Study of interactions between lipid membranes by SAXS experiments: the role of the composition

Neste trabalho, realizamos um estudo das propriedades estruturais e elásticas da fase lamelar e também das interações relevantes que levam à estabilização dessa estrutura periódica. A composição da membrana, assim como sua hidratação, foi variada de maneira sistemática com o objetivo de introduzir alterações na flexibilidade da bicamada e no regime de confinamento. A fase lamelar é constituída de lecitina à qual é incorporado, em diferentes proporções, um co-surfactante comercial, formado por uma mistura de ácidos graxos etoxilados, Para o estudo das interações entre as bicamadas a fase lamelar foi submetida a uma pressão osmótica conhecida. Por meio de experimentos de SAXS, foram determinados os parâmetros estruturais que caracterizam a fase lamelar, para um dado valor de pressão. Os resultados experimentais obtidos são ajustados considerando-se um potencial efetivo de interação entre as bicamadas, permitindo a determinação de parâmetros quantitativos, caracterizando as diferentes contribuições atrativa e repulsivas. Em um segundo momento, foi realizado um estudo para caracterização da fase lamelar, desta vez, introduzindo um co-surfactante não comercial com o objetivo de investigar as alterações que ocorrem na interface devido à presença dos grupos etoxilados. Observa-se que a incorporação do co-surfactante amplia o domínio de diluição da fase lamelar atingindo período em torno de 200 Å, sem domínios de coexistência de duas fases lamelares, como se observa com o co-surfactante comercial polidisperso. O uso de um produto mais bem caracterizado, permite observações mais claras sobre mudanças no comportamento do parâmetro de Caillé, que caracteriza a flexibilidade da membrana, assim como alterações que ocorrem na interface, seja por efeito de confinamento ou por efeito de temperatura.In this work, we carried out a study of structural and elastic properties of the lamellar phase and the relevant interactions that lead to stabilization of this periodic structure. The composition of the membrane, as well as hydration, was varied systematically in order to introduce changes in the flexibility of the bilayer and confinement regime. The lamellar phase is composed by lecithin, in which is incorporated in different proportions a commercial co-surfactant consisting of a mixture of ethoxylated fatty acids, To study the interactions between the bilayers the lamellar phase was placed under a known osmotic pressure. Structural parameters characterizing the lamellar phase were determined by SAXS experiments, for a given value of pressure. The experimental results are fitted considering an effective potential of interaction between the bilayers, allowing the determination of quantitative parameters characterizing the different attractive and repulsive contributions. In a second step, studies for characterization of the lamellar phase were carried out, but at this time, introducing a non-commercial co-surfactant with the aim of investigating the changes that occur at the interface due to the presence of ethoxylated groups. It is observed that the incorporation of co-surfactant extends the dilution limit of the lamellar phase, reaching lamellar periodicities around 200 Å, without coexistence of two lamellar phases, as observed with the commercial polydisperse co-surfactant. Using a more well characterized product, it is clearer the changes on the behavior of Caillé parameter, which characterizes the flexibility of the membrane, as well as changes occurring at the interface, either by confinement or temperature effects