支持脂質(zhì)膜可以在體外實(shí)驗(yàn)中用于模擬主要由磷脂組成的生物屏障，如細(xì)胞膜。也可以將其他分子，如受體或膜蛋白結(jié)合到脂質(zhì)層結(jié)構(gòu)中，以模擬生物膜的特定功能。由于這些特性，支撐脂質(zhì)層結(jié)構(gòu)在生物化學(xué)和制藥研究領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

      傳統(tǒng)的支持脂質(zhì)雙分子層(SLB)或囊泡層(SLV)是在固體載體上制備的，如SiO₂或金(Au)，但層在通過空氣-水界面過渡時(shí)往往不穩(wěn)定。聚合物載體可以提高所形成的脂質(zhì)層的穩(wěn)定性。

      SPR現(xiàn)象是基于自由電子在金屬表面共振，這些電子被光激發(fā)。吸收最大值是入射光角度的函數(shù)，SPR現(xiàn)象高度依賴于金屬表面附近的介電常數(shù)。表面附近的任何變化，如脂層的沉積，都能最大程度地改變吸收角度。MP-SPR的獨(dú)特功能是同時(shí)測(cè)量?jī)煞N不同的波長(zhǎng)，可以同時(shí)計(jì)算沉積層的厚度(d)和折射率(RI)，而無(wú)需事先了解其中任何一種。

材料與方法

      合成了兩種用于脂質(zhì)結(jié)合的聚合物表面:6 kDa葡聚糖和聚乙二醇自組裝單層(PEG-SAM)。我們以SiO2表面作為SLB形成的參比表面(圖1)。脂質(zhì)體的主要成分為EggPC(卵磷脂酰膽堿)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)原核細(xì)胞膜都是卵磷脂酰膽堿。添加POPS(棕櫚酰油酰磷脂酰絲氨酸)形成天然負(fù)電荷和膽固醇，模擬細(xì)胞膜的自然剛性。研究了三種不同的脂質(zhì)組成:100%蛋pc、75:25%蛋pc:POPS和70:25:5%蛋pc:POPS:膽固醇。此外，還研究了HepG2細(xì)胞的細(xì)胞膜提取物。

      用SPR Navi 200-L測(cè)量脂質(zhì)體與不同表面的相互作用(圖2)。還研究了空氣-水過渡過程中負(fù)載脂雙分子層的穩(wěn)定性。根據(jù)脂質(zhì)體沉積前后的SPR曲線計(jì)算形成的脂質(zhì)層厚度和折射率(RI)(圖3)。

結(jié)果與討論

       即使6kDa葡聚糖和PEG-SAM都是相對(duì)較薄(幾納米)的親水凝膠載體，葡聚糖表面明顯促進(jìn)SLB的形成，而PEG-SAM支持SLV的形成。計(jì)算的厚度和RI值顯示右旋糖酐上的脂質(zhì)層與PEG-SAM上的脂質(zhì)層有明顯差異(圖4)。表面促進(jìn)行為的差異很可能是由于聚合物親水性基團(tuán)的密度和位置不同。右旋糖酐支持所使用的三種脂質(zhì)組合物的脂質(zhì)雙層形成(圖4)。

       右旋糖酐表面SLB的d和RI值略高于參考表面SLB的d和RI值(圖4和5)。這可能是由于右旋糖酐表面脂質(zhì)層的背襯更緊密，這也是由于右旋糖酐表面脂質(zhì)層的RI略高于SiO2表面。PEG-SAM表面的SLV層厚度明顯較高，RI明顯較低(圖4和5)。在670nm和785nm處測(cè)量的折射率也應(yīng)該呈線性相關(guān)(圖5)。

       用MP-SPR儀對(duì)右旋糖酐表面的膽固醇SLB進(jìn)行氣-水過渡和氣流暴露。注意到SLB具有優(yōu)異的抗干燥性，這是仿生表面的理想特性。與所研究的其他脂質(zhì)體相比，hepg2 -提取物具有更大的SPR信號(hào)，可能是由于其含有膜蛋白和其他成分。

結(jié)論

       脂質(zhì)體或脂雙分子層形式的支撐脂層可以沉積在SPR傳感器載玻片上。MP-SPR是一種在不知道沉積層厚度和折射率的情況下確定沉積層厚度和折射率的獨(dú)特方法。支持脂質(zhì)層可以進(jìn)一步用于藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)、生物傳感和生物物理學(xué)等領(lǐng)域，以確定分子與脂質(zhì)層的相互作用。