Bistraturi lipidice cu clorofila incorporata, depuse pe suport solid

1. Bistraturi lipidice cu clorofila incorporata, depuse pe suport solid LauraŢugulea Facultatea de Fizica – Universitatea din Bucuresti

2. LIPOZOMII= modele de biomembrane LIPOZOMII cu CLOROFILA = modele de membrane fotosintetizante BLSS (bistraturi lipidice pe suport solid) = modele recente pentru biomembrane • BISTRATURILE LIPIDICE cu CLOROFILA incorporata, depuse pe SUPORT SOLID= • modele de membrane fotosintetizante • baza pentru dezvoltarea unor dispozitive de bioconversie a energiei luminoase

3. LIPOZOMII

4. CEL MAI ACCEPTAT MODEL DE FORMARE A BLSS ADSORBTIE FUZIUNE RUPERE BLSS [R. Lipowsky and U. Seifert,Langmuir 7, 1867-1873 (1991)]

5. Clorofila a Absorbtie puternica in vizibil (Banda Soret si banda Q ) Fluorescenta in regiunea rosie a spectrului vizibil Macrociclul porfirinic – caracter polar (proprietati de donor si acceptor de electroni) Fitolul este hidrofobic Clorofila nu este solubila in apa Clorofila se insereaza in bistratul lipidic cu macrociclul porfirinic la interfata lipid-apa

6. Prepararea lipozomilor • Metoda hidratarii filmelor subtiri formate din lipide si clorofila • Diferite tipuri de lipide: • - ß-stearoyl-oleoyl L--phosphatidylcholine (SOPC) • - dimyristoyl phosphatidylcholine (DMPC) • - lecitina de soia • Diferte valori ale raportului molar Chla/lipid • (Chla/lipid=1/10 sau 1/100) • -Tocopherol acetate (vitamina E) a fost incorporata in unele membrane lipozomale, in cursul prepararii filmelor lipidice • Veziculemultilamelare:au fostobtinute prin hidratare cu solutie tampon fosfat (NaH2PO4-K2HPO4), pH 6.5 - 7.4 • Veziculeunilamelareau fostobtinutedin vezicule multilamelare prin agitatie mecanica si/sau ultrasonicare in baie • Populatia omogena de Veziculeunilamelaremici (SUV) au fost obtinute prin centrifugare (100000 g)

7. Monitorizarea lipozomilor: prin metode spectroscopice Clorofila a a fost utilizata drept marker

8. Dimensiunile lipozomilor unilamelari: diametre de ordinul zecilor de nanometri Lipozomii imprastie lumina Corectarea spectrelor de absorbtie relativ la contributia imprastierii luminii s-a efectuat utilzand valoarea absorbtiei (E) masurata la 325nm, unde imprastierea este singura contributie la valoarea E (Bittner, O., 2002) [Barbanta-Patrascu Marcela, Tugulea Laura Rom. J. of Physics (2005), 50, Nos. 9-10]

9. Imprastierea Rayleigh (I /I0) = 1 / r2 [16 π4 / 2 * R2 / λ4 (n2 – 1 / n2 + 2)2 (1 + cos2 θ )] Valabila pentru particule cu dimensiuni ~ λincident / 20 Lipozomii cu clorofila, unilamelari mici (SUV) au dimensiuni in domeniul 20-50 nm In sediment exista particule cu dimensiuni diferite

10. Fluorescenta lipozomilor unilamelari mici, cu clorofila incorporata(excitatie la 430 nm) • Mecanismele de stingere posibile: • Transfer de energie • Formare de agregate nefluorescente Stingere prin concentratie La concentratia utilizata, SUV cu clorofila sunt suficient de apropiati pentru a fuziona cand sunt adsorbiti

11. Formarea membranelor lipidice, cu clorofila incorporata, pe suport solid • Prin adsorptia veziculelor unilamelare mici (SUV- Chla) pe diferite suporturi: ITO (70% transparenta in VIS) Si placute (netransparent) • Etapele posibile in formare: • interactia vezicula-vezicula si cu suportul solid • fuziunea si ruperea veziculelor individuale • transformarea veziculelor adsorbite pe suprafata suportului intr-un bistrat lipidic - de obicei sub forma unor “pete” (“patch”)

12. OBSERVAREA AFM 20 m 20 m Depunerea pe ITO Suprafata ITO Zona de granita

13. Observarea AFM 40 m 40 m Depunerea pe Si Suprafata Si Zona de granita

14. SPECTRELE DE ABSORBTIE ale Clorofilei incorporate in membranele lipidice 670 nm Spectru de diferenta SUV –Chl a depusi pe ITO Suspensia de lipozomi cu Chla

15. SPECTRELE DEFLUORESCENTA ale Clorofilei incorporate in MEMBRANE LIPIDICE DEPUSE PE SUPORT SOLID

16. Caracteristici I-V (la intuneric si la iluminare) Electrode on Si support Electrode on Chl-SUV / Si Electrode on Chl-SUV / Si

17. Masuratori fotoelectrice • (Spectre de actiune) Proces de sensibilizare la nivelul hetero-jonctiunii clorofila/Si

18. CONCLUZII • S-a realizat depunerea lipozomilor cu clorofila, pe suport solid, • prin metoda adsorbtiei • Clorofila a incorporata in bistratul liposomal a fost utilizata pentru monitorizarea lipozomilor si a membranelor lipidice depuse pe suport solid • Absorbtia si fluorescenta clorofilei au fost folosite cu succes pentru a urmari formarea membranelor lipidice pe suporturile de ITO si Si • Masuratori preliminare au evidentiat proprietati electrice si fototoelectrice care pleadeaza pentru utilizarea BLSS cu clorofila incorporata in realizarea unor dispozitive de bioconversie a energiei luminoase Clorofila este o molecula “remarcabila” insuficient exploatata in aplicatii biotehnologice

19. MENTIUNI SPECIALEGRANT CNCSIS TEMA 65A, FAZA 2005 REZULTATELE PRELIMINARE AFM: INFPLR – Laborator Dr. Maria Dinescu Adrian Enache si Antoniu Moldovan Studenti Master, Facultatea de Fizica-Universitatea din Bucuresti REZULTATELE PRELIMINARE CARACTERISTICI ELECTRICE: INFTM-Laborator Dr. Toni Botila Andreia Popa si Ancuta Telcian Studente Master, Facultatea de Fizica-Universitatea din Bucuresti