結論

我們在此報告VSFG測量，以研究純光開關脂質DT Azo-5P以及該光開關脂質與傳統脂質DPPC的混合物的單層分子結構。 DT-Azo-5P在順式狀態下的單分子膜的壓力高于50 A2/分子，但在烷基鏈中的順序較低。 由于偶氮苯偶極子與水的相互作用，界面上較強的靜電相互作用，順式狀態也表現出較低的信號，并且具有較大的足跡，從而產生較大的壓力，這可能導致脂質尾部形成環。 順式狀態下脂質下面的水的較弱VSFG信號表明，在這種情況下，偶氮苯部分與水接觸，部分減少了脂質頭基負電荷的影響。 為了與水接觸，尾巴必須形成一個環，導致更高的無序度。

對于脂質混合物，光開關狀態的影響明顯表現在表面壓力的變化中，但DT偶氮-5P順式和反式狀態之間的分子水平差異不太明顯。 然而，在高密度和高壓下，CD3和CD2拉伸模式的振幅表現出與直覺相反的行為。 與高壓狀態相比，在低壓狀態下，跨狀態下，CD3模式的振幅更大，而CD2模式的振幅更小。 對于DPPC的純層，較高的壓力總是導致CH3對稱拉伸模式的較高信號和CH2模式的較低信號。 顯然，光開關的存在以不同的方式影響DPPC脂質尾部的結構，這僅僅是因為壓力的變化。

附錄

為了證明外差效應是信號增強的原因，我們測量了DPPC和DT Azo-5P混合物的VSFG光譜。 為了分子特異性，我們在本實驗中使用了d75 DPPC，并檢查了CD振動區。 作為參考樣品，我們使用正常DPPC（未稀釋）和d75 DPPC的混合物。 換句話說，我們將d75 DPPC和DT Azo-5P的不同混合物與d75 DPPC和DPPC的混合物（未稀釋）進行比較。 摩爾d75 DPPC/DT偶氮-5P比等于摩爾d75 DPPC/DPPC（未稀釋）比。 我們總是用同樣的方法制備單層膜，這樣每個分子的面積是 ～ 35?2（凝聚相）。 對于混合物中存在的DPPC或DT偶氮-5P的不同部分，d75 DPPC的VSFG光譜結果如圖9 a和b部分所示。 正如對d75 DPPC/DPPC（未稀釋）混合物（圖9a）的預期，VSFG信號隨著層中正常DPPC分數的增加大致呈二次方減小。 在這種情況下，非共振項很小，因此信號由方程1（ISFG）最后一行中的最后一項控制 ∞ χ*R（2）χR（2）IVISIR）。 對于含DT Azo-5P的混合物，效果截然不同。 背景隨著DT Azo-5P量的增加而增加，背景頂部的信號大小大致不變，盡管d75 DPPC量從下到上減少。 通過用上述模型擬合數據，我們可以提取信號的非共振和共振貢獻。 共振貢獻，作為CD振幅之和，如圖9c所示，作為混合物中存在的分數d75 DPPC的函數。 顯然，對于兩個樣本，振幅隨著d75 DPPC的分數線性增加，并且兩條曲線相互重疊。 因此，具有強NR信號的分子的存在僅影響非共振部分，但有趣的是，它放大了相鄰分子的信號。

作者信息

通訊作者*電子郵件： bonn@amolf.nl.

致謝

這項工作是“材料研究基金會（FOM）”研究項目的一部分，該項目由“荷蘭材料研究基金會（NWO）”資助。

參考資料

(1) Kumar, A. S.; Ye, T.; Takami, T.; Yu, B.-C.; Flatt, A. K.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Nano Lett. 2008, 8, 1644.

(2) Ohe, C.; Kamijo, H.; Arai, M.; Adachi, M.; Miyazawa, H.; Itoh, K.; Seki, T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 172.

(3) Wagner, S.; Leyssner, F.; K€ordel, C.; Zarwell, S.; Schmidt, R.; Weinelt, M.; R€uck-Braun, K.; Wolf, M.; Tegeder, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6242.

(4) Shin, J.; Abbott, N. L. Langmuir 1999, 15, 4404.

(5) Shang, T.; Smith, K. A.; Hatton, T. A. Langmuir 2003, 19, 10764.

(6) Tong, X.; Wang, G.; Soldera, A.; Zhao, Y. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 20281.

(7) Eastoe, J.; Vesperinas, A. Soft Matter 2005, 1, 338.

(8) Folgering, J. H. A.; Kuiper, J. M.; Vries, A. H. d.; Engberts, J. B. F. N.; Poolman, B. Langmuir 2004, 20, 6985.

(9) Banghart, M. R.; Volgraf, M.; Trauner, D. Biochemistry 2006, 45, 15129.

(10) Arnolds, H.; Bonn, M. Surf. Sci. Rep. 2010, 65, 45.

(11) Roke, S.; Schins, J.; M€uller, M.; Bonn, M. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 128101.

(12) Ji, N.; Ostroverkhov, V.; Chen, C.-Y.; Shen, Y.-R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10056.

(13) Sovago, M.; Wurpel, G. W. H.; Smits, M.; M€uller, M.; Bonn, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11079.

(14) Watry, M. R.; Tarbuck, T. L.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 512.

(15) Kim, G.; Gurau, M. C.; Lim, S. M.; Cremer, P. S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1403.

(16) Liu, J.; Conboy, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8894.

(17) Doyle, A. W.; Fick, J.; Himmelhaus, M.; Eck, W.; Graziani, I.; Prudovsky, I.; Grunze, M.; Maciag, T.; Neivandt, D. J. Langmuir 2004, 20, 8961.

(18) Tyrode, E.; Niga, P.; Johnson, M.; Rutland, M. W. Langmuir 2010, 26, 14024.

(19) Shen, Y.-R. Nature 1989, 337, 519.

(20) Kuiper, J. M.; Hulst, R.; Engberts, J. B. F. N. Synthesis 2003, 695.

(21) Zimmerman, G.; Chow, L.; Paik, U. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 3528.

(22) Richter, L. J.; Petralli-Mallow, T. P.; Stephenson, J. C. Opt. Lett. 1998, 23, 1594.

(23) Kaganer, V. M.; M€ohwald, H.; Dutta, P. Rev. Mod. Phys. 1999, 71, 779.

(24) Seki, T.; Sekizawa, H.; Morino, S.; Ichimura, K. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5313.

(25) Dynarowicz-Latka, P.; Kita, K. Adv. Coll. Interf. Sci. 1999, 79, 1.

(26) Roche, Y.; Peretti, R.; Bernard, S. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1758, 468.

(27) Nihonyanagi, S.; Yamaguchi, S.; Tahara, T. J. Chem. Phys. 2009, 130, 204704.

(28) Chen, X.; Hua, W.; Huang, Z.; Allen, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11336.

(29) Raschke, M. B.; Hayashi, M.; Lin, S. H.; Shen, Y. R. Chem. Phys. Lett. 2002, 359, 367.

(30) Wu, D.; Deng, G. H.; Guo, Y.; Wang, H. F. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6058.

(31) Messmer, M. C.; Conboy, J. C.; Richmond, G. L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8039.

(32) Kuiper, J. M.; Stuart, M. C. A.; Engberts, J. B. F. N. Langmuir 2008, 24, 426.

(33) Han, M. R.; Hirayama, Y.; Hara, M. Chem. Mater. 2006, 18, 2784.

(34) Ma, G.; Allen, H. C. Langmuir 2006, 22, 5341.

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