제작 절차 및 복굴절 측정 자석으로 응답 란타넘족 이온 킬레이트 화 인지질 어셈블리 설계에 대 한

Bicelles는 수많은 지질 혼합물에서 얻은 디스크 모양의 polymolecular 어셈블리. ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5} 그들은 널리 NMR 분광학에 의해 생체 막의 구조 특성에 대 한 사용 됩니다. ^{6 , 그러나 7} , 최근 노력 하고자 가능한 응용 프로그램의 필드를 확장 합니다. ^{5 , 8 , 9} 가장 공부 bicelle 시스템은 1, 2의 혼합물의 구성 되어-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC), 구성 어셈블리 및 1, 2의 평면 부분-dihexanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DHPC) 가장자리를 포함 하는 인지질. ^{1 , 2 , 3} 인지질 bilayer 지시 자체 조립된 polymolecular 구조의 건축 구성의 분자 기하학. ^{4 , 5} DMPE-DTPA와 교체 DHPC 높은 자석으로 대답 하 고 조정할 수 있는 bicelle 시스템을 생성합니다. ^{10 , 11} DMPC/DMPE-DTPA/Ln^{3 +} (어 금 니 비율 4:1:1) bicelles 연관 많은 더 많은 상자성 란타넘족 이온 (Ln^{3 +}) 향상 된 자기 반응의 결과로 하는 bilayer의 표면에. ¹⁰ 또한, 교체 수용 DHPC 분자 DMPE-DTPA/Ln^{3 +} 수 희석 방지 bicelles의 형성 ¹¹

평면 polymolecular 어셈블리의 자석 alignability는 그들의 전반적인 자기 에너지에 의해 결정

(1)

B는 자기 필드 강도 자석 상수, n 집계 수와 는 bilayer를 구성 하는 지질 분자 diamagnetic 자화 율 이방성. 따라서, 자기장에 DMPC/DMPE-DTPA/Ln^{3 +} bicelles의 응답은 그들의 크기 (집계 숫자 n)와 분자 diamagnetic 자화 율 이방성 Δχ에 의해 지어진 다. 후자는 쉽게 달성 chelated Ln^{3 +}의 특성을 변경 하 여. ^{12 , 13 , 14 , 15} 소개 콜레스테롤 (철-오) 또는 다른 스테로이드 유도체는 bilayer에 집계 숫자 n와 어셈블리의 자기 자화 율 Δχ 튜닝의 가능성을 제공 합니다. ^{11 , 16 , 17 , 18 , 19} 주어진된 지질 구성에 대 한 큰 어셈블리 포함 더 많은 지질 E_{탄 창} (큰 집계 숫자 n)에 기여 가능 결과 더 alignable 종에. DMPC/DHPC bicelles의 크기 예를 들면, 전통적으로 구성 지질 비율이 나 총 농도의 최적화를 통해 제어 됩니다. ^{20 , 21 , 22} 이 DMPC/DMPE-DTPA/Ln^{3 +} bicelles에, 있지만 난방 제공 시 소포를 bicelle에서 그들의 열 가역 변환을 짓는 옵션 추가. 기계와 같은 멤브레인 필터를 통해 압출 수는 vesicles의 형성을 의미 합니다. 자석으로 alignable bicelles는 5 ° C에 냉각 시 재생성 하 고 그들의 크기 기 선구자에서 결정 됩니다. ¹¹ 여기, 우리가에 초점을 가진 DMPC/DMPE-DTPA/Tm^{3 +} 기계 제조 절차의 잠재력 (어 금 니 비율 4:1:1) 또는 DMPC/철-오/DMPE-DTPA/Tm^{3 +} (어 금 니 비율 16:4:5:5) 참조 시스템으로. 프로세스 작업 다른 Ln^{3 +} 보다 Tm^{3 +}비슷하게 작동 합니다. 이러한 기술에서 제공 하는 가능성의 넓은 범위는 그림 1 에서 강조 표시 하 고 광범위 하 게 다른 논의. ²³

그림 1: 가능한 제작 절차의 개요 개요. 공부 자석으로 alignable Ln^{3 +} chelating polymolecular 어셈블리는 구성 중 DMPC/DMPE-DTPA/Tm^{3 +} (어 금 니 비율 4:1:1) 또는 DMPC/철-오/DMPE-DTPA/Tm^{3 +} (어 금 니 비율 16:4:5:5). 건조 지질 영화 7.4의 pH 값에 50 m m 인산 염 버퍼 화 이며 총 지질 농도 15 m m. 지질 영화의 효과적인 수 분 요구도 녹고 사이클 (피트) 또는 열 및 냉각 사이클을 동결 (H & C). H & C 사이클 마지막 동결 단계, 녹고 후 샘플을 다시 생성 하거나 압출 추가 없이 사용할 수 있다면 그들은 시간의 연장된 기간 동안 냉동 보관 하는 샘플을 다시 생성에 필요 하다. 이 단계는 Isabettini 외에 의해 광범위 하 게 논의 된다. ²³ 극대 alignable polymolecular 어셈블리 지질 구성에 따라 서로 다른 어셈블리 아키텍처를 제공 하는, 달성 된다. Bicelle 크기와 자석 alignability nanopore 멤브레인 필터를 통해 압출 (Ext)에 의해 가변 이다. 제시 정렬 요소 A_f 800, 400, 200, 또는 100 통해 압출 DMPC/철-오/DMPE-DTPA/Tm^{3 +} (어 금 니 비율 16:4:5:5) 샘플의 2D 작은 각 중성자 산란 (SANS) 패턴에서 계산 된 숨 구멍 nm. 측정 없이 더 자세히 여기에 적용 되지 것입니다 bicelle 정렬 측정의 보완 수단입니다. ^{11 , 16} 는 A_f 등방성 산란에 대 한 0-1 (병렬 중성자 산란 또는 자기장 방향 bicelles의 수직 정렬)에서 배열 한다.이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Bicelles의 구조는 다양 한 특성화 기법에 의해 광범위 하 게 연구 되었습니다. ¹³ 자기 필드에 노출 하는 bicelles의 맞춤 NMR 분광학 또는 작은 각 중성자 산란 (SANS) 실험을 사용 하 여 측정할 되었습니다. ^{5 , 10 , 11 , 12 , 13 , 16 , 17 , 18 , 19 , 24 , 그러나 25} , 변화와 존재 Ln^{3 +} 발생 NMR 봉우리의 확대는 메서드에 심각한 한계. ^{15 , 26 , 27 , 28} 있지만 SAN 실험이이 제한, 대체에서 고통을 하지 않습니다 그리고 더 접근 기술 솔루션에서 어셈블리의 자석으로 유도 맞춤의 일상적인 정량화에 대 한 바람직한. 복굴절 측정 실용적이 고 비교적 간단한 대안입니다. 비슷하게 NMR 실험, 복굴절 측정 지질 재배열 및 지질 단계는 bilayer에 발생에 대 한 귀중 한 정보를 공개. 또한, 온도 같은 환경 조건 변경 polymolecular 어셈블리에서 발생 하는 기하학적 변환 모니터링 된다. ^{11 , 12 , 13 , 16} 자기 유도 복굴절 Δn′ 인지질 시스템의 다양 한 유형을 공부에 사용 되었습니다. ^{13 , 29 , 30} 는 자기장에서 위상 변조 기술에 따라 복굴절 측정 bicelles의 방향을 감지 하는 가능한 방법입니다. ^{12 , 16 , 18 , 29 , 31 , 32} 35 T까지 높은 자기장에서 복굴절와 함께 bicelles를 조사 하는의 가능성 또한 M. Liebi 그 외 여러분 에 의해 입증 되었다 ¹³

편광 이방성 물자 들어가면 일반 및 특별 한 파에서 굴절 됩니다. ¹¹ 두 파 다른 속도 있고 지체 δ에 의해 단계에서 이동 된다. 지체 δ의 정도 측정 하 고 복굴절 신호로 변환 는 소재를 사용 하 여 이방성의 정도 계량 하기

(2)

여기서 λ는 레이저와 d의 파장은 샘플의 두께입니다. 인지질은 광학 이방성 그리고 탄화수소 꼬리에 평행 하 게 그들의 긴 분자 축과 일치 하는 그들의 광 축. ^{11 , 12} 는 인지질은 임의로 솔루션에서 지향 하는 경우 지체 없이 측정 됩니다. 지체는 인지질 서로 평행 정렬 됩니다 때 측정 된다. 자석으로 유도 복굴절 ; 자기장에서 분자의 방향에 따라 양수 또는 음수 부호를 가질 수 있습니다 그림 2를 참조 하십시오. X 축에 평행 정렬 인지질 네거티브 귀 착될 것 이다 z 축을 따라 정렬 된 결과 긍정적인 그러나, . 아니 복굴절 때 광 축과 일치 빛 전파의 방향으로는 인지질 y 축에 평행 하 게 정렬 관찰 됩니다.

그림 2: 맞춤 인지질 및 자기 유도 복굴절의 해당 표시의 . 측정된의 는 자기장에서 인지질의 방향에 따라 달라 집니다. 파선 분자의 광 축을 나타냅니다. 빛은 45 °에서 편광 하 고 y 방향으로 전파. 자기장 B z 방향에서입니다. 이 그림은 M. Liebi에서 수정 되었습니다. ¹¹ 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Bicelles의 등방성 콜 로이드 정지, 경우는 bilayer에 인지질의 배열에 의해 유도 된 방향 지체 δ 비우기 손실 될 것입니다. Bicelles는 또한 편광된 빛의 지체 δ를 일으키는 그들의 bilayers에 광학 활성 인지질을 찾으시는 순서 정렬 해야 합니다. 따라서, 복굴절 polymolecular 어셈블리의 자석 alignability 계량 하는 중요 한 도구입니다. Bicelles 정렬 자기장에 수직 긍정적인 보장할 병렬 정렬 그 부정적인 항복 것입니다 하는 동안, . 서명 설정의 정렬에 따라 달라 집니다 그리고 참조 샘플을 확인할 수 있습니다.