Exploiting lipopolysaccharide-induced deformation of lipid bilayers to modify membrane composition and generate two-dimensional geometric membrane array patterns.
Exploiting lipopolysaccharide-induced deformation of lipid bilayers to modify membrane composition and generate two-dimensional geometric membrane array patterns.
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DOI：
10.1038/srep10331
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发表时间：
2015-05-27
影响因子：
4.6
通讯作者：
Montaño GA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adams PG;Swingle KL;Paxton WF;Nogan JJ;Stromberg LR;Firestone MA;Mukundan H;Montaño GA
支持脂质双分子层已被证明是研究生物物理过程和传感器和阵列技术发展的有效模型膜。在脂质双分子层形成后对其进行原位修饰的能力可以极大地推动膜技术的发展，但目前的先进技术很难做到这一点。在这里，我们展示了一种新的方法，可以在水条件下控制复杂的支持脂质双分子层排列的形成后处理和修饰。我们利用脂多糖（一种两亲性生物分子）的不稳定效应，与脂质双分子层相互作用，产生可回填的空隙，以引入所需的膜组分。我们进一步证明，当与单一的传统软光刻工艺结合使用时，可以生成分层组织的膜结构域和微尺度的二维结构域阵列图案。值得注意的是，该技术可用于反复修改膜，允许对膜组成进行迭代控制。这种方法扩展了我们的功能膜设计工具包，具有增强材料模板，生物传感和研究脂质膜过程的潜在应用。
Supported lipid bilayers have proven effective as model membranes for investigating biophysical processes and in development of sensor and array technologies. The ability to modify lipid bilayers after their formation and in situ could greatly advance membrane technologies, but is difficult via current state-of-the-art technologies. Here we demonstrate a novel method that allows the controlled post-formation processing and modification of complex supported lipid bilayer arrangements, under aqueous conditions. We exploit the destabilization effect of lipopolysaccharide, an amphiphilic biomolecule, interacting with lipid bilayers to generate voids that can be backfilled to introduce desired membrane components. We further demonstrate that when used in combination with a single, traditional soft lithography process, it is possible to generate hierarchically-organized membrane domains and microscale 2-D array patterns of domains. Significantly, this technique can be used to repeatedly modify membranes allowing iterative control over membrane composition. This approach expands our toolkit for functional membrane design, with potential applications for enhanced materials templating, biosensing and investigating lipid-membrane processes.
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