ミセルは、両親媒性分子の数百、極性(親水性)によって特徴付けられる、すなわち、分子および非極性領域(疎水性)によって形成される安定な球状構造です。それらを構成する分子のように、ミセルは強い疎水性の中心を持ち、それらの表面は親水性の極性基で「裏打ち」されています。
それらは、ほとんどの場合、両親媒性分子のグループと水との混合から生じるため、多くの分子の疎水性領域を一緒に「安定化」させる方法であり、効果によって推進されます疎水性でファンデルワールス力によって組織化されます。
ミセルの構造スキーム(情報源:元の英語:SuperManu。スペイン語:AngelHerraez / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)ウィキメディアコモンズ経由)
洗剤と石鹸の両方、および特定の細胞脂質は、脂肪吸収および脂溶性物質の輸送の観点から、少なくとも動物において機能的関連性を有するミセルを形成することができます。
リン脂質は、特定の条件下で、生きている細胞にとって最も豊富で重要な脂質のクラスの1つであり、リポソームと二重層に加えて、ミセル構造を形成します。
ミセルは、無極性媒体で形成することもできます。その場合、それらを形成する両親媒性分子の極性領域は、無極性部分が媒体と直接接触している間、親水性中心に「隠されている」ため、「逆ミセル」と呼ばれます。それらが含まれています。
構造
ミセルは、両親媒性分子、つまり、親水性領域(水様、極性)と別の疎水性領域(撥水、無極性)を持つ分子で構成されています。
これらの分子の中には、例えば、脂肪酸、任意の界面活性剤の分子および細胞膜のリン脂質が挙げられ得る。
細胞の状況では、ミセルは一般に脂肪酸(可変長)で構成され、その極性カルボキシル基は凝集体の表面に向かって露出していますが、炭化水素鎖は疎水性の中心に「隠れている」ため、多かれ少なかれ球状の構造。
細胞にとって非常に重要な他の両親媒性分子であるリン脂質は、「疎水性の尾」を構成する2つの脂肪酸鎖が大きなサイズを占め、フォームのパッキングを困難にするため、一般にミセルを形成できません。球状。
水性環境によって媒介されるミセルの形成(出典:Jwleung / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)、Wikimedia Commons経由)
代わりに、これらの分子が水性媒体中にある場合、それらは「サンドイッチのように」二重層に「寄り添う」。つまり、より平坦な構造では、媒体に向かって露出する各「表面」は、グリセロールに結合したグループの極性ヘッドで構成され、サンドイッチの「フィリング」は、疎水性の尾部(グリセロール骨格の他の2つの炭素)。
リン脂質がミセルの形成に参加することができる唯一の方法は、その2つの脂肪酸鎖の1つが加水分解によって除去されるときです。
組織
前述のように、ミセルでは、「中心」はそれらを構成する分子の非極性部分を隔離し、水からそれらを隔離します。
ミセルの中央領域は、流体のような特徴を持つ高度に無秩序な環境で構成され、半径の測定値は、非両親媒性分子の完全に伸長した鎖の半径測定値よりも10〜30%小さくなります。分子複合体に関連付けられています。
同様に、ミセルの表面は均一ではなく、むしろ「粗い」不均一であり、そのいくつかの核磁気共鳴研究は、構成モノマーの極性部分によって3分の1のみが覆われていることを示しています。
関数
ミセルは、自然界でも産業でも研究でも非常に重要な機能を持っています。
本来の機能に関して、これらの分子集合体は、脂肪(モノグリセリドと脂肪酸)の腸管吸収に特に重要です。これは、異なるサイズと組成のミセルが、食物と一緒に摂取された脂肪分子から形成され、腸内膜の細胞の内部で、それらの吸収を可能にします。
ミセルはまた、食事から得られたコレステロール(別のクラスの細胞脂質)といわゆる「脂溶性」ビタミンの輸送にも機能します。そのため、無極性の特性を持つ薬物の輸送と投与のために薬理学的に利用されています。
個人の衛生やさまざまな種類の表面の洗浄に毎日使用される洗剤と石鹸は、水溶液中にある場合にミセルを形成できる脂質分子で構成されています。
これらのミセルはベアリング内の小さなボールのように振る舞い、石鹸溶液に滑りやすい一貫性と潤滑特性を与えます。ほとんどの洗剤の作用は、ミセルを生成する能力に大きく依存しています。
たとえば、膜タンパク質の研究と研究では、界面活性剤を使用して、膜の特徴的な二重層を形成する脂質の細胞溶解物を「精製」し、内在性膜タンパク質を疎水性成分から分離します。これの。
トレーニング
特に洗剤におけるミセル構造の形成を理解するには、やや抽象的な概念、つまり臨界ミセル濃度またはCMCを考慮する必要があります。
臨界ミセル濃度は、ミセルが形成され始めるところの両親媒性分子の濃度です。それはこれらの分子の濃度の増加がミセルの数の増加で終わるだけであり、それ以下ではこれらがそれらを含む水性媒体の表面上の層に優先的に組織化される基準値です。 。
ミセルとリン脂質によって形成された二重層の違いと類似性(出典:2003年3月31日:ユーザー:Stephen Gilbert、2003年3月31日:ユーザー:Stephen Gilbert、2004年12月27日:ユーザー:Quadell、翻訳ユーザー:imartin6 / CC BY-SA(http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)(Wikimedia Commons経由))
したがって、ミセルの形成は、界面活性剤の「両親媒性」の直接の結果であり、それらの構造特性、特に極性基と非極性基の間の形状とサイズの関係に大きく依存しています。
この意味で、ミセルの形成は、極性基の断面積が無極性基の断面積よりもはるかに大きい場合に好まれます。これは、遊離脂肪酸、リゾリン脂質、およびドデシル硫酸ナトリウムなどの界面活性剤( SDS)。
ミセル形成が依存する他の2つのパラメーターは次のとおりです。
-温度:臨界ミセル温度(CMT)も定義されています。これを超えると、ミセルの形成が促進されます。
-イオン強度:とりわけイオン型洗剤または界面活性剤(極性基が電荷を持っている)に関連します。
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