| Numéro |
J. Phys. France
Volume 49, Numéro 7, juillet 1988
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| Page(s) | 1077 - 1082 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphys:019880049070107700 | |
DOI: 10.1051/jphys:019880049070107700
Ultracold neutron scattering study of local lipid mobility in bilayer membranes
W. Pfeiffer1, G. Schlossbauer1, W. Knoll1, B. Farago2, A. Steyer1 et E. Sackmann11 Physik-Department, Techn. Univ. München, D-8046 Garching, F.R.G.
2 Institut Laue-Langevin, 156 X, Centre de Tri, F-38042 Grenoble, France
Abstract
The dynamics of lipid bilayers is studied for the first time by quasielastic scattering of ultracold neutrons (UCN). Measurements of the energy transfer from lipids to the scattered UCN as a function of temperature and - in combination with spin echo experiments - of the wave vector lead to the conclusion that it is determined, on the microsecond time scale investigated, by lateral diffusion of lipid molecules. For dipalmitoyl-phosphatidyl-choline bilayers at 45 °C a diffusion coefficient of D = 2.6 × 10-7 cm2/s is obtained which is slightly larger than the value obtained by the conventional photobleaching technique. The present UCN-scattering method is complementary to the photobleaching technique since it measures the local lipid diffusion over short distances of some 20 Å whereas the latter monitors the lateral motion over some 10 μm.
Résumé
On présente la première étude par diffusion quasi élastique des neutrons ultrafroids de la dynamique des bicouches lipidiques. La variation en température du transfert d'énergie des lipides aux neutrons diffusés en fonction de la température, ainsi que la comparaison avec les résultats obtenus par échos de spins de neutrons montrent que ce transfert est déterminé par la diffusion latérale des molécules lipidiques dans la gamme des microsecondes couverte par l'expérience. Pour les bicouches de dipalmitoyl-phosphatidyl-choline à 45° on obtient un coefficient de diffusion de 2, 6 × 10-7cm 2/s, un peu plus grand que les valeurs obtenues par photoblanchiment. Cette méthode de diffusion des neutrons ultrafroids est complémentaire de la technique de photoblanchiment, car elle mesure la diffusion latérale des lipides sur des distances de l'ordre de 20 Å, alors que cette dernière mesure les mouvements latéraux sur 10 μm.
87 - Biological and medical physics.
Key words
biodiffusion -- biomembrane transport -- lipid bilayers -- neutron diffraction examination of materials