Исследование структуры и физико-химических свойств планарных модельных молекулярных и биомолекулярных систем, получаемых методом Ленгмюра-Блоджетт тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Антипина, Мария Николаевна

• Антипина, Мария Николаевна
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Антипина, Мария Николаевна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Ленгмюровские монослои на поверхности жидкости: способы их получения и исследования физико-химических свойств.

1.2. Мультислойные пленки Ленгмюра-Блоджетт на твердой подложке.

1.2.1. Последовательный перенос ленгмюровских монослоев на твердую подложку.

1.2.2. Особенности поведения ленгмюровских монослоев при переносе на твердый субстрат.

1.3. Физико-химические свойства ленгмюровских монослоев амфифильных молекул, несущих заряженные группы.

1.3.1. Влияние варьирования значения рН водной фазы на состояние ленгмюровских монослоев слабых электролитов.

1.3.2. Особенности взаимодействия катионов поливалентных металлов с ленгмюровским монослоем жирных кислот.

1.4. Влияние процессов образования координационных комплексов катионов металлов вблизи заряженной поверхности ленгмюровского монослоя жирных кислот на структуру мультислойных ЛБ пленок.

1.4.1. Исследование структуры пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащих катионы поливалентных металлов.

1.4.2. Ленгмюровские монослои и мультислойные пленки Ленгмюра-Блоджетт, содержащие трехвалентные катионы переходных металлов.

1.5. Теоретические описание процессов взаимодействия ионов с плоской заряженной поверхностью.

1.6. Исследование комплексов молекул ДНК с модельными мембранными системами.

1.7. Методы исследования структуры и поверхности пленок Ленгмюра-Блоджетт

1.7.1. ИК Фурье спектроскопия.

1.7.2. Малоугловое рентгеновское рассеяние.

1.7.3. Атомно-силовая микроскопия.

Глава 2. Реактивы и методы.

Глава 3. Получение и исследование физико-химических свойств ленгмюровских монослоев и структуры мультислойных ЛБ пленок стеарата гадолиния.

3.1. Исследование физико-химических свойств ленгмюровского монослоя стеариновой кислоты с помощью анализа формы изотерм сжатия.

3.2. Исследование влияния анионного состава водной фазы, содержащей катионы гадолиния, на структуру получаемых мультислойных ЛБ пленок стеарата редкоземельного металла.

3.2.1. Исследование ЛБ пленок методом РЖ Фурье спектроскопии.

3.2.2. Исследование структуры ЛБ пленок стеарата гадолиния методом рентгеновской дифракции.

3.2.3. Исследование морфологии и топографии поверхности 20-ти слойных ЛБ пленок стеарата гадолиния методом АСМ.

3.2.3. Исследование термической стабильности 20-ти слойных ЛБ пленок стеарата гадолиния.

Глава 4. Получение и исследование новых планарных тонкопленочных структур, содержащих комплексы молекул ДНК.

Выводы .ИЗ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование структуры и физико-химических свойств планарных модельных молекулярных и биомолекулярных систем, получаемых методом Ленгмюра-Блоджетт»

Актуальность темы исследования

Исследование процессов, протекающих на границе раздела фаз в молекулярных системах, является актуальным направлением современной биофизики и ряда смежных областей фундаментальной науки. Выяснение физико-химических механизмов структурной организации и трансформации в биологических супрамолекулярных системах важно для более глубокого понимания закономерностей процессов самосборки, самоорганизации и самовоспроизведения структуры, характерных для разнообразных биологических систем, включая ансамбли белков, липидные мембраны, нуклеиновые кислоты и т.д. Разработка подходов к эффективному управлению процессами биомолекулярной организации и функционирования вплоть до наноуровня определяет успешное решение большого числа практических задач в медицине и биоинженерии. Возникновение и развитие нового междисциплинарного направления молекулярной нанотехнологии делает актуальным разработку новых эффективных подходов к созданию организованных функциональных молекулярных наноструктур и получению мультислойных высокоорганизованных наноструктурированных материалов с послойным контролем их состава, структуры и, соответственно, свойств и функциональных характеристик.

Катионы многих металлов включены в различные процессы метаболизма, вследствие чего необходимы для жизнедеятельности биологических организмов. Помимо этого, присутствие катионов металлов в водной фазе влияет на физико-химические свойства, фазовые состояния биологических мембран и мембранных компонентов, сказывается на регуляции их работы. В настоящее время значительное количество исследовательских работ посвящено изучению механизмов влияния катионов редкоземельных металлов на различные биологические системы. Несмотря на то, что катионы лантаноидов являются абиологичными, они находят применение в биологии и медицине в качестве диагностических средств, благодаря своим уникальным оптическим и магнитным свойствам: катионы европия успешно используются как флуоресцентные зонды, катионы гадолиния применяют, например, при магнитно-резонансной рентгенографии суставов в качестве контрастных агентов. Изучается влияние катионов гадолиния на пролиферацию и подвижность некоторых опухолевых клеток.

Исследование процессов структурообразования, в которых участвуют молекулы нуклеиновых кислот, представляется важным в связи с тем, что эти молекулы помимо биологической функции хранения и передачи наследственной информации обладают уникальной структурой, характеризуются механической прочностью и физико-химической стабильностью, и поэтому являются перспективными для создания на их основе структурных и функциональных элементов новых устройств и наноматериалов для нанобиотехнологии. Исследование процессов самоорганизации и образования супрамолекулярных структур на основе комплексов молекул ДНК с амфифильными катионными молекулами актуально в настоящее время с практической точки зрения, поскольку может способствовать разработке новых невирусных химических переносчиков для эффективного направленного транспорта нуклеиновых кислот через биологические мембраны, которые могут найти применение в генной терапии и биоинженерии.

Одними из наиболее адекватных и удобных модельных систем для исследования физико-химических свойств биологических мембран служат ленгмюровские монослои амфифильных молекул на поверхности жидкости и мультислойные пленки Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) на твердой подложке. Технология, разработанная Ленгмюром и Блоджетт, позволяет формировать на границе раздела газовой и жидкой фаз планарные молекулярные системы, имеющие значительное структурное и морфологическое сходство с реальными биологическими мембранами. Данный подход позволяет встраивать в матрицу ленгмюровского монослоя различные функциональные молекулы и молекулярные комплексы. Ленгмюровская техника делает возможным также изучение физико-химических свойств монослоев при их взаимодействии с компонентами водной фазы и, кроме того, позволяет переносить мономолекулярный слой с поверхности жидкости на твердую подложку, чтобы в дальнейшем изучать его состав и структуру различными физическими методами.

Степень разработанности проблемы

Начиная с пионерских работ Ленгмюра и Блоджетт ученых, работающих в области физической химии поверхностных явлений, волновал вопрос об эффектах, оказываемых катионами металлов на состояние и свойства ленгмюровского монослоя амфифильных молекул в связи с ключевой ролью, которую играют металлы в функционировании и регуляции деятельности биологических мембран и живых организмов в целом. Если понимание механизмов влияния катионов щелочных и щелочноземельных металлов на физико-химические свойства ленгмюровского монослоя было достигнуто учеными достаточно быстро, то природа эффектов, которые оказывают катионы двух- и трехвалентных переходных металлов на состояние планарных молекулярных систем на границе раздела газовой и жидкой фаз до сих пор во многом не изучена. В настоящий момент также не решена проблема получения пригодных для прикладных применений организованных мультислойных ЛБ пленок с высоким содержанием катионов переходных металлов и управления их составом и структурными характеристиками.

Несколькими исследовательскими группами было независимо установлено, что структура искусственно синтезированных невирусных переносчиков в значительной степени определяет их эффективность, тем самым была установлена важность структурных исследований комплексов ДНК с амфифильными катионами. Однако большинство зарубежных и российских ученых проводили эксперименты по формированию и исследованию комплексов ДНК/амфифильный катион, организуя поверхностно активные вещества в виде липосом в объемной водной фазе. Подобная организация амфифильных молекул затрудняет, например, исследования динамики процессов образования комплексов и механизмов управления их структурой, возможности для которых открывают преимущества технологии Ленгмюра-Блоджетт.

Цель и задачи исследования

Целью работы является исследование физико-химических механизмов ионных взаимодействий на поверхности ленгмюровского монослоя и особенностей процессов структурообразования в модельных молекулярных системах для разработки эффективных подходов к созданию новых высокоорганизованных функциональных молекулярных и биомолекулярных наноструктур.

Исходя из общей цели, в диссертации решались следующие задачи:

1. Исследование влияния величины рН и природы анионов, присутствующих в водной фазе, на структуру мультислойных ЛБ пленок стеарата гадолиния.

2. Исследование влияния ионного состава водной фазы на структуру мультислойных ЛБ пленок стеарата гадолиния.

3. Получение и исследование структуры ленгмюровских. монослоев амфифильных полиэлектролитов.

4. Исследование особенностей взаимодействия ленгмюровских монослоев амфифильных полиэлектролитов и катионного липида с ДНК.

5. Исследование структуры комплексов амфифильный полиэлектролит/ДНК и амфифильный катион/ДНК, полученных методом Ленгмюра-Блоджетт.

Научная новизна диссертации

1. Обнаружен эффект влияния ионного состава водной фазы и типа анионного лиганда на структуру мультислойных ЛБ пленок стеарата гадолиния.

2. Впервые получены мультислойные ЛБ пленки стеарата гадолиния с уникальными структурными характеристиками, определяемыми методами рентгеновской дифракции, и макроскопически планарной поверхностью с отклонением от плоскости, не превышающем 1нм на расстояниях ~ 1 мкм.

3. Впервые получены и охарактеризованы новые монослойные полимерные структуры амфифильного поликатиона, обладающие высокой степенью организации в плоскости слоя.

4. Впервые получены и исследованы новые планарные комплексы амфифильный поликатион/ДНК. Получены комплексы в виде тороидов, а также новые комплексы амфифильный поликатион/ДНК в виде планарной сетчатой структуры.

Научно-практическая значимость исследования

Результаты, полученные в процессе выполнения диссертационной работы, открывают возможности для разработки эффективных подходов к созданию новых высокоорганизованных функциональных молекулярных и биомолекулярных наноструктур. Сформированные высокоорганизованные планарные молекулярные структуры, содержащие катионы редкоземельных металлов, представляют практический интерес как прототипы новых наноструктурированных функциональных материалов. Полученные результаты открывают новые перспективы для понимания особенностей взаимодействия редкоземельных катионов, в частности катионов гадолиния, с биологическими мембранами, что имеет большое значение для биомедицинских применений катионов редкоземельных металлов. Результаты исследования процессов самоорганизации и образования супрамолекулярных структур на основе комплексов молекул ДНК с амфифильными катионными молекулами будут полезны в генной терапии и биоинженерии для разработки новых невирусных химических переносчиков для эффективного направленного транспорта нуклеиновых кислот через биологические мембраны. Апробация работы

Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, докладывались на 14 Всероссийских и международных конференциях, в том числе, на международной конференции "Химия Высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии" (С-Петербург, 2001), "European Conference on Organized Films" (Otranto (Lecce), Italy, 2001), "International Conference on nanometer-scale science and technology + European conference on surface science NANO-7 and ECOSS-21" (Malmo, Sweden, 2002), "European Chemistry at Interfaces Conference" (Vladimir, Russia, 2003), "International Conference on Intelligent Processing and Manufacturing of Materials" (Sendai, Japan, 2003), "E-MRS Spring Meeting" (Strasburg, France, 2003), "International Symposium on Nanostructures: physics and technology" (St. Petersburg, Russia, 2003), "International Symposium on Bioelectrochemistiy and Bioenergetics" (Florence, Italy, 2003), "European Conference on Surface Science" (Praga, Chech Republic, 2003), "First International Meeting on Applied Physics" (Badajoz, Spain, 2003), "Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов" (Москва, Россия, 2003).

Публикации

Результаты диссертации опубликованы в печатных работах: 7 статей в российских и международных научных журналах и 20 тезисов докладов на российских и международных научных конференциях.

Структура и объем работы

Структура работы обусловлена целями и задачами исследования. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. В первой главе кратко изложены основные сведения о ленгмюровских

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Антипина, Мария Николаевна

Выводы

1. Исследована структура мультислойных пленок Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) стеарата гадолиния в зависимости от ионного состава водной фазы. Установлено, что при одной и той же концентрации катионов гадолиния структура получаемых пленок существенно зависит от типа и концентрации анионов, присутствующих в водной фазе, а также от значения рН раствора, на поверхности которого сформирован ленгмюровский монослой. Обнаружено, что структура мультислойной ЛБ пленки стеарата гадолиния, полученной с использованием раствора хлорида гадолиния, характеризуются наличием двух фаз с параметрами слоистой структуры 4,9 и 4,0 нм и средней шириной брэгговских рефлексов 0,26 град. При этом ЛБ пленки, полученные в присутствии в водной фазе ацетата гадолиния, характеризуется существенно более упорядоченной слоистой структурой — являются однофазными с параметром слоистой структуры 4,9 нм и в два раза меньшей шириной рефлексов Брэгга.

2. Обнаружен эффект влияния ионного состава водной фазы на структуру мультислойных ЛБ пленок стеарата гадолиния. С использованием водной фазы, содержащей избыток NaCl (3x10"2 М), впервые получены мультислойные ЛБ пленки стеарата гадолиния с высшей степенью структурного совершенства, определяемой методами рентгеновской дифракции, и макроскопически планарной поверхностью с отклонением от плоскости, не превышающем 1нм на расстояниях ~ 1 мкм.

3. Впервые получены и исследованы структура и физико-химические свойства ленгмюровских монослоев и ЛБ пленок амфифильного поликатиона поли-4-винилпиридин с 16% цетилпиридиниевых групп. Установлено, что структура пленок существенно зависит от состояния ленгмюровкого монослоя амфифильного поликатиона и от времени его инкубации на поверхности водной t фазы. Впервые получены монослойные полимерные структуры амфифильного поликатиона, обладающие высокой степенью организации в плоскости слоя.

4. С использованием ленгмюровской технологии проведено исследование комплексообразования между амфифильным катионным липидом ОДА, а также амфифильным поликатионом ПВП-16, образующими ленгмюровские монослои на поверхности раздела газовой и водной фаз, и молекулами ДНК из объемной водной фазы. Обнаружены существенные изменения изотерм сжатия монослоев, отражающие процессы комплексообразования на границе раздела фаз.

5. Впервые получены и исследованы новые планарные комплексы амфифильный поликатион/ДНК. Методом атомно-силовой микроскопии установлено, что морфология комплексов существенно зависит от условий их формирования. Получены комплексы в виде тороидов, а также новые комплексы амфифильный поликатион/ДНК в виде планарной сетчатой структуры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Антипина, Мария Николаевна, 2004 год

1. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. — М.: Мир, 1979. — 62 с.

2. Lengmuir I. The mechanism of the surface phenomena of flotation. // Trans Faraday Soc. — 1920. — Vol. 15. — 62-67.

3. В inks B.P. Insoluble monolayers of weakly ionising low molar mass materials and their deposition to form Langmuir-Blodgett multilayers // Advances in Colloid and Interface Science. — 1991. — Vol. 34. — P. 343-432.

4. Сривастава В.К. Ленгмюровские молекулярные пленки и их применение // В кн. Физика Тонких Пленок, Т. 7. Ред. Хасс Дж., Франкомб М.Х., Гофман Р.У. — М.: Мир, 1977. — с.340-427.

5. Blodgett К.В. Monomolecular films of fatty acids on glass // J. Am. Chem. Soc. — 1934. — Vol. 56. — P. 495-495.

6. Blodgett K.B. Films Built by Depositing Successive Monomolecular Layers on a Solid Surface //J. Am. Chem. Soc. — 1935. —Vol. 57. —P. 1007-1022

7. Блинов JJ.M. Физические свойства и применение ленгмюровских моно- и мультимолекулярных структур // Успехи химии. — 1983. — Вып. 8. — С. 1263-1299.

8. Birdi K.S. Lipid and biopolymer monolayer at liquid interfaces. — N.Y.: Interscience, 1989. — 312 p.

9. Gaines G.L. On the history of Langmuir-Blodgett films I I Thin Solid Films. —1983. —Vol. 99. —P. 9-13.

10. Swalen J. D. Molecular films // Annu Rev. Mater. Sci. — 1991. — Vol. 21. — P. 373-408.

11. Peterson I.R. Langmuir-Blodgett films // J. Phys. D: Appl. Phys. — 1990. — Vol.23. —P. 379-395.

12. Gains G.L. Insoluble monolayers at liquid-gas interfaces. — N.Y.: Wiley, 1966.

13. Harkins W.D. The physical chemistry of surface films. — N.Y.: Reinhold, 1952.

14. Mowald H. Surfactant layers at water surface // Rep. Prog. Phys. — 1993. — Vol. 56. —P. 653-685.

15. Swalen J. D., Allara D. L., Andrade J. D., Yu H. et.al. Molecular monolayers and films // Langmuir. — 1987. — Vol. 3. — P. 932-950.

16. Honig E. P. The transition from Y- to X-type Langmuir-Blodgett films // Langmuir. — 1989. —Vol. 5. —P. 882-883.

17. Peng J. В., Ketterson J. В., Dutta P. A study of the transition from Y- to X-type transfer during deposition of lead stearate and cadmium stearate Langmuir-Blodgett films // Langmuir. — 1988. — Vol. 4. — P. 1198 1202.

18. Vincett P.S., Barlov W.A., Boyle F, Т., Finney J.A., Roberts G.G. Preparation of Langmuir-Blodgett "built-up" multilayer films of a lightly substituted model aromatic anthracene // Thin Solid Films. — 1979. — Vol. 60. — P. 265-277.

19. Daniel M.F., Lettington O.C., Small S.M. Investigations into the Langmuir-Blodgett film formation ability of amphiphiles with cyano head groups // Thin Solid Films. — 1983. — Vol. 99. — P. 61-69.

20. Stroeve P., Srinivasan M. P., Higgins B.G. Kowel S.T. Langmuir-blodgett multilayers of polymer-merocyanine-dye mixtures // Thin Solid Films. —1987. — Vol. 146. — P. 209-220.

21. Blodgett К. B. Properties of Built-up Films of Barium Stearate // J. Phys. Chem. — 1937. —Vol.41. —P. 975-984.

22. Pomerantz M., Segmuller A. High resolution X-ray diffraction from small numbers of Langmuir-Blodgett layers of manganese stearate // Thin Solid Films. — 1980. — Vol. 68. — P. 33-45.

23. Buhaenko M. R., Grundy M. J., Richardson R. M., Roser S. J. Structure and temperature dependence of fatty acid Langmuir-Blodgett films studied byneutron and X-ray scattering // Thin Solid Films. — 1988. — Vol. 159. — P. 253-265.

24. Aveyrad R., Binks В. P., Carr N., Cross A. V. Stability of insoluble monolayers and ionization of Langmuir-Blodgett multilayers of octadecanoic acid // Thin Solid Films. — 1990. — Vol. 188. — P. 361-373.

25. Mukerjee P., Banerjee K. A Study of the Surface pH of Micelles Using Solubilized Indicator Dyes // J. Phys. Chem. — 1964. — Vol. 68. — P. 35673574.

26. Fernandez M. S., Fromherz P. Lipoid pH indicators as probes of electrical potential and polarity in micelles // J. Phys. Chem. — 1977. — Vol. 81. — P. 1755-1761.

27. Lovelock В., Grieser F., Healy T. W. Properties of 4-octadecycloxy-l-naphthoic acid in micellar solutions and in monolayer films absorbed onto silica attenuated total reflectance plates // J. Phys. Chem.— 1985. — Vol. 89. —P. 501-507.

28. Pezron E., Claesson M., Berg J.M. and Vollhardt D. Stability of arachidic acid monolayers on aqueous salt solution // J. Coll. and Int. Sci. — 1990. — Vol. —138. —P.245-254.

29. Grundy M. J., Richardson R. M., Roser S. J., Penfold J., Ward R. C. X-ray and neutron reflectivity from spread monolayers // Thin Solid Films.— 1988.— Vol. 159. —P. 43-52.

30. Kobayashi К., Takaoka K., Ochiai S. Application of X-ray photoelectron spectroscopy and Fourier transform IR-reflection absorption spectroscopy to studies of the composition of Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. —1988. —Vol. 159. —P. 267-273.

31. Langmuir I., Schaefer V.J. Composition of Fatty Acid Films on Water Containing Calcium or Barium Salts // J. Am. Chem. Soc. — 1936. — Vol. 58. —P. 284-287

32. Langmuir I., Schaefer V. J. The Effect of Dissolved Salts on Insoluble Monolayers//J. Am. Chem. Soc. — 1937. — Vol. 59. — P. 2400-2414.

33. Sasaki Т., Matuura R. II Bull. Chem. Soc. Japan. — 1951. — Vol. 24. — 274.

34. Neuman R.D. II J. Colloid Interface Sci. — 1975. — Vol. 53. — 161.

35. Shutt J. D., Rickert S. E. Poly(diacetylene) salts as thin-film dielectrics in metal-Langmuir film-semiconductor devices // Langmuir— 1987. — Vol. 3. —P. 460-467.

36. Hasmonay #., Vincent M, Dupeyrat M. Composition and transfer mechanism of Langmuir-Blodgett multilayers of stearates // Thin Solid Films. — 1980. — Vol. 68.—P. 21-31.

37. Itaya A., Van der Auweraer M., De Schryverltaya F. C. Preparation of monolayers and stacked layers of 1-octadecanethiol // Langmuir— 1989.— Vol.5. —P. 1123-1126.

38. Vogel C., Corset J., Dupeyrat M. II J. Chim. Phys. — 1979. — Vol. 76. — P. 909.

39. Vogel C., Corset J., Billoudet F., Vincent M., Dupeyrat M. II J. Chim. Phys. — 1980. —Vol. 77. —P. 947.

40. Kjaer K., Als-Nielsen J., Helm C. A., Tippman-Krayer P., Moehwald H. Synchrotron X-ray diffraction and reflection studies of arachidic acid monolayers at the air-water interface // J. Phys. Chem. — 1989. — Vol. 93. — P. 3200-3206.

41. Schulman J. H., Dogan M.Z. II Trans Faraday Soc. Discussions.— 1954.— Vol. 16. —P. 158.

42. Sticland F. G. W. The formation of monomolecular layers by spreading a copper stearate solution // J. Colloid Interface Sci.— 1972. — Vol. 40. — P. 142-152.

43. Yazdanian M., Hyuk Yu, Zografi G. Ionic interaction of fatty aid monolayers at the air/water interface I I Langmuir. — 1990. — Vol. 6. — P. 1093-1098.

44. Block J.M. Vun W. Condensation effect of monovalent and divalent matal ions on a langmuir monolayer // Phys. Rev. A.— 1990. — Vol. 41. — 844-862.

45. Pomerantz M., Dacol F. H. Segmuller A. Preparation of literally two-dimensional magnets // Phys. Rev. Letters. — 1978. — Vol. 40. — P. 246-258.

46. Pomerantz M. Experiments on literally two-dimension magnets // Surface Science. — 1984. — Vol. 142. — P. 556-560.

47. Aviram A., Pomerantz M. Antiferromagnetism of quasi two-dimension manganese stearat // Solid State Communications.— 1982. — Vol. 41. — P. 297-300.

48. Mingins J., Owens N. F. Experimental considerations in insoluble spread monolayers//Thin Solid Films. — 1987. —Vol. 152. — P. 9-28.

49. Pethica B. A. Experimental criteria for monolayer studies in relation to the formation of Langmuir-Blodgett multilayers // Thin Solid Films.— 1987.— Vol. 152. —P. 3-8.

50. Kahn O. Renessance in molecular magnetism: application to design of low dimensional magnetic molecular materials // J. Chim. Phys.— 1998. — Vol. 5. —P. 1113-1118.

51. Hansma H. G., Gould S. A. C., Hansma P. K., Gaub H. E., Longo M. L., Zasadzinski M. L. Imaging nanometer scale defects in Langmuir-Blodgett films with the atomic force microscope // Langmuir. — 1991. — Vol.7. — P. 10511054.

52. Schreck M., Schier H., Goepel W. Thermodesorption of Langmuir-Blodgett films studied by mass spectrometry // Langmuir. — 1991. — Vol.7. — P. 2287-2292.

53. Tippmann-Krayer P., Moehwald H., L'vov Yu. M. Structural changes before and during desorption of Langmuir-Blodgett films // Langmuir.— 1991.— Vol.7. —P. 2298-2302.

54. Rabe J. P., Swalen J. D., Outka D. A., StohrJ. Near-edge X-ray absorption fine structure studies of oriented molecular chains in polyethylene and Langmuir-Blodgett monolayers on Si(l 11) // Thin Solid Films. — 1988. — Vol. 159. — P. 275-283.

55. Ando Y., Hiroike Т., Miyashita Т., Miyazaki T. Magnetic properties of stearate films with 3d transition metal ions fabricated by the Langmuir-Blodgett method // Thin Solid Films. — 1996. — Vol. 278. — P. 144-149.

56. Gyorvary E., Peltonen J., Linden M., Rosenholm J. B. Reorganization of metal stearate LB films studied by AFM and contact angle measurements // Thin Solid Films. — 1996. — Vol. 284-285. — P. 368-372.

57. Baes C. F., Meamer R. E. The hydrolysis of cations. — NY:Wiley, 1976.

58. Zhang H. J., Li В., Ma J. F., Ni Z. Luminescence properties of the Langmuir-Blodgett film of terbium(III) stearoylanthranilate // Thin Solid Films.—1997. —Vol.310. — P. 274-278

59. Dowben P.A., Mellroy D.N. Surface magnetism of lanthanides: Handbook on physics and chemistry of rare earth. Elsevier Science V.B., 1997. — Vol. 24. —32 p.

60. Binnemans K., Gorller-Warland C. Lanthanide-Containing Liquid Crystals and Surfactants //Chem Rev. — 2002. — Vol. 102. — P.2303-2345.

61. Fink C., Hassmann J., Inner В., Saemann-Ischenko G. Langmuir-Blodgett films of trivalent rare earth arachidates—preparation and characterization // Thin Solid Films. — 1997. — Vol. 310. — P. 213-220.

62. Popescu M., Gutberlet Т., Kastowsky M., Koch P.-J., BradaczekH. Preparation and structure of lanthanum stearate films // Thin Solid Films. — 1997. — Vol. 304. —P. 323-326.

63. Silva R. F., Elisabete M., Zaniquelli D., Serra O. A., Torriani I. L., De Castro S. G. C. Europium and terbium carboxylate interactions in monolayers and Langmuir-Blodgett films // Thin Solid Films. — 1998. — Vol. 324. — P. 245252.

64. Арсланов В.В., Зотова Т.В., Гагина И.А. Монослои и пленки Ленгмюра-Блоджетт стеарата иттрия // Коллоидный журнал.— 1997. — Т.59.— №5. —С. 603-607.

65. Арсланов В.В. Сверхрешетки Ленгмюра-Блоджетт из дифильных органических соединений иттрия, бария и меди: получение, структура и свойства // Информационный бюллетень РФФИ. — 1998. — Том 6. №3 — С. 347.

66. Zotova Т. V., Arslanov V. V., Gagina I. A. Monolayers and Langmuir-Blodgett films of yttrium stearate // Thin Solid Films. — 1998. — Vol. 326. — P. 223226.

67. Johnson D. J., Amm D. Т., Laursen Т., Gupta S. K. Langmuir-Blodgett deposition of yttrium arachidate // Thin Solid Films. — 1993. — Vol. 232. — P. 245-251.

68. Schurr M., Brandl D., Tomaschko Ch., Schoppmann Ch., Voit H. Langmuir-Blodgett films made from yttrium arachidate // Thin Solid Films. — 1995. — Vol. 261. —P. 271-274.

69. Derue V., Alexandre S., Valleton J.-M. Scanning Force Microscopy Characterization of an Elaidic Acid Monolayer Prepared on a Terbium-Containing Subphase // Langmuir. — 1996. — Vol. 12. — P. 3740-3742.

70. Tishin A.M., Koksharov Y.A., Bor J., and Khomutov G.B. Evidence for magnetic ordering in ultrathin gadolinium Langmuir-Blodgett film // Phys. Rev. B. — 1997. — Vol. 55. N 17. — P. 11064-11067.

71. Didenko N.V., Fedyanin A.A., Khomutov G.B. Aktsipetrov O.A. Nonlinear magneto-optical Kerr effect in Gd-containing Langmuir-Blodgett films // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. — 1998. — Vol. 517. — P. 657-661.

72. Khomutov G. В., Tishin A. M., Polyakov S. N., Bohr J. Effect of anion type on monolayers and Langmuir-Blodgett films of gadolinium stearate // Colloids and Surfaces A. — 2000. — Vol. 166. — P. 33-43.

73. Peltonen J. P. K., He P., Rosenholm J. B. Influence of UV irradiation on unsaturated fatty acid monolayers and multilayer films: x-ray diffraction and atomic force microscopy study // Langmuir.— 1993. — Vol.9. — P. 23632369.

74. Linden M., Rosenholm J. B. Influence of Multivalent Metal Ions on the Monolayer and Multilayer Properties of Some Unsaturated Fatty Acids // Langmuir. — 1995. — Vol. 11. — P. 4499-4504.

75. Gericke A., Heinrich H. Investigation of Z- and E-Unsaturated Fatty Acids, Fatty Acid Esters, and Fatty Alcohols at the Air/Water Interface by Infrared Spectroscopy // Langmuir. — 1995. — Vol. 11. — P. 225-230.

76. Barber J. Membrane surface and potentials in relation to photosynthesis // Biochim. et Biophys. Acta. — 1980. — Vol. 594. — P. 253-308.

77. Rhee In H. and Dzombak David A. Surface complexation /Gouy-Chapmen Modeling of binary and ternary cation exchange // Langmuir 1998. — Vol. 14. —P. 935-943.

78. Losche M., Helm, C., Mattes D. and Mohwald H. Formation of Lengmuir-Blodgett films via electrostatic control of the lipid/warer interface // Thin Solid Films— 1985. —Vol. 133.— P. 51-64.

79. Averbakh A., Lobyshev V. I. Adsorption of polyvalent cations to bilayer membranes from negatively charged lipid: estimating the lipid accessibility in the case of complete binding // Biochim. Biophys. Methods. — 2000. — Vol. 45. —P. 23-44.

80. Helm C., Laxhuber L., Losche M., Mohwald H. Electrostatic interactions in phospholipid membranes I: Influens if monovalent ions // Collid & Polymer Sci. — 1986. — Vol. 264. — P. 46-55.

81. Ahn D. J., Frames E. /. Interactions of charged Lengmuir-Blodgett monolayers with dissolved ions // J. Chem. Phys.— 1991. — Vol. 95, № 11. — P. 465469.

82. Рубин А. Б. Биофизика: Учебник — M.: Книжный дом «Университет», 2000, Т.2. —91 с.

83. Niemeyer С.М. И Curr. Opinion Chem. Biol. — 2000. — Vol. 4. — P. 609.

84. Mirkin C.A. Programming the Assembly of Two- and Three-Dimensional Architectures with DNA and Nanoscale Inorganic Building Blocks // Inorg. Chem. — 2000. — Vol. 39. — P. 2258-2272. '

85. Storhoff J.J., Mirkin C.A. Programmed Materials Synthesis with DNA // Chem. Rev.— 1999. —Vol.99. —P. 1849-1862.

86. Harnack O., Ford W.E., Yasuda A., Wessels J.M. Tris(hydroxymethyl)phosphine-capped gold particles templated by DNA as nanowire precursors // Nanoletters. — 2002. — Vol. 2. — P. 919-923.

87. MertigM. CiacchiL.C., SeidelR., Pompe W. DNA as a selective metallization template // Nanoletters. — 2002. — Vol. 2. — P. 841-844.

88. Mel'nikov S.M., Sergeev V.G., Yoshikawa K. Discrete Coil-Globule Transition of Large DNA Induced by Cationic Surfactant // J. Am. Chem. Soc. —1995. — Vol. 117. — P. 2401-2408.

89. GeckP., Naszl. //Anal. Biochem.— 1983. —Vol. 135. —P. 264.

90. Mel'nikov S.M., Dias R., Mel'nikova Y.S., Marques E.F., Miguel M.G., Lindman B. DNA conformational dynamics in the presence of cationic mixtures // FEBS Letters. — 1999. — Vol. 453. — 113-118.

91. Schouten S., Stroeve P., Longo M.L. DNA Adsorption and Cationic Bilayer Deposition on Self-Assembled Monolayers // Langmuir.— 1999. — Vol. 15. —P. 8133-8139.

92. Wong F.M.P., Reimer D.L., Bally M.B. Cationic Lipid Binding to DNA: Characterization of Complex Formation // Biochemistry.— 1996. — Vol. 35. —P. 5756-5763.

93. Heubner S., Politsch E., Vierl U., Cevc G. EDTA-indused self-assembly of cationic lipid-DNA multilayers near a monolayer-covered air-water interface // Biochim. etBiophys. Acta.— 1999. — Vol. 1421. —P. 1-4.

94. Bloomfield V.A. Condensation of DNA by multivalent cations: considerations on mechanism//Biopolymers. — 1991. — Vol. 31. — P. 1471-1481.

95. Tang M.X., Szoka F.C. The influence of polymer structure on the interactions of cationic polymers with DNA and morphology of the resulting complexes // Gene Ther. — 1997. — Vol. 4. — P. 823-832.

96. Racfotraw B.J., Martin A.L., Stolnik S., Roberts C.J., Garnett M.C., Davies M.C., Tendler S.J.B. Microscopic Investigations into PEG-Cationic Polymer-Induced DNA Condensation // Langmuir. — 2001. — Vol. 17. — P. 31853193.

97. Bronich Т., Kabanov A. V., Marky L.A. A Thermodynamic Characterization of the Interaction of a Cationic Copolymer with DNA // J. Phys. Chem. B. —2001. —Vol. 105. —P. 6042-6050.

98. Vasilevskaya V.V., Khokhlov A.R., Kidoaki S., Yoshikawa K. Structure of Collapsed Persistent Macromolecule: Toroid vs. Spherical Globule // Biopolymers. — 1997. — Vol. 41. — P. 51 -60.

99. Нечипуренко Ю.Д., Захаров M.A., Соляное В.И., Евдокимов Ю.М. «Мостиковые» структуры между молекулами нуклеиновых кислот, фиксированными в структуре жидкого кристалла // Биофизика. —2002. — Т. 47, № 4. — С. 600-606.

100. Koltover /., Salditt Т., Radler J.O., Safinya C.R. An Inverted Hexagonal Phase of Cationic Liposome-DNA Complexes Related to DNA Release and Delivery // Science. — 1998. — Vol. 281 — P. 78-81.

101. Kago K., Matsuoka H., Yoshitome R., Yamaoka H., Ijiro K., Shimomura M. Direct in Situ Observation of a Lipid Monolayer-DNA Complex at the Air-Water Interface by X-ray Reflectometry // Langmuir. — 1999. — Vol. 15. —1. P. 5193-5196.

102. Okahata Y., Kobayashi Т., Tanaka K. Orientation of DNA Double Strands in a Langmuir-Blodgett Film // Langmuir. — 1996. Vol. 12. — P. 1326-1330.

103. Yang J., Peng X. G., Li T. J. Size dependent FTIR spectroscopy of nanoparticulate Fe203-stearate alternating Langmuir-Blodgett films // Nuovo Cimento Delia Sosieta Italiana Di Fisica. — 1993. — Vol. 18 D, N 2-3. — P. 305-309.

104. Ahn D.J., Franses E. I. Determination of molecular orientations in Langmuir-Blodgett films by polarized Fourier transform IR attenuated total reflection and transmission spectroscopy // Thin Solid Films. — 1994. — Vol .244. — P.971-976.

105. Blauder D., Buffetean Т., Desbat B. In-plane organization of LB monolayers from FTIR spectroscopy // Thin Solid Films. — 1994. — Vol. 243. — P. 559563.

106. Координационная химия редкоземельных элементов / Под ред. В. И Спицина, Л. И. Мартыненко. — М: МГУ, 1979. — 54 с.

107. Львов М. Ю., Фейгин Л. А. Рентгеновское малоугловое исследование структур молекулярных пленок // Кристаллография. — 1986. — Т. 31. — 751 с.

108. Львов М. Ю., Фейгин Л. А. Ленгмюровские пленки (получение структура и некоторые применения) // Кристаллография— 1987. — Т. 32. — 808818 с.

109. Свергун Д. И., Фейгин JJ. А. Рентгеновское и нейтронное малоугловое расеяние. — М.: Наука, 1986. — 156 с.

110. Jacquemain D., WolfS. G. Leveiller F., Deutsh M., Krayer K., Als-Nielsen J., Lahav M., Leiserowitz L. Two-dimentional crystallography of amphiphilic molecules at air-water interface // Angewandte Chemie Integr. Ed. Engl. —1992 —Vol.31. —P. 130-152.

111. Lin В., Bohanon Т. M., Shih M. C. and Dutta P. X-ray diffraction studies of the effects of Ca2+ and Cu2+ on Langmuir monolayers of heneicosanoic acid // Langmuir. — 1990. Vol. 6, — P. 1665-1667.

112. Zaitsev S.Y., Lvov Y.M. X-ray reflectivity of Langmuir-Blodgett films of reaction center proteins from photosynthetic bacteria // Thin Solid films. —1995. — Vol. 254. — P. 257-262.

113. Kepa H., Kleiwaks L.J., Berk N.F., Majkrzak C.F., Berzina T.S., Troitsky V.I., Antolini R., Feigin L.A. Neutron and X-ray reflectomerty of rough interfaces in a Langmuir-Blodgett film // Physica B. — 1998. — Vol. 241-243. — P. 10481054.

114. Von Sydov E. // Appl. Cryst. — 1955. — Vol. 8. — P. 557.

115. Relini A., Rolandi R., Ciuchi F., Mariani P. Molecular order in self-assembled multilayers of stearic acid // Thin Solid Films. — 1996. — Vol. 284-285. — P. 216-219.

116. Stefens J.P., Tuck-Lee C. The structure of a multilayer of lead stearate // Appl.Ciyst.— 1969. —Vol.2. —P 1-10.

117. Ковъев Э.К., Поляков C.H., Тишин A.M., Юрова T.B., Хомутов Г.Б. Рентгеноструктурные исследования пленок Ленгмюра-Блоджетт стеарата гадолиния // Кристаллография. — 2002. — Том 47, № 3. — С. 555-561.

118. Morris V. J., Pergamon P. Biological applications of scanning probe microscopies//Biophys. molec. Biol.— 1994. — Vol.61. — P. 131-185.

119. Florin E.-L., Rief M., Lehmann H., Ludwig M, Dornmair D., Моу V. Т., Gaub H. E. Sensing specific molecular interactions with the atomic forcemicroscope // Biosensors & Bioelectronics.— 1995. — Vol. 10. — P. 895901.

120. Kolb H. A., Enders O., Schauer R. Morphology of native and reconstructed biological membranes and their components analysed with atomic force microscopy // Applied Physics A. — 1999. — Vol. 68. — P. 247-254.

121. Hui S. U., Viswanathan R., Zasadzinski R. A.Jsraelachvili J., N. The structure and stability of phospholipid bilayers by atomic force microscopy // Biofhysical Journal. — 1995. — Vol. 68. —P. 171-178.

122. Hansma P.K., Elings V.B., Marti O., Bracker C.E. Scanning Tunneling Microscopy and Atomic Force Microscopy: Application to Biology and Technology // Science. — 1988. — Vol. 242. — P. 209-216.

123. Bustamante C., Keller D., Yang G. Scanning force microscopy of nucleic acids and nucleoprotein assemblies // Curr. Opin. Struct. Biol. — 1993. — Vol. 3. — P. 363-372.

124. Лиманский А.П. Визуализация крестообразной структуры суперспиральной ДНК посредством атомно-силовой микроскопии // Биофизика. —2000. —Т. 45, № 6. —С. 1039-1043.

125. HuJ., Wang М, Weier H.-U.G., Frantz P., Kolbe W., Ogletree D.F., Salmeron M. Orientation of DNA Double Strands in a Langmuir-Blodgett Film // Langmuir. — 1996. —Vol. 12. —P. 1697-1700.

126. Thomson N.H., Kasas S., Smith В., Hansma H.G., Hansma P.K. Reversible Binding of DNA to Mica for AFM Imaging // Langmuir.— 1996. — Vol. 12. —P. 5905-5908.

127. Clausen-Schaumann H., Gaub H.E. DNA Adsorption to Laterally Structured Charged Lipid Membranes // Langmuir. — 1999. — Vol. 15. — P. 8246-8251.

128. Uchihashi Т., Tanigawa M., Ashino M., Sugawara Y., Yokoyama K, Morita S., Ishikawa M. Identification of B-Form DNA in an Ultrahigh Vacuum by Noncontact-Mode Atomic Force Microscopy // Langmuir. — 2000. Vol. —16. —P. 1349-1353.

129. Fuoss R.M., Strauss U.P. //J. Polym. Sci. — 1948. — Vol. 3. —P. 246-251.

130. Юрова Т. В. Взаимодействие катионов металлов и биологически-активных веществ с ленгмюровским монослоем стеариновой кислоты: Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 1999. — 85 с.

131. Sur S. К., Bryant R.G. Ionic association and electron spin relaxation rates in aquo gadolinium (III) complexes // J. Magnetic Resonance B. — 1996. — Vol. 111. —P. 105-108.

132. Яцимирский КБ., Костромина H.A. и др. Химия комплексных соединений редкоземельных элементов. — Киев: Наукова Думка, 1966. —56 с.

133. Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. — М.: Химия, 1988. — 335 с.

134. BaggJ., Abramson М.В., Fichman М., Haber M.D., Gregor H.P. Composition of Stearic Acid Monolayers from Calcium-Containing Substrates // J. Am. Chem. Soc. — 1964. — Vol. 86. — P. 2759-2763.

135. Bellamy L.J. The Infra-red Spectra of Complex Molecules. — London: Chapman and hall, 1975 — 57 p.

136. Nakamato K., Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, 4th ed. — N. Y.: Wiley, 1986 — 232 p.

137. Snyder R.G. // J. Mol. Spectrosc. — 1960. — Vol. 4. — P. 411-420.

138. Snyder R.G., Schachtschneider J.H. Spectrochim. Acta. —1963. — Vol. 19. — P. 85-90.

139. Petruska M.A., Talham D.R. Organic/Inorganic Langmuir-Blodgett Films Based on Metal Phosphonates. 4. Thermal Stability // Langmuir. — 2000. — Vol. 16. —P 5123-5129.

140. Kurnaz M.L., Schwartz D.K. Morphology of microphase separation in arachidic acid/cadmium arachidate Langmuir-Blodgett multilayers // J. Phys. Chem. —1996. —Vol. 100. —P. 11113-11119.

141. Zhu J., Eisenberg A., Lennox R.B. Interfacial behavior of block polyelectrolytes. 5. Effect of varying block lengths on the properties of surface micelles // Macromolecules. — 1992. — Vol. 25. — P. 6547-6555.

142. Gaines G., Jr. Monolayers of polymers // Langmuir. 1991. — Vol. 7. — P. 834-839.

143. Jones R., Tredgold R.H. Orientational effects in Langmuir films of poly(y-benzyl-L-glutamate) studied by polarised infrared spectroscopy // J. Phys. D. Appl. Phys. — 1988. — Vol. 21. — P. 449-453.

144. Schwiegk S.t Vahlenkamp Т., Xu Y., Wegner G. Origin of orientation phenomena observed in layered Langmuir-Blodgett structures of hairy-rod polymers // Macromolecules. — 1992. Vol. 25. — P. 2513-2525.

145. Manning G.S. The molecular theory of polyelectrolyte solutions with applications to the electrostatic properties of polynucleotides // Q. Rev. Biophys. — 1978. — Vol. 11. — P. 179-246.

146. Stigter D. Evaluation of the counterion condensation theory of polyelectrolytes // Biophys. J. — 1995. — Vol. 69. — P. 380-388.

147. Batalia M.A., Protozanova E., Macgregor R.B., Erie D.A. Self-Assembly of Frayed Wires and Frayed-Wire Networks: Nanoconstruction with Multistranded DNA // Nanoletters. — 2002. — Vol. 2. — P. 269-274.

148. Vesenka J., Guthold M., Tang C.L., Keller D., Delaine E., Bustamante C. Substrate preparation for reliable imaging of DNA molecules with the scanning force microscope // Ultramicroscopy.— 1992. — Vol. 42-44. — P. 12431249.

149. Bustamante C., Vesenka J., TangC.L., Rees W., Guthold M., Keller R. Circular DNA molecules imaged in air by scanning force microscopy // Biochemistry. — 1992. — Vol. 31. — P. 22-26.

150. Rackstraw B.J., Martin A.L., Stolnik S., Roberts C.J., Garnett M.C., Davies M.C., Tendler S.J.B. Microscopic Investigations into PEG-Cationic Polymer-Induced DNA Condensation // Langmuir. — 2001. — Vol. 17. — P. 31853193.

151. Woolley А.Т., Kelly R.T. Deposition and Characterization of Extended Single-Stranded DNA Molecules on Surfaces // Nanoletters. — 2001. — Vol. 1. — P. 345-348.

152. Thundat Т., Allison D.P., Warmack R.J. Stretched DNA structures observed with atomic force microscopy // Nucleic Acids Res. — 1994. — Vol. 22. — P. 4224-4228.

153. V.A. Bloomfield DNA condensation // Curr. Opin. Struct. Biol.— 1996.— Vol. 6. —P. 334-341.

154. Eickbush Т.Н., Moudrianakis E.N. The compaction of DNA helices into either continuous supercoils or folded-fiber rods and toroids // Cell. — 1978. — Vol. 13. —P. 295-306.

155. Yoshikawa Y, Yoshikawa K., Kanbe T. Formation of a Giant Toroid from Long Duplex DNA // Langmuir. — 1999. — Vol. 15. — P. 4085-4088.

156. Sternberg В., Sorgi F.L., Huang L. New structures in complex formation between DNA and cationic liposomes visualized by freeze—fracture electron microscopy // FEBS Letters. — 1994. — Vol. 356. — P. 361.