基于微芯片的巨型脂质体形成机制研究

《基于微芯片的巨型脂质体形成机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于微芯片的巨型脂质体形成机制研究響重庆大学博士学位论文学生姓名：王琼指导教师：杨军研究员专业：生物医学工程学科门类：工学重庆大学生物工程学院二〇—七年十月－ｂａｓｅｄｓｔｕｄｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔＭｉｃｒｏｃｈｉｉｏｎｐｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉａｎｔｌｉｉｄｖｅｓｉｃｌｅｓｇｐ響ＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅＤｏｃｔｏｒ

2、＾ＤｅｇｒｅｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｙＱｉｏｎＷａｎｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＹａｎｇＪｕｎＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｅｏｆＢｉｏｅｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆｇｇｇＣｈｏｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈｏｎｉｎＣｈｉｎａｇｑｇｙ，ｇｑｇ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１７，中文摘要摘要磷脂是具有极性头部（亲水）和非极性尾部（疏水）的双亲分子。当暴露在水溶液中时，亲水头部暴露在外将疏水尾部包裹在内，从而形成规则双分子层、囊

3、泡或胶束等结构一。其中，脂质体是由层或多层磷脂双分子层构成的球形囊泡结构。由于其由天然的磷脂组成，因此具有良好的生物降解性、生物相容性以及非免疫原性。脂质体自１９６５年被Ｂａｎｇｈａｍ等人发现以来便吸引了大量学者的关注，其研究成果广泛应用于生物、医药以及工业等领域。粒径大于ｌｐｍ的巨型单层脂质体（ｇａｎｔｕｎｉｌａｍｉｎａｒｖｅｓｉｃｌｅｓ，ＧＵＶｓ）由于其特殊的结构特点（结构和尺寸与细胞相近、易于观察和操控等），可用作细胞膜模型研究细胞膜的生物化学特性以及机械特性等，或者用于载药系统或生物反应器等。近些年，巨型脂质体从制

4、备到应用都取得了重大进展。尽管如此，其形成机制及多种因素的影响尚不明确。本文首先设计了一种微腔室芯片，基于该芯片对磷脂水合过程中多种因素的影响机制乃至脂质体的形成机制进行了研究，在此基础上提出了几种有效改善脂质体制备效率的方法：。具体而言，本论文的研究工作主要包括以下几个方面“”一（１）静电排斥主导脂质体的形成这假说的实验验证“静电排斥主导脂质体的形成”这一假说是脂质体形成机制的一种最常用的一些困难理论解释，但是其在分析实际的实验现象时常常会面临。因此，本文首一先针对这假说的可靠性开展了实验验证。当用其去解释实验中

5、ＮａＣｌ浓度和磷脂类型对磷脂水合情况的影响时，发现该假说的确能够解释部分实验现象，但是依然存在不少现象与假说矛盾一。因此，这说法并不完全成立。随后，我们从水溶液成分和磷脂类型的影响入手一，对磷脂水合及脂质体的形成机制开展了进步的研究。（２）磷脂水合过程中离子的特异性影响研究一基于ＮａＣｌ浓度对磷脂水合的影响研究，我们将离子类型扩展开，同时涵盖价离子和二价离子，探讨了离子类型对磷脂水合的影响。实验发现相较于纯水，２＿＞２＿＞ｎ＿＞ｎ＿＞不同离子对磷脂水合的影响程度不同：，阴离子服从ｃｏ３ｓｏ４ｓｃｏ３＿＿＞Ｃ—＋＞

6、＋Ｂｒｌ：ＮａＫ。二；价阳离子的影响服从价阳离子的影响则较为复杂。当浓度非常低时（＜１ｍＭ），离子的加入促进了黏附于基底上的水合磷脂膜（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ２＋＞ｏｓｏａｅｒｓＰＬ。：Ｚｎｐｈｐｈｌｉｐｉｄｌｙ，Ｓ）的分离以及脂质体的形成这种促进作用服从２＋２＋Ｍｇ＞Ｃａ。随着盐浓度增加，离子对脂质体形成的促进作用减弱，且逐渐变为抑制作用。借助Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ序列在离子对胶体影响等方面的相关研究，我们对盐溶液中Ｉ重庆大学博士学位论文：盐溶液中磷脂的水合机制进行分析并提出猜想，水分子和离子与磷脂发生特

7、异性结合并极化尾部酰基链一，使之产生明显的色散力而相互结合在起，对外表现为疏水作用一。因此，价离子和二价阴离子对磷脂水合的影响序列可以利用离子对尾部酰基链的极化程度来解释。离子的极化作用越强，相较于纯水，对磷脂水合的影响越大。而对于二价阳离子的特异性，我们认为由于其与磷酸基团之间较小的电负性差异一，结合后遗留下来的电荷密度较低。因此可以定程度作用于极性较低甚至非极性部分，减小磷脂疏水部分，从而在相同的离子强度下降低磷脂的疏水性。由于磷脂的非极性部分通常较大，因而不会被完全瓦解。随着离子强度增强，极化作用始终存在。当极

8、化作用占主导时，磷脂对外表现出疏水作用增加。（３）磷脂水合过程中非电解质的影响研究非电解质的影响不同于离子影响