Hydrofobiinien itsejärjestäytymisen mittaaminen Langmuir-Blodgett -kalvoilla spektroskopiaa käyttäen

Abstract

Hydrofobiinit ovat pieniä ja hyvin pinta-aktiivisia rihmasienten tuottamia proteiineja, joilla on kyky itsejärjestäytyä hydrofobinen-hydrofiilinen rajapinnoille amfifiilisiksi yhden molekyylikerroksen paksuiseksi kalvoksi. Luonnossa hydrofobiineilla on moninaisia tehtäviä sienen kasvussa ja kehityksessä, esimerkiksi itsejärjestäytymällä rajapinnolle ne alentavat merkittävästi veden pintajännitystä mahdollistaen sienten ilmarakenteiden kasvun rajapinnan läpi. Nämä ominaisuudet ovat merkittäviä myös lääketeollisuuden tai teknologian sovellutuksille, ja niiden käyttöä esimerkiksi biosensoreissa tutkitaan runsaasti. Jotta hydrofobiinien teollinen käyttö olisi mahdollista, täytyy hydrofobiinien kalvorakenne määrittää. Kiinnostavaa on myös tutkia kahden hydrofobiinin seoskalvorakennetta, sillä sen ominaisuudet voivat olla parempia kuin yhden hydrofobiinin muodostaman kalvon. Diplomityössä tutkittiin Trichoderma reesei -homesienen hydrofobiinien HFBI ja HFBII muodostamia yksikerroskalvoja. HFBI:n ja HFBII:n yksikerroskalvojen muodostumista on tutkittu atomivoimamikroskooppi- ja röntgendiffraktiomittauksin, mutta niiden seoskalvojen rakennetta ei ole tutkittu millään menetelmällä aiemmin. Tässä tutkimuksessa käytettiin fluoresenssiin perustuvia menetelmiä ja tutkimuksen kohteena olivat nimenomaan näiden kahden hydrofobiinin muodostamat seoskalvot. HFBI- ja HFBII- hydrofobiinit ovat pakotettuja sekoittumaan toisiinsa pienillä pitoisuuksilla, sillä vähemmistönä olevat hydrofobiinimolekyylit ovat tällöin vielä kaukana toisistaan muodostaakseen dimeerejä tai tetrameerejä keskenään. Kun hydrofobiineja on riittävästi järjestäytymään seoksessakin vain itsekseen, HFBI ja HFBII eivät muodosta multimeerejä toistensa kanssa. HFBI ja HFBII hydrofobiineilla ei siis ole taipumusta sekoittua toisiinsa. Seoskalvoja olisi tärkeä tutkia myös esimerkiksi atomivoimamikroskoopilla, sillä sen avulla on mahdollista saada hyvin selkeä kuva kalvon kiderakenteesta ja hydrofobiinien sekoittumisesta eri seossuhteilla.