Studium liposomů fyzikálně-chemickými metodami

Mgr. Jitka SOUČKOVÁ

Disertační práce

Study of liposomes by physico-chemical methods

Anotace:

Disertační práce se zabývá studiem liposomů, jako modelů biologických membrán, pomocí fyzikálně-chemických metod. Ke sledování procesu agregace povrchově aktivních látek, resp. amfifilních fosfolipidů za vzniku micel a liposomů bylo využito především elektroanalytických metod. Metodou elektrokapilárního měření s pracovní vřetenovou rtuťovou kapající elektrodou (DME) byla zjišťována kritická koncentrace pro vznik micel (CMC) ze závislosti doby kapky na koncentraci surfaktantu, resp. fosfolipidů v měřeném roztoku. Byla navržena modifikovaná kapající rtuťová elektroda a byla testována její využitelnost pro elektrokapilární měření. Funkčnost řešení byla ověřena určením CMC modelového surfaktantu dodecylsulfátu sodného (SDS). Dále byla k určení kritické micelární a liposomální koncentrace použita metoda cyklické voltametrie s visící rtuťovou kapkovou elektrodou (HMDE) využívající principu tenzametrie (bez přítomnosti elektroaktivní značky). Na rozdíl od AC polarografie je cyklická voltametrie snadno proveditelná i na běžných elektrochemických analyzátorech užívaných v praxi. Pro hodnocení dat a zjišťování hodnot kritických koncentrací tvorby polymolekulárních agregátů povrchově aktivních látek byl navržen matematický model, který umožňuje určit hodnotu CMC, případně CLC (jako koncentrační souřadnici) spolu s odpovídající chybou pro jednotlivá měření i soubor paralelně provedených měření. Výsledky elektrokapilárního a voltametrického studia agregace SDS a asolectinu (směsi fosfolipidů izolovaných ze sójových bobů) byly ověřeny konduktometrií a nefelometrií a jsou v souladu se snímky pořízenými transmisním elektronovým mikroskopem. Plynová chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC/MS) byla využita ke stanovení mastných kyselin a fosforu v asolectinu. V kombinaci s headspace-mikroextrakcí tuhou fází umožnila sledovat tvorbu asolectinových liposomů a určit rozdělovací koeficient eugenolu v systému liposom ? voda.

Abstract:

This thesis deals with the physico-chemical study of liposomes as models of biological membranes. The process of aggregation of surfactants and amphiphilic phospholipids and formation of micelles and liposomes was studied mainly by electroanalytical methods. Critical micelle concentration (CMC) was investigated from the drop time dependence on concentration of surfactant or phospholipids in the solution by electrocapillary measurement with a working spindle dropping mercury electrode. A modified dropping mercury electrode was designed and its usability in term of electrocapillary measurements was tested. Sodium dodecyl sulfate (SDS) served as a model surfactant for determination of critical micelle concentration. Cyclic voltammetry (CV) at hanging mercury drop electrode was used for determination of critical micelle concentration (CMC) and critical liposome concentration (CLC) on the basis of tensametry (without electroactive probe). Unlike alternating current polarography the CV measurement can be easily performed on common electrochemical analyzers. Mathematical model was proposed for evaluation of experimental data and determination of critical concentration where polymolecular aggregates start to form. Model enables to determine value of CMC and CLC together with appropriate standard deviation of individual and/or parallel measurements. The results of electrocapillary and voltammetric study of aggregation of SDS and asolectin (a mixture of soybean phospholipids) were verified by conductometry and nephelometry and supported with images from transmission electron microscope. Gas chromatography with mass spectrometry (GC/MS) was used for determination of fatty acid profile and phosphorus content in asolectin. Headspace-solid phase microextraction combined with GC/MS enabled determination of critical liposome concentration of soybean phospholipids and liposome ? water partition coefficient of eugenol.

Klíčová slova

liposomy, micely, kritická micelární koncentrace, CMC, kritická liposomální koncentrace, CLC, agregace, elektrokapilarita, cyklická voltametrie, elektronová mikroskopie, konduktometrie, plynová chromatografie, hmotnostní spektrometrie

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 8. 2011

Zveřejnit od: 18. 8. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 8. 2011
• Vedoucí: Doc. RNDr. Petr Barták, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Chemie / Analytická chemie