本文關(guān)鍵詞： 和頻振動光譜 自組裝 分子間弱相互作用 費米共振 磷脂組裝體 鹽離子　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：人體生命活動的正常進(jìn)行依賴于不同組裝體結(jié)構(gòu)之間的變化,而分子間弱相互作用是調(diào)控這些過程的關(guān)鍵和驅(qū)動力。但是由于與化學(xué)鍵(離子鍵、共價鍵等)不同,分子間弱相互作用的作用能僅僅為化學(xué)鍵能的百分之一左右。這就使得測量分子間弱相互作用變得很困難。在本文研究中,我們發(fā)展了一套表征界面分子間弱相互作用的新方法：用表界面敏感的和頻振動光譜精確獲得二階費米共振,然后通過解析費米共振獲得分子間弱相互作用的信息。我們利用此方法研究了磷脂組裝體的若干界面弱相互作用問題。我們研究了磷脂烴基鏈長度以及分子間距離對于界面相互作用的影響,探究了鹽離子的特異性效應(yīng)(Hofmeister)的動力學(xué)以及鹽離子如何影響和調(diào)控分子間弱相互作用,我們還以DMPG為模型分子,闡明了磷脂分子在自組裝相變過程中的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)。給出了在過渡相變中的分子間弱相互作用的變化過程,說明了磷脂的尾部在過渡相變出現(xiàn)烴基鏈局部堆積而頭部并不同步的現(xiàn)象。此外,我們還研究了磷脂囊泡解組裝過程中的結(jié)構(gòu)和動力學(xué),探究了磷脂烴基鏈長度以及尺寸對于磷脂囊泡解組裝動力學(xué)的影響和調(diào)控。本論文主要內(nèi)容包括七章：第一章介紹界面分子間弱相互作用的科學(xué)問題。介紹研究體系磷脂組裝體和鹽離子的重要性以及研究狀況,并簡要介紹本論文的研究思路及內(nèi)容。第二章介紹界面分子間弱相互作用測量的理論基礎(chǔ),包括和頻振動光譜、費米共振以及分子間弱相互作用的計算方法。第三章介紹利用我們發(fā)展的測定界面弱相互作用的方法來研究磷脂烴基鏈長度以及分子間距離對于界面相互作用的影響。進(jìn)一步確定我們發(fā)展方法的可行性。第四章介紹自組裝體系中的鹽離子的特異性效應(yīng)(Hofmeister)的動力學(xué)以及鹽離子如何影響和調(diào)控界面分子間弱相互作用。通過Hofmeister系列鹽離子與磷脂分子DLPC的作用,我們發(fā)現(xiàn)Hofmeister效應(yīng)不能單單考慮范德華相互作用,靜電相互作用和水合相互作用在其中也發(fā)揮著重要調(diào)控作用。我們在分子水平上闡明了鹽離子對于界面分子間弱相互作用的調(diào)控。第五章介紹以硫氰酸根模型研究鹽離子與不同磷脂分子Langmuir膜的作用方式。研究發(fā)現(xiàn)鹽離子與電中性膜作用與磷脂分子之間的距離密切相關(guān),存在著發(fā)生作用的閾值距離。探究了界面分子間弱相互作用對這一過程的調(diào)控,發(fā)現(xiàn)電中性磷脂膜和帶正電荷的磷脂膜與鹽離子作用方式完全不同,并且是由多種因素來調(diào)控的。第六章介紹利用我們發(fā)展的界面分子間弱相互作用方法來研究磷脂單層膜組裝過程中的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)。我們探究了磷脂分子烴基鏈長度對于磷脂相變過程的影響和調(diào)控。此外,我們以DMPG為模型分子,綜合利用膜壓等溫曲線、布魯斯特角顯微鏡和表征分子間弱相互作用的方法研究了磷脂分子自組裝相變過程中的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)。給出了在過渡相變中的動力學(xué)過程,闡明了磷脂的尾部在過渡相變出現(xiàn)烴基鏈局部堆積而頭部并不同步的現(xiàn)象。第七章介紹利用探測界面分子間弱相互作用方法來研究磷脂囊泡解組裝過程中的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)。我們介紹了磷脂囊泡的制作方法,探究了磷脂烴基鏈長度以及囊泡尺寸對于解組裝過程的影響。研究結(jié)果表明,烴基鏈較長的磷脂分子DSPC和DMPC在室溫下不會發(fā)生自發(fā)解組裝。而DLPC可以在水溶液中自發(fā)解組裝,并且其尺寸越小,解組裝速率越快。
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【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O561
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本文編號：1552757