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TRACKER界面流变仪相交换应用---如何控制界面的表面压力?

更新时间:2023-10-10   点击次数:439次

界面上表面活性分子的存在改变了其物理化学性质。这些变化的幅度,可以用表面压力来表征,强烈地依赖于表面浓度。

表面压力(Π)定义为纯界面和存在表面活性分子的界面之间的界面张力差。

Π=γ0−γ

γ0对应于两个纯相之间的界面张力,γ测量的表面张力


要很好地理解表面活性负载界面作为表面压力的函数,需要改变表面浓度。这种浓度的控制可能很复杂。实际上,平衡时的表面压力由分子的吸附动力学及其初始浓度决定。

磷脂是脂滴单分子膜和生物膜的主要成分,对其结构和稳定性起着重要作用。

已使用涂有磷脂的油/水界面来产生具有不同表面压力的界面,如图1所示。

Tracker™ 界面流变仪允许精确实时控制和调节界面的表面压力。

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图 1 : 实验过程中,磷脂包覆的油/水界面的水滴面积与时间的关系


实验方案包括4个步骤:

1. 在缓冲溶液中形成油滴(三油酸甘油酯)。

2. 在t=100秒时,注入单层(100 nm)大磷脂囊泡制剂,使其在缓冲溶液中的浓度达到0.005%(w/w)

3. 在1500秒的吸附时间后,用新鲜的缓冲溶液替换水相,以去除未吸附的磷脂。

4. 然后简单地通过增加或减少界面面积来控制表面压力。


图2显示了油/水界面的表面张力随时间的变化。初始张力为32 mN/m,与文献[1-4]一致。

117-2.png

注射磷脂后,表面张力随时间缓慢下降;磷脂吸附在界面上。交换水相会停止磷脂的吸附,只有液滴表面积的变化才能改变磷脂单层的表面浓度和表面压力。在该示例中,进行一次扩大液滴面积以降低表面压力(即增加张力);进行四次压缩以增加表面压力(即降低张力)。

 

结论:

一个界面的表面压力可以用TRACKER界面流变仪来控制。可以制作特定的或定制的界面来模拟不同的界面系统,研究不同界面压力下的流变特性。


参考文献

[1] Ledford, A. S.; Cook, V. A.; Shelness, G. S.; Weinberg, R. B., Structural and dynamic interfacial properties of the lipoprotein initiating domain of apolipoprotein B. Journal of lipid research 2009, 50 (1), 108-115.

[2] Meyers, N. L.; Larsson, M.; Olivecrona, G.; Small, D. M., A pressure-dependent model for the regulation of lipoprotein lipase by apolipoprotein C-II. Journal of Biological Chemistry 2015, 290 (29), 18029-18044.

[3] Bénarouche, A.; Habchi, J.; Cagna, A.; Maniti, O.; Girard-Egrot, A.; Cavalier, J.-F.; Longhi, S.; Carriere, F., Interfacial properties of NTAIL, an intrinsically disordered protein. Biophysical journal 2017, 113 (12), 2723-2735.

[4] Xu, T.; Rodriguez-Martinez, V.; Sahasrabudhe, S. N.; Farkas, B. E.; Dungan, S. R., Effects of Temperature, Time and Composition on Food Oil Surface Tension. Food Biophysics 2017, 12 (1), 88-96.