Monolagen‐Spezifische Struktur und Dynamik von Oberflächen‐ und Polymer‐Gestützten Lipiddoppelschichten

Kurzzusammenfassung: Polymergestützte oder polymergekoppelte (polymer tethered) Lipid‐Doppelschichten dienen als vielseitige Modellsysteme für die Struktur und Dynamik von Plasmamembranen, doch der Einfluss der Polymerkopplung auf die Eigenschaften der Lipid‐Doppelschichten blieb bisher weitgehend unberücksichtigt. In dieser Studie stellen wir eine neuartige Methodik vor, nämlich eine Kombination aus Graphen‐induziertem Energietransfer (GIET) mit Line‐Scan‐Fluoreszenz‐Lebensdauer‐Korrelationsspektroskopie (lsFLCS), um die strukturellen und dynamischen Eigenschaften von Lipid‐Doppelschichten zu untersuchen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Polymerkopplung sowohl die strukturellen Parameter, wie die Membranhöhe über dem Substrat und die Membrandicke, als auch die dynamischen Eigenschaften, einschließlich monolagen‐spezifischer Diffusionskoeffizienten und der Kopplung zwischen den Monolagen, erheblich beeinflussen. Diese Erkenntnisse verdeutlichen das komplexe Zusammenspiel zwischen Polymerunterlage und Lipid‐Doppelschicht. Mit der Messung der monolagen‐spezifischen Diffusion und des Abstandes der beiden Monolagen vom Substrat demonstriert diese Studie das Potenzial von GIET‐lsFLCS für die Untersuchung von Membrandynamik und ‐struktur. Diese Erkenntnisse sind wichtig für ein besseres Verständnis und die Anwendung polymergekoppelter Membrane in verschiedenen Forschungsbereichen.