研究目的
开发并应用一种基于原子力显微镜红外光谱（AFM-IR）的新型无标记方法，用于超薄多组分模型膜中分子分布与取向的高分辨率分析，重点研究含鞘磷脂、胆固醇和环孢素A体系中的相互作用及相行为。
研究成果
原子力显微镜红外光谱（AFM-IR）被证明是研究超薄模型膜纳米尺度化学分布和取向分析的有力工具，无需标记即可直接观测组分分布与分子取向。该技术证实了环孢素A对脂筏的亲和性，并为相分离与有序化现象提供了新见解，具有研究其他膜活性分子的潜在应用价值。
研究不足
该技术需要专业设备，如AFM-IR显微镜和可调谐激光器，这些设备可能不易广泛获取。样品制备涉及精确的LB膜沉积，这一过程耗时且对环境条件敏感。该方法仅适用于可镀金以增强信号的表面，且分辨率取决于AFM针尖质量。此外，该研究聚焦于模型系统，可能无法完全复现复杂的生物膜结构。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用原子力显微镜红外光谱技术（AFM-IR）对朗缪尔-布洛杰特（LB）膜进行纳米级化学表征。该方法因其无需化学修饰即可实现无标记、化学选择性成像及取向分析而被选用。
2：样品选择与数据来源：
模型膜由鞘磷脂（SM）、胆固醇（Chol）和环孢素A（CsA）按特定摩尔比（如
3：
4：
5：30和
6：
0.30）制备。LB单层膜被转移至镀金硅片或云母基底上。
7：30）制备。LB单层膜被转移至镀金硅片或云母基底上。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括NIMA 612D朗缪尔-布洛杰特槽、配备可调谐量子级联激光器（Daylight Solutions MIRcat）的nanoIR2 AFM-IR显微镜（Anasys Instruments）、硅和镀金AFM探针（Anasys Instruments型号：标准硅探针与PR-EX-nIR2-10）、ATR-FTIR光谱仪（Nicolet Almega系统），以及Opus和SPIP等软件。材料为高纯度化学品：环孢素A和胆固醇购自Sigma-Aldrich，鞘磷脂购自Avanti Polar Lipids，氯仿购自Sigma Aldrich，超纯水来自Milipore系统。
8：0）、ATR-FTIR光谱仪（Nicolet Almega系统），以及Opus和SPIP等软件。材料为高纯度化学品：
4. 实验流程与操作步骤：通过溶液在水面铺展形成朗缪尔单层膜，压缩至15 mN/m后采用LB技术转移至基底。AFM-IR光谱与图谱在接触模式下采集，使用特定激光偏振（p和s），覆盖1929-1695 cm?1、1695-1410 cm?1和1410-1145 cm?1波段。数据经多次扫描平均以提高信噪比。
9：实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：使用Opus软件对光谱进行平滑与归一化处理。AFM与IR图谱通过SPIP软件分析，包括激光功率归一化及组分分布强度剖面提取。
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Quantum Cascade Laser
MIRcat
Daylight Solutions
Tunable infrared laser source for AFM-IR, covering specific spectral ranges.
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ATR-FTIR Spectrometer
Nicolet Almega
Thermo Fisher Scientific
Used for collecting bulk ATR-FTIR spectra of samples for reference.
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nanoIR2
nanoIR2
Anasys Instruments
Used for AFM-IR spectra collection and mapping, providing nanoscale chemical characterization.
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AFM tip
PR-EX-nIR2-10
Anasys Instruments
Gold-coated tip used for enhanced electromagnetic field in AFM-IR measurements.
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AFM tip
Standard silicon tip
Anasys Instruments
Used in contact mode for AFM-IR measurements.
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Langmuir-Blodgett Trough
NIMA 612D
NIMA
Used for preparing and transferring Langmuir monolayers onto substrates.
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