan linksboven dik, met een dikte van 79,4 nm en rechtsonde.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In de voorloperoplossing van het hybride membraan wordt een gemengd organisch oplosmiddel (chloroform en hexaan) in plaats van zuiverchloroform gebruikt om lipiden en CuPc op te lossen. Als zuivere chloroform wordt gebruikt, zou de dichtheid van de precursoroplossing hoger zijn dan water. Daarom is het zeer waarschijnlijk dat de oplossing zou zinken naar de bodem van het water in plaats van verspreid over het wateroppervlak. Het toevoegen van hexaan, een oplosmiddel met een lage dichtheid, aan de precursoroplossing, zorg.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door het CREST-programma van het Japan Science and Technology Agency (JPMJCR14F3) en Grant in-Aids van de Japan Society for the Promotion of Science (19H00846 en 18K14120). Dit werk werd deels uitgevoerd in het Laboratorium voor Nano-elektronica en Spintronica, Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Chloroform | Wako Chemicals | 033-08631 | |
| CuPc | Sigma-Aldrich | 423165 | |
| DPhPc | Avanti Polar Lipids | 850356C | |
| Glas vials met schroefdop | Nichiden-Rike Glass Co., Ltd | 6-29801 | |
| Hexaan | Wako Chemicals | 084-03421 | |
| Membraanfilters | Merck Millipore Ltd. | R8CA42836 | |
| Micro-spuit | Hamilton | 80530 | |
| Peristaltiekpomp | Tokyo Rikakikai Co., Ltd. | 11914199 | |
| Vortexmixer | Scientific Industries, Inc. | SI-0286 |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
