Original title:
Vliv iontové síly na vlastnosti iontových amfifilních párů
Translated title:
Influence of ionic strength on the properties of ionic amphiphilic pairs
Authors:
Filipová, Lenka ; Smilek, Jiří (referee) ; Mravec, Filip (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2021
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato bakalářská práce se zabývá kataniontovými vezikulárními systémy tvořených z iontových amfifilních párů (IPA) a jejich vlastnostmi v přítomnosti iontové síly. Iontové amfifilní páry byly vytvořeny z jednořetězcových tenzidů – kationaktivního tenzidu HTMAB (hexadecyltrimethylamonium bromid) a anionaktivního tenzidu SDS (dodecylsíran sodný). Následně byl přidán dvouřetězcový kationaktivní tenzid DODAC (dioktadecyldimethylamonium chlorid), díky němuž jsou vezikulární systémy kladně nabité a elektrostaticky stabilizované. Další stabilizace tohoto vezikulárního systému byla podpořena přídavkem cholesterolu. Systém vykazuje poměrně dobrou stabilitu, jestliže je tvořen z 90 % IPA a 10 % DODAC a přídavek cholesterolu v membráně dosahuje 43 mol.%. Tato stabilita lze narušit podmínkami okolního prostředí, jako je např. iontová síla. Ta byla vytvořena pomocí řady roztoků NaCl o koncentracích 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 50,0; 100,0; 150,0 a 300,0 mM. Změna vlastností vezikulárního systému vlivem působení iontové síly byla analyzována pomocí elektroforetického a dynamického rozptylu světla, fluorescenční anizotropie a generalizované polarizace. Měřením elektroforetického rozptylu světla byl získán –potenciál, s jehož pomocí byla určována stabilita systému. Dynamickým rozptylem světla byla určena velikost vezikul. Metodou fluorescenční anizotropie byla určována tekutost vezikulárních membrán, a to s pomocí sondy DPH (1,6-difenyl-1,3,5-hexatrien). Generalizovanou polarizací s využitím sondy Laurdan (6-dodekanoyl-2-(dimethylamino)naftalen) byl pozorován hydratační obal vezikul. Bylo zjištěno, že při použití nízké iontové síly (0,5 až 2,0 mM) klesá velikost vezikul a při použití vysoké iontové síly (50,0 až 300,0 mM) velikost roste. –potenciál vykazoval stejný trend pro celou koncentrační řadu, kde s rostoucí iontovou silou rapidně klesala jeho hodnota. Nestabilní vzorky jsou dle –potenciálu vzorky s obsahem soli 50,0 až 300,0 mM. Fluorescenční anizotropie klesá s rostoucí teplotou a s rostoucí iontovou silou. Z toho vyplývá, že s rostoucí koncentrací soli a teplotou roste fluidita membrány. Hodnota generalizované polarizace klesá s rostoucí teplotou, čímž roste solvatace membrány vezikul. Při vyšších koncentracích chloridu sodného (50,0 až 300,0 mM) byly hodnoty generalizované polarizace nejvyšší, což znamená, že membrána je méně hydratovaná, a tedy více uspořádaná.
The Bachelor thesis studies catanionic vesicle systems consisting of ion pair amphiphile (IPA) and their properties in the presence of ionic strength. Ion pair amphiphile was prepared from single-chained surfactants: cationic surfactant HTMAB (hexadecyltrimethylammonium bromide) and anionic surfactant SDS (sodium lauryl sulfate). Cationic double-chained surfactant DDAC (dimethyldioctadecylammonium chloride) was added in order to stabilize the vesicle system and make it positively charged. Cholesterol was also added to further stabilize the vesicle system. The system is considered to be relatively stable when consisting of 90 % IPA and 10 % DDAC with 43 mol.% cholesterol in a membrane. The stability of the system can be disrupted by external factors such as ionic strength. The Ionic strength was induced by NaCl solutions of varying concentrations (0.0, 0.5, 1.0, 2.0, 50.0, 100.0, 150.0 and 300.0 mM). The change of properties of a vesicle system, which was induced by ionic strength, was analyzed by electrophoretic and dynamic light scattering, fluorescence anisotropy, and generalized polarization. –potential was obtained by electrophoretic light scattering analysis which determines the stability of the system. Dynamic light scattering measurement resulted in the determination of the size of vesicles. The fluidity of vesicles’ membranes was examined by fluorescence anisotropy with DPH (1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene) as a probe. The hydration shell of vesicles was observed by generalized polarization with Laurdan (2-(dimethylamino)-6-dodecanoylnaphthalene) as a probe. As a result, it was found out that low ionic strength (0.5 to 2.0 mM) causes a decrease in the size of vesicles and high ionic strength (50.0 to 300.0 mM) causes vesicles to grow in size. –potential showed a consistent trend for the whole concentration series – its value rapidly decreasing with increasing ionic strength. The samples with the concentrations of salt 50.0 to 300.0 mM were considered unstable according to the –potential data. Fluorescence anisotropy decreases with increasing temperature and increasing ionic strength. The value of generalized polarization decreases with increasing temperature; hence there is more solvation of a vesicle membrane. The highest value of generalized polarization was measured when the concentration of sodium chloride was relatively high (from 50.0 to 300.0 mM), as a result of which the membrane was less hydrated and therefore, more organized.
Keywords:
Catanionic vesicles; DPH; dynamic light scattering; fluidity; fluorescence anisotropy; generalized polarization; ion pair amphiphile (IPA); ionic strength; Laurdan; solvation; –potential; DPH; dynamický rozptyl světla; fluidita; fluorescenční anizotropie; generalizovaná polarizace; iontová síla; iontový amfifilní pár; Kataniontové vezikuly; Laurdan; solvatace; –potenciál
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/201215
guest ::
