Transições de fase em sistemas lamelares de fosfolipídios-água - Hidalgo, Angel Alberto (2000)
Os fosfolipídios são moléculas anfifílicas que constituem o principal componente das membranas celulares. Na presença de água e para urna concentração suficientemente alta do fosfolipídio, as moléculas se auto organizam formando bicamadas separadas por água. Dentro das bicamadas, e dependendo da temperatura e a concentração, os fosfolipídios podem apresentar diferentes empacotamentos, dando origem a diferentes mesofases. Três mesofases são bem conhecidas: L IND. P IND. e L IND.. As mesofases L IND. e L IND. apresentam as bicamadas planas, porém, a diferença entre as duas está em que a fase L IND. apresenta as cadeias hidrocarbonadas ordenadas, com uma certa inclinação em relação à normal às bicamadas, e na fase L IND. as cadeias hidrocarbonadas estão completamente desordenadas. A fase P IND. conhecida como fase \"ripple\", apresenta uma ondulação periódica das bicamadas e as cadeias carbônicas com um certo grau de ordenamento. Existe na literatura urna grande discussão acerca da origem das mesofases lamelares, porém não existe um trabalho sistemático que permita caracterizar experimentalmente em forma completa as transições de fase entre as mesofases lamelares. Neste trabalho investigamos as transições de fases no sistema DMPC/água (dimiristoil-fosfatidil-colina/água), na região do diagrama de fases onde são observadas as fases L IND. P IND. e L IND.. Utilizamos as técnicas de calorimetria DSC e espalhamento de Raios X para levantar o diagrama de fases do sistema DMPC/água, e estudamos o comportamento da entalpia das diferentes transições de fase em função da concentração. Mediante microscopia de luz polarizada e espalhamento de Raios X caracterizamos o ordenamento induzido em amostras submetidas ao processo de \"shear\" . O procedimento permite observar por espalhamento de Raios X o comportamento da ordem no plano das bicamadas. Esse estudo permitiu também o acompanhamento do espaçamento entre as bicamadas nas transições de fase L IND. P IND. e P IND. L IND.. Tradicionalmente, em modelos teóricos, as transições L IND. P IND. e P IND. L IND. são tratadas corno de primeira ordem. Alguns modelos propõem que estas linhas de transição se encontram num ponto de Lifshitz. Mediante calorimetria de alta resolução estudamos o comportamento do calor específico em diferentes regiões do diagrama de fases. A transição P IND. L IND. para uma concentração de 28% em peso de água, não mostra a forma esperada para transições de primeira ordem, embora apresenta uma certa histerese. Encontramos que a primeira correção de \"scaling\" descreve bem o comportamento do calor específico a até uma temperatura onde este, claramente mostra-se arredondado. Essa região arredondada pode ser entendida no contexto das transições que envolvem ordem hexática, devido ao acoplamento entre o \"tilt\" e a ordem hexagonal. Essa observação é reforçada pela ordem bidimensional observada por espalhamento de raios-x. Finalmente investigamos a existência de fase \"ripple\" em outro fosfolipídio, DMPG (dimiristoil-fosfatidil-glicerol) que difere do DMPC apenas na cabeça polar.