不對稱超支化聚合物囊泡的製備及其可控出芽研究

《不對稱超支化聚合物囊泡的製備及其可控出芽研究》是依託上海交通大學，由鄭永麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：不對稱超支化聚合物囊泡的製備及其可控出芽研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄭永麗
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

從分子水平認識生物膜的組織結構及生物功能是科學家們不斷探索的內容。將細胞簡化為囊泡，模擬細胞膜上一些複雜的生命過程，是細胞仿生學的研究手段。作為一種新型的組裝體，超支化囊泡結合了脂質體囊泡和聚合物囊泡性能特點，如好的流動性和高的穩定性，在細胞膜的功能模擬中具有廣闊的前景。前面的工作中，我們已將超支化聚合物囊泡套用於細胞膜融合、分裂及聚集等性能的模擬，取得了較好的效果。但是，作為一種細胞模型薄膜，還應具有不對稱、變形可控等性能。如何將這些概念引入超支化囊泡，是我們製備模型薄膜的關鍵所在，為此提出本項目的申請：(1) 製備一種刺激回響性雙組分超支化囊泡，並對其不對稱性、流動性等進行探討；(2) 通過環境的改變，誘導囊泡出芽，建立環境變化與囊泡芽體大小、數量等變形性能的關聯，實現囊泡出芽的可控性；(3) 對囊泡出芽機理進行理論模擬和實驗探討，為其成為理想的細胞模型薄膜提供進一步的理論依據。

結題摘要

從分子水平上認識生物膜的組織結構及生物功能一直是科學家們不斷努力探索的內容。將細胞簡化為囊泡，模擬細胞膜上一些複雜的生命過程，是細胞仿生學的研究手段。作為一種新型的組裝體，超支化聚合物囊泡BP結合了脂質體囊泡和聚合物囊泡性能特點，如好的膜流動性和高的穩定性，在細胞膜的功能模擬中具有廣闊的前景。在前面的工作中，我們已將超支化聚合物囊泡套用於模擬細胞膜融合、分裂以及粘合等性能的研究，取得了較好的效果。但是，作為一種細胞模型薄膜，還應該具有不對稱、變形可控等性能特點。 本項目中，我們利用超支化聚合物HBPO-star-PEO和HBPO-star-PDMAEMA相同核心的錨定作用製備得到多功能化刺激回響性複合囊泡BPD，其具有可控不對稱性以及較好膜流動性。改變兩者的比例，BPD囊泡的尺寸可控地在納米級到微米級之間變化，尺寸的可調節性賦予其廣泛的套用前景。HBPO-star-PDMAEMA囊泡具有pH回響性，體系中加入稀硝酸水溶液後，BPD囊泡發生破裂、翻轉以及出芽等形變。顯微鏡下實時跟蹤發現囊泡出芽經歷以下過程：(1) 囊泡邊沿褶皺的形成；(2) 芽體的出現；(3) 芽體長大；(4) 芽體之間的融合；(5) 芽體的消失。用穩態螢光淬滅法對囊泡出芽機理進行了初步探討，結果表明，形變是由囊泡內外層分子的flip-flop翻轉運動、內外層面積差改變以及囊泡內外pH階等共同作用下產生的。這與生物體內細胞胞吞、物質傳送及交換等特異性形變過程相似，因而BPD囊泡可以用來研究細胞出芽和分離機制，為其成為更加理想的細胞模型薄膜提供進一步的理論依據。