变电势下支撑脂质膜中的相现象

我们对支撑脂质膜上的循环伏安实验进行建模，实验中观察到电容对施加电压存在非平凡依赖关系。先前，基于Flory-Huggins类型的平均场处理，在强屏蔽静电相互作用的假设下，人们推测电容-电压曲线中的峰值对应于界面内的一系列结构或相变。为了检验这一假设，在本研究中，我们同时使用平均场计算和蒙特卡洛模拟，其中明确考虑了由变化电势和盐的存在引起的静电效应。我们的主要关注点是膜的结构以及脱附-再吸附现象。研究发现，这些现象是由脂质烃尾与电极反离子（阳离子）之间对逐渐带电的（疏水）表面的激烈竞争所驱动的。随着表面电荷密度的增加，界面内清晰地观察到以下相现象：(i) 反离子逐渐将单层从表面置换出来，导致单层完全脱附并在表面形成双电层；(ii) 单层在脱附时转变为双层；(iii) 对于两性离子（或强极性）脂质头基，脱附后双层通过与双电层的相互作用再吸附到电极上，并将多余的反离子释放到体相溶液中。因此，我们认为伏安峰与形成交替电荷层的逐步过程相关：膜脱附时形成双电层，膜再吸附时形成三层或多层。