Reología interfacial de membranas lipídicas e interacciones entre lípidos y nanopartículas

Abstract

The thermodynamical and mechanical properties of lipid monolayers and their mixtures with nanoparticles play an important role in processes such as breathing and eye blinking. We studied those properties using Langmuir monolayers. We performed isothermal compressions and sinusoidal shear deformations of these mixed monolayers. Also, the different phases were observed with Brewster angle microscopy and a shape change was observed in some mixtures. We found that the mechanical properties are affected by the miscibility of lipids mixture. In the two-phase region, the compression elastic modulus increases with the amount of the liquidcondesed (LC) phase but in general does not follow the predictions of a simple effective medium model. The discrepancies arise from the fact that, upon compression, the domains grow at a rate faster than the compression rate but not fast enough to reach thermodynamic equilibrium. Before reaching the LC phase, domain percolation was observed and compression and shear moduli become equal to those of the pure LC phase. Most of the monolayers behave as viscoelastic fluids at the investigated frequencies.

Las propiedades termodinámicas y mecánicas de las monocapas formadas por lípidos juegan un papel importante en procesos tales como la respiración y el parpadeo. Estudiamos esas propiedades usando monocapas de Langmuir. Realizamos experimentos de compresión isotérmica y deformaciones oscilatorias de cizallamiento en mezclas de lípidos. También observamos diferentes fases con microscopia de ángulo de Brewster y en algunas de ellas apareció un cambio de forma en los dominios. Encontramos que las propiedades mecánicas son afectadas por la miscibilidad de los lípidos en las mezclas. En la región de dos fases, el módulo elástico de compresión incrementa con la cantidad de fase liquido-condensado (LC), pero en general esta no sigue las predicciones del modelo de medio efectivo. Las discrepancias surgen del hecho de que, al comprimir, los dominios crecen a una velocidad mayor que la velocidad de compresión, pero esta no es suficiente para alcanzar el equilibrio termodinámico. Antes de alcanzar la fase LC, fue observada la percolación de los dominios en la cual los módulos de compresión y cizallamiento son iguales a los de la fase LC pura. En el rango de frecuencias investigado, la mayoría de las monocapas se comportan como fluidos viscoelásticos.