磷脂仿生膜体系的构建及其对细胞化学信号传导的模拟
发布时间：2023-05-14 01:33
生物膜是细胞膜和细胞器膜的统称。作为细胞或细胞器的保护屏障,生物膜具有能量传递、物质传递、信息识别与传递等重要功能,这些功能在细胞的生存、生长、繁殖和分化中都起着十分重要的作用。因此,正确认识生物膜结构和功能对揭示生命活动的奥秘有重要意义。由于生物膜本身结构复杂,研究者们多采用自下而上的方法来构建仿生膜,并以其为基础来研究生物膜的物理化学性质或模拟细胞的结构和功能。在仿生膜的构建方面,二维仿生膜阵列的构建有助于生物膜性质的高通量研究。在三维仿生膜的构建方面,巨型磷脂囊泡(giant unilamellar vesicle,GUV)阵列的制备方法较少,且局限于匀质GUV阵列的制备。因此,针对以上研究现状,本论文在导电性良好且透明的氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)基底上制备了磷脂膜阵列,在液滴-固体界面构建了高阻抗的磷脂膜体系,首次利用声场制备了GUV阵列和GUV/细胞阵列,并实现了囊泡与囊泡之间及囊泡与细胞之间的物质传输和化学信号交流。在ITO基底上修饰十八烷基三甲氧基硅烷(trimethoxy(octadecyl)silane,TODS)自组装膜,利用深度紫外光(2...
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 二维磷脂仿生膜及其阵列研究进展
1.2.1 磷脂仿生膜体系
1.2.2 支撑磷脂膜阵列
1.3 三维仿生膜(磷脂囊泡)及其阵列研究进展
1.3.1 巨型磷脂囊泡的制备
1.3.2 巨型磷脂囊泡的应用
1.3.3 巨型磷脂囊泡阵列
1.3.4 声波辐射力
1.4 论文的主要研究内容
第2章 实验试剂与研究方法
2.1 主要原料与试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
2.3.2 微图案化的TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
2.3.3 图案化磷脂双层膜阵列的制备
2.3.4 高阻抗支撑膜体系实验装置的制备
2.3.5 液滴-固体界面间磷脂双层膜的制备
2.3.6 巨型磷脂囊泡(GUV)的制备
2.3.7 巨型磷脂囊泡中酶的包覆及囊泡外部酶的去除
2.3.8 酶的修饰
2.3.9 巨型磷脂囊泡阵列的制备
2.3.10 肝癌细胞(HepG2)的培养
2.4 表征与分析方法
2.4.1 显微镜测试方法
2.4.2 接触角测量技术
2.4.3 电化学测试方法
2.4.4 荧光漂白恢复(FRAP)技术
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.4.6 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
2.4.7 原子力显微镜(AFM)分析
2.4.8 紫外可见光谱分析(UV/Vis)
第3章 微图案化ITO电极上磷脂双层膜阵列的制备
3.1 引言
3.2 微图案化TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备及表征
3.2.1 ITO基底的硅烷化修饰
3.2.2 TODS自组装膜刻蚀时间的研究
3.2.3 微图案化的ITO表面刻蚀时间的确定
3.3 磷脂膜阵列的制备及表征
3.3.1 磷脂双层膜阵列的制备
3.3.2 荧光显微镜观察磷脂双层膜阵列
3.3.3 原子力显微镜表征磷脂双层膜阵列
3.3.4 循环伏安法和电化学阻抗法表征磷脂双层膜阵列
3.4 本章小结
第4章 高阻抗液滴-固体界面支撑磷脂膜体系的制备及应用
4.1 引言
4.2 实验装置的制备
4.2.1 电化学池和进样装置的制备
4.2.2 参比电极的制备及校准
4.3 液滴与基底之间接触面积的控制
4.3.1 TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
4.3.2 液滴与TODS自组装膜修饰的ITO基底之间接触面积的控制
4.4 液滴-ITO界面间磷脂杂化膜的制备及表征
4.4.1 液滴-ITO电极界面间磷脂杂化膜的制备
4.4.2 液滴-ITO电极界面间磷脂杂化膜的表征
4.5 裸ITO电极上液滴-固体界面磷脂双层膜的制备及应用
4.5.1 液滴-固体界面磷脂双层膜的制备
4.5.2 液滴-固体界面磷脂双层膜的电化学表征
4.5.3 液滴-固体界面磷脂双层膜的流动性表征
4.5.4 蜂毒素与液滴-固体界面磷脂双层膜的相互作用
4.6 本章小结
第5章 声场下巨型磷脂囊泡阵列的制备及应用研究
5.1 引言
5.2 声场下的GUV阵列
5.2.1 声差的来源及糖溶液浓度的影响
5.2.2 一维和二维声场下的GUV阵列
5.2.3 GUV在声场下的形变研究
5.2.4 节点上GUV数量的控制
5.2.5 GUV阵列中的化学信号传递
5.3 声场下的GUV/细胞阵列
5.3.1 肝癌细胞(HepG2)在声场下的排列
5.3.2 声场下肝癌细胞(HepG2)与GUV的化学物质交流
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3816922
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 二维磷脂仿生膜及其阵列研究进展
1.2.1 磷脂仿生膜体系
1.2.2 支撑磷脂膜阵列
1.3 三维仿生膜(磷脂囊泡)及其阵列研究进展
1.3.1 巨型磷脂囊泡的制备
1.3.2 巨型磷脂囊泡的应用
1.3.3 巨型磷脂囊泡阵列
1.3.4 声波辐射力
1.4 论文的主要研究内容
第2章 实验试剂与研究方法
2.1 主要原料与试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
2.3.2 微图案化的TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
2.3.3 图案化磷脂双层膜阵列的制备
2.3.4 高阻抗支撑膜体系实验装置的制备
2.3.5 液滴-固体界面间磷脂双层膜的制备
2.3.6 巨型磷脂囊泡(GUV)的制备
2.3.7 巨型磷脂囊泡中酶的包覆及囊泡外部酶的去除
2.3.8 酶的修饰
2.3.9 巨型磷脂囊泡阵列的制备
2.3.10 肝癌细胞(HepG2)的培养
2.4 表征与分析方法
2.4.1 显微镜测试方法
2.4.2 接触角测量技术
2.4.3 电化学测试方法
2.4.4 荧光漂白恢复(FRAP)技术
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.4.6 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
2.4.7 原子力显微镜(AFM)分析
2.4.8 紫外可见光谱分析(UV/Vis)
第3章 微图案化ITO电极上磷脂双层膜阵列的制备
3.1 引言
3.2 微图案化TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备及表征
3.2.1 ITO基底的硅烷化修饰
3.2.2 TODS自组装膜刻蚀时间的研究
3.2.3 微图案化的ITO表面刻蚀时间的确定
3.3 磷脂膜阵列的制备及表征
3.3.1 磷脂双层膜阵列的制备
3.3.2 荧光显微镜观察磷脂双层膜阵列
3.3.3 原子力显微镜表征磷脂双层膜阵列
3.3.4 循环伏安法和电化学阻抗法表征磷脂双层膜阵列
3.4 本章小结
第4章 高阻抗液滴-固体界面支撑磷脂膜体系的制备及应用
4.1 引言
4.2 实验装置的制备
4.2.1 电化学池和进样装置的制备
4.2.2 参比电极的制备及校准
4.3 液滴与基底之间接触面积的控制
4.3.1 TODS自组装膜修饰的ITO基底的制备
4.3.2 液滴与TODS自组装膜修饰的ITO基底之间接触面积的控制
4.4 液滴-ITO界面间磷脂杂化膜的制备及表征
4.4.1 液滴-ITO电极界面间磷脂杂化膜的制备
4.4.2 液滴-ITO电极界面间磷脂杂化膜的表征
4.5 裸ITO电极上液滴-固体界面磷脂双层膜的制备及应用
4.5.1 液滴-固体界面磷脂双层膜的制备
4.5.2 液滴-固体界面磷脂双层膜的电化学表征
4.5.3 液滴-固体界面磷脂双层膜的流动性表征
4.5.4 蜂毒素与液滴-固体界面磷脂双层膜的相互作用
4.6 本章小结
第5章 声场下巨型磷脂囊泡阵列的制备及应用研究
5.1 引言
5.2 声场下的GUV阵列
5.2.1 声差的来源及糖溶液浓度的影响
5.2.2 一维和二维声场下的GUV阵列
5.2.3 GUV在声场下的形变研究
5.2.4 节点上GUV数量的控制
5.2.5 GUV阵列中的化学信号传递
5.3 声场下的GUV/细胞阵列
5.3.1 肝癌细胞(HepG2)在声场下的排列
5.3.2 声场下肝癌细胞(HepG2)与GUV的化学物质交流
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3816922
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