Felületaktív anyag kölcsönhatásának vizsgálata lipid modell membránokkal
lipid modell
kölcsönhatás
vegyész mesterszak
szakdolgozat
Absztrakt:
A biológiai határfelületi kölcsönhatások egyik fontos színtere a sejtmembrán, amelyhez a gyógyszerhatóanyagoknak és hordozóknak affinitást kell mutatni, a lipidrétegen át kell hatolniuk, esetenként még a sejtmagba is el kell jutniuk. Ugyanakkor kationos molekulák antibakteriális hatása a sejtmembrán kisebb-nagyobb mértékű roncsolásán alapul. Ezekben a folyamatokban meghatározó a lipidréteg és a kationos jellegű, kismolekulás anyag kölcsönhatása, melynek tanulmányozásához, a biológiai rendszerek összetettsége és változatossága okán, célszerű modell rendszereket használni.
A szakdolgozatom célja az volt, hogy kationos tenzid (DTAB) vizes oldatainak kölcsönhatását tanulmányozzam lipid membrán modellekkel. A DTAB penetrációs hatékonyságát Langmuir-filmmérleges kísérletekben vizsgáltam, melyek során a membrán modellt a lipid (DPPC) molekulákból létrehozott rendezett monoréteg képezte. A sejtmembránhoz közelebb álló lipid kettősréteg modellel is vizsgáltam a DTAB kölcsönhatását, ahol a lipid modell anyagok a d62-DPPC és DSPC voltak. A Langmuir-filmmérleges vizsgálatokat összegfrekvencia-keltési spektroszkópiai (SFG) mérések egészítették ki.
A tenziometrikus méréseket két különböző módszerrel (penetráció mérés, keverékizoterma meghatározás) is végrehajtottam, és azt tapasztaltam, hogy más eredményre vezetnek attól függően, hogy a tenzid-lipid kölcsönhatás milyen körülmények között valósult meg. Az eredményeket termodinamikai számítások segítségével értelmeztem, melyek becslést adnak a felületi réteg összetételére, annak tenzidkoncentrációtól, illetve lipid film tömörségtől való függésére. Az adott rendszerben a lipid film jelenléte a felületaktivitásnál nagyobb mértékű felületi felhalmozódást okoz, ami a lipid-tenzid elektrosztatikus kölcsönhatással magyarázható.
Az SFG mérések szerint a tenzid penetráció növeli a film molekuláris rendezettségét, a kettősrétegben pedig feltehetően hozzájárul a réteg megbontásához. Az időfüggő spektroszkópiai vizsgálat alapján a tenzid lipid kettősréteggel való kölcsönhatásának jellegét a lipid transzlokációs mozgására (flip-flop) gyakorolt gyorsító hatásaként azonosítottam.