In situ X-ray reflectivity studies of molecular and molecular-cluster intercalation within purple membrane films
In situ X-ray reflectivity studies of molecular and molecular-cluster intercalation within purple membrane films
复制标题
紫色膜内分子和分子簇插层的原位 X 射线反射率研究
DOI：
10.1039/c4tc00907j
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Mohd Kaus N
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mohd Kaus N
最近已经证明，分子和分子簇客体物种可以插入紫色膜（PM）的层状堆叠内，并随后干燥以产生功能性生物无机纳米复合膜。然而，插层过程的机制仍有待充分理解。在这里，我们采用表面X射线散射研究插层的氨丙基硅酸（APS）或氨丙基官能化的层状硅酸镁（AMP）分子簇到PM薄膜。复合膜在水性条件下通过客体渗透到预形成的PM膜中或通过从PM片和客体分子/簇的水性分散体共组装来制备。我们的研究结果表明，除了客人分子的水溶液干燥的预制PM膜的结果在损失的层状相，和随后的空气干燥诱导重新堆叠的脂质/蛋白质膜片沿着与保留的2-3 nm的水合层内的层间空间。我们建议，这个水化层是必要的APS分子或AMP低聚物插入到PM膜，和他们随后的冷凝和保留作为纳米薄无机层状干燥后的复合材料的介观结构内。我们的研究结果表明，从预制PM膜制备的插层纳米复合材料具有更高的有序度比那些由共组装。
It has been recently demonstrated that molecular and molecular cluster guest species can intercalate within lamellar stacks of purple membrane (PM), and be subsequently dried to produce functional bioinorganic nanocomposite films. However, the mechanism for the intercalation process remains to be fully understood. Here we employ surface X-ray scattering to study the intercalation of aminopropyl silicic acid (APS) or aminopropyl-functionalised magnesium phyllosilicate (AMP) molecular clusters into PM films. The composite films are prepared under aqueous conditions by guest infiltration into preformed PM films, or by co-assembly from an aqueous dispersion of PM sheets and guest molecules/clusters. Our results show that addition of an aqueous solution of guest molecules to a dried preformed PM film results in loss of the lamellar phase, and that subsequent air-drying induces re-stacking of the lipid/protein membrane sheets along with retention of a 2–3 nm hydration layer within the inter-lamellar spaces. We propose that this hydration layer is necessary for the intercalation of APS molecules or AMP oligomers into the PM film, and their subsequent condensation and retention as nano-thin inorganic lamellae within the composite mesostructure after drying. Our results indicate that the intercalated nanocomposites prepared from preformed PM films have a higher degree of ordering than those produced by co-assembly.
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