Label-free, Spectroscopic Detection of Leaflet Composition Asymmetry in Vesicles
振动和频散射（SFS）已被用来研究亚微米，阴阳离子囊泡在溶液中。囊泡合成从十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十二烷基硫酸钠（SDS）表面活性剂在氘代水的二元混合物，自发组装成热稳定的囊泡。这些囊泡的稳定性归因于内外双层小叶之间的表面活性剂浓度不对称。这种浓度不对称性应该是由SFS观察到的，由于本地反转破缺。在1044 cm处观察到对应于SDS头基的对称硫酸盐拉伸模式的信号，表明小叶的局部结构确实存在不对称性。结果表明，它应该是可能的，以测量脂质体在水溶液中的界面结构和研究原位过程，如糖和蛋白质的结合，这是重要的许多过程中的生物物理化学。
2010-11-30 cond-mat.soft physics.bio-ph
Charge-Reversal Instability in Mixed Bilayer Vesicles
双层囊泡容易由带电和中性表面活性剂的混合物形成。当这种混合囊泡结合带相反电荷的物体时，其膜部分地解混：粘附区从膜的其余部分招募更多的带电表面活性剂。如果有无限多的粘附物，人们可能会期望囊泡在被完全覆盖之前保持吸引力。与此预期相反，我们表明，囊泡，而不是表现出{ \it粘附饱和，}分区自发成一个有吸引力的区域与明确的面积分数，和排斥区。后一个区域拒绝额外的进入物体，因为囊泡内部的抗衡离子迁移到那里，有效地逆转了膜的电荷。在高表面电荷密度、低离子强度和具有薄的不可渗透膜的情况下，该效应最强。在这种情况下的粘附饱和最近已被实验观察到[H. Aranda-Espinoza { \it等人}，{ \sl Science} { \bf 285} 394- 397（1999）]。
2000-02-15 cond-mat.soft q-bio
The role of surface charge in the interaction of nanoparticles with model pulmonary surfactants
吸入的纳米颗粒通过气道能够到达肺部的呼吸区。在这种情况下，进入的颗粒首先与肺泡上皮细胞衬里的液体（肺表面活性剂）接触。肺表面活性物质由脂质和蛋白质组成，它们组装成大的囊泡结构。与肺表面活性剂的生物化学相互作用的性质的问题是理解纳米颗粒如何穿过空气-血液屏障的核心。在这里，我们探讨了在受控条件下，100纳米以下的颗粒和表面活性剂替代品的相行为。三种类型的表面活性剂模拟物，包括外源性替代品Curosurf，一种用于患有呼吸窘迫综合征的婴儿的药物，与氧化铝（Al 2 O3），二氧化硅（SiO2）和聚合物（乳胶）纳米颗粒一起进行测试。本文的主要结果是观察到库仑引力诱导的纳米粒子-囊泡自发聚集。表面电荷的作用已明确确定。我们还评估了最近预测的支持脂质双层形成，并发现在研究的情况下，这些结构不会发生。关于聚集体的内部结构，荧光显微镜证实囊泡和颗粒在纳米到微米尺度上相互混合。由于颗粒充当囊泡之间的粘附物，预计肺泡空间中吸入纳米材料的存在可能会显著改变肺表面活性剂的界面和体积性质，并干扰肺生理学。
2018-07-02 cond-mat.soft
Calculation of the Micellar Structure of Polymer Surfactant Based on the Density Functional Theory
两亲性嵌段共聚物溶液形成各种胶束结构，包括胶束和囊泡。我们将我们提出的嵌段共聚物的密度泛函理论应用于两亲性嵌段共聚物体系。对AB两嵌段共聚物溶液和AB两嵌段共聚物/ A均聚物共混物进行了三维模拟，结果表明形成了球形胶束、圆柱形胶束和球形囊泡。AB两嵌段共聚物/ A均聚物共混物的相图与实验所得相图定性一致。
2005-04-26 cond-mat.soft
N,N,N-Trimethyl chitosan as a permeation enhancer for inhalation drug delivery: interaction with a model pulmonary surfactant
本文研究了N,N,N-三甲基壳聚糖（TMC）作为吸入渗透促进剂与模拟肺表面活性剂Curosurf的相互作用，发现TMC会引发Curosurf脂质囊泡在尺寸和层状结构上的深刻重组，并指出肺表面活性剂对阳离子电荷的中和可能抑制TMC的渗透促进能力。
2023-04-01 cond-mat.soft q-bio.QM
Microscopic structure and dynamics of shear-thinning suspensions of polydisperse, repulsive vesicles
本文研究了阳离子表面活性剂囊泡分散体系的流变学、微观结构与动力学，发现其在低浓度下出现剪切变稀行为，并指出该现象源于高多分散性与拥挤效应耦合产生的熵效应导致的瞬态结构非线性响应。
2025-04-28 cond-mat.soft
Silicone incorporation into an esterquat based fabric softener in presence of guar polymers
织物柔软剂被广泛用于使衣服柔软并赋予良好的气味。家用调理剂是由组装在囊泡中的季铵表面活性剂组成的水基制剂。另一方面，用于纺织品整理的制剂通常是硅油乳液。在这里，这些技术结合在一个新的工业配方，其中包含表面活性剂囊泡和硅油。特别地，我们将氨基改性的硅油插入到最近开发的软化剂中，所述软化剂包括酯季铵盐和瓜尔胶聚合物的囊泡。提出了两种基于使用酯季铵盐或瓜尔胶作为稳定剂用于在织物柔软剂中掺入有机硅的策略。采用动态光散射（DLS）、低温透射电子显微镜（cryoTEM）、光学显微镜和荧光显微镜研究了硅油在柔软剂中的稳定性和嵌入性。结果表明，硅油是稳定的表面活性剂和瓜尔胶在纳米或微米液滴。囊泡结构和性质不受硅油影响，同时保持制剂稳定性。这些发现表明，将硅油添加到局部调理剂中的拟议路线是多用途织物柔软剂开发的有前途的路线。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure formation in binary mixtures of lipids and detergents: Self-assembly and vesicle division
采用粗粒化分子模拟方法研究了二元表面活性剂混合物中的自组装动力学和洗涤剂溶液诱导的脂囊泡结构变化。圆形胶束（bicelles）通过围绕双层脂质盘边缘的去污剂来稳定。自组装的bicelles比囊泡破裂形成的bicelles小得多，其大小由脂质和去污剂的浓度以及两种物质之间的相互作用决定。洗涤剂吸附诱导囊泡双层自发弯曲，并导致囊泡分裂成两个囊泡或囊泡破裂成蠕虫状胶束。这种分裂主要通过修改后的茎模型的逆途径进行。对于洗涤剂单层的大的自发曲率，孔通常打开，从而导致囊泡分裂或蠕虫状胶束形成。
2012-11-08 cond-mat.soft
Advanced eco-friendly formulations of guar biopolymer-based textile conditioners
织物调理剂是用于赋予纺织品柔软性和香味的家用产品。它们是在囊泡中自组装的阳离子双链表面活性剂的胶体分散体。这些表面活性剂主要来源于棕榈油的化学改性。降低这些表面活性剂的含量允许获得具有较低环境影响的产品。这种减少，没有对软化剂的特性和它的性能的不利影响，可以通过添加亲水性生物聚合物来实现。在这里，我们回顾了瓜尔胶生物聚合物改性与阳离子或羟丙基的配方的物理化学性质的作用。电子和光学显微镜，动态光散射，X-射线散射和流变学的囊泡分散在不存在和存在的瓜尔胶生物聚合物进行了分析。最后，通过扫描电子显微镜和基于荧光显微镜的新协议检查新制剂在棉织物上的沉积。使用这种方法，可以量化表面活性剂在棉纤维上的沉积。结果表明，这里遵循的方法可以促进可持续家居护理产品的设计。
2021-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structure formation of surfactant membranes under shear flow
采用无网格膜模型结合基于粒子的流体动力学模拟方法对表面水混合物中剪切流诱导结构的形成进行了数值研究。在低剪切速率下，单层囊泡和平面层状结构分别形成在小和大的膜体积分数。在高剪切速率下，层状状态表现出波动不稳定性，导致在流动方向上取向的卷曲或圆柱形膜形状。该滚动态的空间对称性和结构因子与时间分辨散射实验测量的薄片到洋葱转变期间的中间态的空间对称性和结构因子一致。结构演化的时间表现出适度的依赖于初始条件。
2013-04-13 cond-mat.soft
Bulk self-assembly of giant, unilamellar vesicles
为基础科学和应用创建细胞样模型的愿望已经刺激了对创建巨型单层囊泡（GUV）的广泛努力。然而，批量选择性自组装GUV的途径仍然难以捉摸。在本体溶液中，成膜分子如磷脂、单尾表面活性剂和嵌段共聚物通常自组装成多层洋葱状结构。因此，尽管自组装过程可以形成纳米级单层囊泡，但需要通过液滴或表面的支架来产生GUV。在这里，我们表明，令人惊讶的是，它是可能的散装自组装细胞大小的GUV与其他囊泡拓扑结构几乎完全的选择性。这一看似矛盾的特征似乎是在纳米尺度上具有非常动态的分子，创造出异常坚硬的膜。所得到的自组装途径使得能够封装分子和胶体，并且还可以产生可以生长和分裂的模型原始细胞。
2020-06-17 cond-mat.soft
Effect of Nanoparticles on the Bulk Shear Viscosity of a Lung Surfactant Fluid
吸入的纳米颗粒（< 100 nm）到达肺深部区域时，首先与肺表面活性物质（一种衬在肺泡上皮细胞上的脂质薄膜）相互作用。迄今为止，大多数生物物理研究都集中在颗粒诱导的膜界面性质的修改。相比之下，有较少的工作表面活性剂的整体性能，并在颗粒暴露后，他们的变化。在这里，我们研究了各种工程纳米粒子的存在下，仿生肺表面活性剂的粘弹性。所使用的微流变学技术是基于通过应用旋转磁场远程驱动微米尺寸的线和延时光学显微镜。结果发现，与脂质囊泡强烈相互作用的颗粒，如阳离子二氧化硅（SiO2，42 nm）和氧化铝（Al 2 O3，40 nm）诱导的表面活性剂的流动性能的深刻修改，即使在低浓度。特别是，我们发现，二氧化硅引起流化，而铝钠诱导液体到软固体的转变。这两种现象的定量描述和acc-counts的背景下，胶体物理模型。最后建议，结构和粘度的变化可能会损害呼吸过程中发生的液体重组和再循环。
2019-12-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Ferrihydrite nanoparticles entrapped in shear-induced multilamellar vesicles
由于其大的反应表面积、晶体结构和纳米颗粒形态，水铁矿（Fh）纳米颗粒受到相当大的科学兴趣。它们在生物地球化学过程中非常重要，并具有隔离危险和有毒物质的能力。在此，工作假设是使用40重量%的聚乙烯醇将具有6.2 nm的回转半径和具有0.8 nm半径的多分散球体的主要结构单元的分形样Fh纳米颗粒捕获在剪切诱导的多层囊泡（MLV）状态中。聚乙二醇十二烷基醚表面活性剂。小角和广角X射线散射实验揭示了非离子平面层状相、Fh分散体及其混合物的平衡态。通过在流变仪的Taylor-Couette几何结构中使用剪切流来诱导MLV状态。结果-非离子表面活性剂最初表现出层状凝胶相，具有两个不同的d-间距为11. 0和9. 7 nm，在剪切流下坍塌成MLV状态。的Fh纳米粒子诱导双层吸引力通过抑制层状层的起伏，减少d-间距。这些结果有助于理解纳米颗粒尺寸和纳米颗粒-双层相互作用之间的关系，并提供了在动力学稳定的MLV状态下对Fh修饰的见解。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vesicle-like structure of lipid-based nanoparticles as drug delivery system revealed by molecular dynamics simulations
基于脂质的药物递送系统被认为是用于疏水性药物化合物的有前途的载体。液滴内的脂质分布可以影响这些载体中的药物负载能力。这是非常具有挑战性的，以确定这些载体内的纳米结构，通过实施的直接实验方法，由于超细尺寸。因此，粗粒分子动力学（MD）模拟被用来模拟不同的基于脂质的纳米颗粒的直径约12 nm，包括固体脂质纳米颗粒（SLN），纳米乳液（NE），和纳米结构的脂质载体（NLC），和组织的脂质在载体内进行了探索。上述纳米颗粒由硬脂酸、油酸作为脂质和十二烷基硫酸钠（SDS）作为表面活性剂在水介质中组成。此外，关于NLC模拟，研究了固液质量比对脂质基质内脂质分布的影响。我们观察到所有研究系统的囊泡样结构，其中脂质和表面活性剂的亲水部分组织成半双层折叠进入液滴，疏水性尾部在其中积累。值得一提的是，虽然SDS作为一种苛刻的表面活性剂，这是一种特殊情况，预计存在于液滴的表面，但它渗透到脂质中。我们的研究结果表明，在液滴内部的一个或多个空腔的形式的头部基团的内部层，其中所包围的脂质头部基团的捕获的水珠。还报道了在纳米乳液和SLN的构建结构中，在液滴的中心部分，脂质比NLC的情况更致密。我们的研究结果表明，在NLC模拟的情况下，脂质基质内的脂质分布是不敏感的固体液体脂质的质量分数。
2019-01-03 cond-mat.soft physics.comp-ph
Supported pulmonary surfactant bilayers on silica nanoparticles: Formulation, stability and impact on lung epithelial cells
研究表明，暴露于颗粒物后，超细部分（< 100 nm）可能沿着呼吸道沉积到肺泡区域。为了评估纳米颗粒在肺中的作用，必须解决其与不同肺环境（包括肺衬里液和上皮细胞）的生物化学相互作用的问题。在这里，我们研究这些相互作用的情况之一，并研究支持的脂质双层（SLB）对40 nm荧光二氧化硅颗粒对活细胞的命运的作用。我们首先研究了Curosurf（一种用于替代疗法的肺表面活性剂替代品）存在下的颗粒相行为。结果发现，固尔苏囊泡强烈相互作用的纳米粒子，但不自发形成SLB。为了实现这一目标，我们使用超声处理来重塑囊泡膜并诱导颗粒周围的脂质融合。离心沉降和电子显微镜进行，以确定最佳的涂层条件和层厚度。然后，我们探讨了表面活性剂SLB对恶性上皮细胞系的细胞毒性潜力和相互作用的影响。所有体外试验表明，SLB减轻颗粒毒性和内化率。在细胞质中，颗粒定位也是强烈的包被依赖性的。它的结论是，SLB深刻影响细胞的相互作用和功能在体外，并可能代表一种替代策略的颗粒涂层。目前的数据也揭示了一些关于颗粒或病原体通过空气-血液屏障运输的潜在机制。
2017-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Design of eco-friendly fabric softeners: structure, rheology and interaction with cellulose nanocrystals
浓缩的织物柔软剂是水基制剂，其含有约10 - 15 wt. %的主要由棕榈油合成的双尾酯季铵盐表面活性剂。在最近的专利中，显示了包含在今天的制剂中的表面活性剂的显著部分可以减少约50%并且被天然瓜尔胶聚合物替代，而不会对沉积和软化性能产生有害影响。我们目前研究这些柔软剂配方的结构和流变性，并确定这些效果的起源机制。使用的聚合物添加剂是瓜尔胶多糖，一种是阳离子的，一种是通过添加羟丙基改性的。使用光学和低温透射电子显微镜，小角度光和X射线散射，最后流变学的配方与瓜尔胶聚合物进行了研究。类似的技术应用于研究柔软剂和纤维素纳米晶体的相行为，这里考虑作为棉花的模型。酯季铵盐表面活性剂显示组装成微米级囊泡在稀释和浓缩制度。在前者中，加入少量瓜尔胶不会损害囊泡结构和稳定性。在集中的制度，阳离子瓜尔胶诱导与耗尽相互作用的局部拥挤，并导致形成一个局部的层状秩序。在流变学中，将聚合物浓度调节为表面活性剂浓度的十分之一足以抵消与表面活性剂减少相关的弹性性能的降低。总之，我们已经表明，通过适当选择天然添加剂，可以将织物调理剂中表面活性剂的浓度降低约一半，这一结果可能代表当前家庭护理配方的重大突破。
2018-04-25 cond-mat.soft
Effect of Bilayer Thickness on Membrane Bending Rigidity
用单微量吸管和双微量吸管技术测量了两亲性嵌段共聚物自组装双层囊泡的抗弯刚度$k_c$。这些共聚物的疏水膜厚度$d$比它们的脂质对应物大近5倍，分子量$\bar{M}_n$大一个数量级。这些两亲物的大分子结构有助于深入了解和扩展传统表面活性剂行为的关系。我们发现$k_c$的缩放与厚度接近二次，与现有的双层膜的理论。这里的结果是理解和设计软界面，如生物膜模拟的关键。
2004-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of nano-scale assemblies of amphiphilic PEG-PDMS-PEG copolymers
本文研究PEG-PDMS-PEG三嵌段共聚物纳米组装体的形态与膜动力学，通过调节亲水嵌段长度获得胶束和囊泡，并测得囊泡膜刚性与脂质体相近，表明其具有类似的高稳定性。
2024-03-29 cond-mat.soft
