嵌入π共轭分子的双层类脂膜的制备及其伏安行为

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1、维普资讯http://www.cqvip.com科学通报第39卷第1期CHINESESCIENCEBULLETIN1994年1月关键刚分蜘调双及层粪脂童高(BLM蛳)镶卟啉(N‘TPP)cj：暑——～一。八人造双分子层类脂膜一(BLM)是利用简单膜模型系统研究复杂的生物膜结构与功能的新技术和新途径．自60年代初Fishman“首先在水相中制得双分子碑脂膜以来，双层脂膜系统已被广泛地用于模拟生物膜的物理、化学、生物学现象的研究“]．本工作设计了一套制备不对称BLM体系的简易装置和膜电化学检测系统，并试验了膜申分别嵌入四氰基对醌二甲烷、四苯基卧啉、镍一四苯基卟啉以及富勒烯(co)等共轭分子

2、修饰后的循环伏安行为．类㈣1实验部分1．1试剂及溶液配制所用膜的主要一试剂为．磷脂酰蛳胆碱(EPC)(美国Sigma公司)}四苯基卟啉(HzTPP日本同仁化学研究所)；四氰基对~I}-甲烷(TCNQ中国科学院化学研究所提供)；镍卟啉(Ni—TPP武汉大学化学系提供)；C(武汉大学分析测试中心提供)，其他试剂均为分析纯．将2的磷脂酰胆碱溶于十二烷和异丁醇的混合溶液中(31)制成BLM成膜液，为了便于比较分析，修饰膜的成膜液分别采用直接饱和法和氯仿溶解法制备；直接往成膜液中分别加入TCNQ，HTPP，Ni—TPP和C固体，经超声波振荡溶解，离心分离，弃去沉淀，或将修饰材料分别溶于氯仿，再与

3、成膜液以1：3的比例混合，在N气氛下蒸去氯仿即可制成含修饰掺杂物的BLM成膜液．水相溶液均用0．1mol·LKCI+0．02mol·LNaAc／HAe缓冲液配制．1．2测试仪器和装置用PAR公司173恒电位仪、自组装的皮(pieo)安培计和自设计的等速进样器、池体等组成膜电化学检测系统，考虑到跨膜电流很小(<1oA)，故采用两电极体系，用两支饱和甘汞电极向BLM体系施加电压信号和导出跨膜电流．2结果和讨论2．1双层类脂戚(BLM)的制备按照注射法i在约0．1mm厚的Teflon薄膜中央打一小圆孔(=lmm)作为水室隔膜和1993—04—05收穑．199308—06收修改穑·国家自然科学

4、基金资助项目维普资讯http://www.cqvip.com第1期科学通报BLM支撑膜，用微量进样器将约5I的成膜液在水相中涂于小孔上形成液泡，液泡自动变薄形成双分子层脂膜．显然，这种方法只能制备膜两侧溶液组成和浓度以及双层分子结构都完全一样的“对称BLM体系而实际生物膜的内外两侧结构是不对称的，膜两恻所处的环境，即水相中的粒子种类、浓度和pH值也是不相同的．为此，我们设计了一套制备不对称膜的简易装置和膜电化学检测系统．(1)等速进样器：如图l所示，选两支内径相等的玻璃注射器(10m1)，去掉活塞，将注射器尾部弯成9O。角，再与另一支玻璃注射器(20m1)烧结成叉指式平行进样器．用两支

5、流速相等的8号长针头弯曲成适当角度与池体偶合．池体采用夹心面包式结构．支撑膜为0．05ram厚的Teflon膜，中间打一小圆孔(一lmm)，要求小孔图1不对称双层类脂膜生成装置边缘光滑无毛刺，支撑膜两侧为两个等体1示卫指式平行进样器，2示有机畦璃槽，3示进样口，4示成膜积的有机玻璃槽，槽内壁有孔(—lcm)与小孔(兰1ram)．5示搅拌棒，6示固定螺丝，7示Teflon膜支撑膜相通，槽下部为半圆形，以提高搅拌效果，两边槽底均有一小池供搅拌用，整个池体用四支小螺丝固定(图1)，(2)不对称BLM体系的制备：用叉指式进样器的两个注射头分别从盛有不同溶液的两个烧杯中同时吸入等量溶液(约8m1

6、)，将进样器的两个针头分别插入池体两边的斜孔，推动活塞，使溶液从底部注入，待液面缓慢上升至小孔附近时，在支撑膜两侧槽中分别滴入一滴成膜液，膜液将在水面上自动铺展开．继续推进活塞，使液面漫过小孔约3mm时停止进样．这时l图2水相中BLM体系成膜过程的显截照片(a)成膜前，(b)部分成度，(c)成膜毗后．放大倍数·4O通过实体显微镜可以观察到彩色干涉条纹的出现(图2(a))，几秒钟后出现黑洞，黑洞逐渐扩大至膜完全变黑(图2(b)(c))后即可进行电化学检测．这样制备的BLM可以保证膜两侧溶维普资讯http://www.cqvip.com科学通报第39卷液是不对称的．利用本装置亦可从两面水相

7、的单分子膜制成膜脂不对称的BLM体系．2．2掺杂BLM俸系的伏安行为由于单纯脂膜的BLM具有高达10“Q的电阻，很难用常规电化学方法研究其伏安行为，为了克服这一困难，田心棣等‘将所谓“有机金属”材料，例如四氰基对醌二甲烷(TCNQ)嵌入脂双层中，大大降低了BLM的膜电阻，从而使BLM体系的伏安法研究成为可能．本文着重探讨双层脂膜中的掺杂分子的状态和性质对膜体系伏安行为的影响t得到了TCNQBLM体系的可逆CV曲线．50一LOO一50fJ50IO