Study of phospholipidic molecule aggregates on a solid surface for simulation of biological membranes

Orientador: David Mendez SoaresTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb WataghinResumo: Frente à complexidade estrutural e funcional das membranas biológicas, a construção de membranas modelo sobre suporte sólido surge como uma resposta para o estudo daquelas. Para acessar as propriedades estruturais e funcionais de uma membrana biológica é fundamental que a membrana modelo seja capaz de refletir a interface membrana/ambiente aquoso. Portanto, foi feito um estudo da água frente à superfície sólida e verificou-se que a água frente a superfícies pode apresentar estrutura e propriedades físicas como densidade, viscosidade, constante dielétrica, etc. diferentes da águas da massa líquida (bulk water). Também investigamos a formação de filmes de fosfolipídios sobre o eletrodo de ouro a partir de soluções de lipossomos. A microbalança de cristal de quartzo (QCM) mostrou os processos de adsorção de lipossomos à superfície do eletrodo de ouro, de ruptura e formação de filmes. Usando a técnica de filmes de Langmuir, determinamos a densidade de fosfolipídios em uma membrana modelo e comparamos com os resultados gravimétricos obtidos com a QCM. Com a técnica de miscroscopia de força atômica (AFM) usando medidas de força vs. distância, detectamos a espessura do filme de DMPC (6 nm). Além disso, mostramos que na presença de uma solução 0,5 M de H2SO4 o filme formado apresenta uma rugosidade na superfície que muda conforme o potencial aplicado ao eletrodoAbstract: Faced with structural and functional complexity of biological membranes, the construction of model membranes on solid support appears as a response to the study of those. To access the structural and functional properties of a biological membrane, it is crucial that the membrane model is able to reflect the interface membrane/aqueous environment. Therefore, a study was made of water contacting a solid surface. It was found that water close to surfaces can have structure and physical properties (as density, viscosity, dielectric constant, etc..) different from bulk water. We also investigated the formation of phospholipid films on the gold electrode from solutions of liposomes. The quartz crystal microbalance (QCM) showed the adsorption of liposomes to the surface of gold electrode, breakdown and formation of a film. Using the technique of Langmuir we determined the density of phospholipids in a membrane model and compared with the gravimetric results obtained with the QCM. With the atomic force microscope (AFM) using the force vs. distance measurement we detected a 6 nm thick DMPC film on the electrode. Furthermore, we showed that in the presence of a 0.5 M solution of H2SO4 the film formed on the surface has a roughness that changes with the applied potential to the electrodeDoutoradoFísico-QuímicaDoutora em Ciência