[发明专利]一种在液相中原位制备脂双分子层膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜制备技术领域，涉及固体表面支撑的脂双分子层膜的制备方法，具体涉及一种在液相中原位制备脂双分子层膜的方法。

背景技术

固体表面支撑的平面脂双分子层膜(Supported Lipid Bilayer，SLB)，是模型生物膜的主要形式之一。通过控制脂双分子层的组成比例以及膜周围的介质性质等影响因素，人们可以借助原子力显微镜(AFM)定性及定量地研究生物膜对外部环境变化的响应及特定生理过程的内在机制。常用的制备平面支持膜的方法有旋涂法、LB膜转移法和囊泡融合法三大类。其中，旋涂法是借助旋涂仪在云母表面直接旋涂脂类的有机溶液得到多层脂类干膜；LB膜转移法是借助LB膜仪，将液槽中的单分子层膜镀覆到云母等固体表面得到单层脂类干膜。该两种方法方便快捷，但是制得的脂膜不具备生物流动性，即使长时间浸泡于溶液中也无法得到具有二维流动性的分子层膜，因而应用范围有限。所述的囊泡融合法是最近提出的一种制备脂双分子层膜的方法，利用脂类囊泡能自发在云母等固体表面自发融合调整的特点，促使脂类在固体表面形成规整的单层双分子层脂膜，同时整个制备过程是发生在液相环境中，因而能保证脂膜的二维流动性，能促进对模型膜的研究。但是目前提出的各种囊泡融合法均存在如下一些缺点：(1)囊泡在固体表面上自发融合成膜所需的时间很长，约4～12小时；(2)得到效果较好双分子层膜的几率不够高；(3)在冲洗表面多余囊泡的过程中常常会造成膜的损坏；(4)在具体实施过程中，尤其是在转移到AFM样品台上观测时，膜表面常应接触空气而失去流动性。此外，目前各种制备方法均存在如下两个共同的问题：在操作及转移过程中难以保持所需的温度，尤其对于多组分体系，可能导致不可消除的分相及相变痕迹；不可能实现对膜表面的任何进一步的修饰或改性，从而不能用于原位改性和相应的动力学研究。

因此，研究一种便捷制备均匀稳定的固体表面支撑脂双分子层膜的方法，并实现用AFM实时监测溶液环境中温度及分子离子种类等对膜结构的影响与作用，是一个能更大促进生物膜研究并具有实际应用价值的课题。

与本发明相关的现有技术有：

1.杨福愉 主编.生物膜[M].北京：科技出版社，2005.

2.W.Binder，V.Barragan，F.Menger.Domains and Rafts in Lipid Membranes[J].Angew.Chem.Int.Ed.2003(42)：5802-5827.

3.S.Connell，D.Smith.The atomic force microscope as a tool for studying phaseseparation in lipid membranes.Molecular Membrane Biology，2006(23)：17-28.

4.E.Sackmann.Supported membranes：Scientific and practical applications[J].Science 1996(271)：43-48.

发明内容

本发明的目的在于提出一种固体表面支撑的脂双分子层膜的新制备方法，具体涉及一种在液相中原位制备脂双分子层膜的方法。

本发明通过在原子力显微镜(AFM)的可控温样品台上原位制备脂双分子层膜，借助高温条件加速囊泡融合，实现快速制样。该方法同时还能灵活有效控制双层膜所处的温度、周围液体介质的性质等影响膜形貌的因素。

为实现上述目的，本发明提供了一种在液相中原位制备脂双分子层膜的方法，其特征在于，采用原位高温囊泡融合法，结合原子力显微镜液池针架设计进样装置，于高温条件下融合囊泡，在液相中原位制备脂双分子层膜。

本发明中，温度可控、AFM样品台上、液池中、原位生成固体表面的支撑膜，并可通过置换不同液相溶液引发膜表面的各种物理化学反应，用原子力显微镜实时监测这些过程中膜表面形貌的变化。

本发明中，在原子力显微镜的可控冷热扫描器的样品台上，建立以云母为衬底的样品液池装置，插入微型温度计与自动液体进样器。样品液池中，溶液的种类及冲洗置换液的流速、用量精确可控，以保证液相的性质及浓度的可靠性，同时不损坏膜的结构。

为了获得稳定的平整的固体支撑膜，目前的囊泡融合方法大多是在常温下先用大量的囊泡溶液(1-10毫升)将固体表面完全过量润湿，进行4-12小时不等的融合得到较平整的支撑膜。