Monocapas de Langmuir: determinación de índices de refracción y cálculos de grosor mediante técnicas de reflectividad y dispersión de rayos X

PUSTERLA JULIO MARTÍN; GASPERINI-MALFATTI, ANTONIO ; PUENTES-MARTINEZ XIMENA; CAVALCANTI, LEIDE PASOS; RAFAEL GUSTAVO OLIVEIRA

Encuentro; VI Encuentro Argentina de Materia Blanda; 2016

Las monocapas de lípidos en interfase aire/agua han sido ampliamente empleadas como modelos de biomembranas bajo condiciones de organización intermolecular controlada. La presión superficial, el área molecular, el potencial de superficie y la reflectividad (R), entre otras magnitudes, pueden ser medidos de manera precisa en estos films planos monomoleculares. Sin embargo, la determinación de algunos parámetros físicos como el índice de refracción de las monocapas (n) resulta un problema complejo. El índice de refracción adquiere particular relevancia dado que su determinación permite calcular el grosor de una película plana a través de medidas de reflectometría; por ejemplo, mediante microscopía de ángulo de Brewster (BAM). La incerteza en su cuantificación genera errores significativos en el cálculo de grosor de monocapas, dado que se propaga de forma no lineal. Aquí se presenta un método analítico para la determinación experimental de nm, basado en el principio de igualación de índices de refracción ya utilizado en suspensiones de liposomas. Empleando microscopía de ángulo de Brewster y monocapas sembradas sobre subfases con distinto índice de refracción, es posible medir la variación de la reflectividad R en función del índice de refracción de la subfase (ns). Al alcanzar la función un valor mínimo, entonces el n coincide con el valor de ns. Los resultados mostrados corresponden a monocapas de lípidos de mielina. Los valores de n medidos se mantienen constantes alrededor de 1.46 mientras la monocapas se comprimen entre 5 y 45 mN/m; y dicho valor coincide con el que se obtiene a través de mediciones de densidad óptica para bicapas de lípidos de mielina.El grosor calculado mediante reflectometría fue comparado con los grosores obtenidos mediante dos técnicas de dispersión de rayos X. Una de ellas es GIXOS (Dispersión de rayos X a ángulo rasante fuera del plano especular) sobre monocapas de Langmuir. Esta técnica es ideal para ser aplicada sobre materia blanda (por ejemplo, monocapas de lípidos), dado que necesariamente la rugosidad de la interfase debe ser confórmera. La otra medida de grosor se determinó a través del análisis de un perfil de densidad electrónica obtenido mediante experimentos de SAXS (Dispersión de Rayos X a bajo ángulo) sobre vesículas unilamelares de lípidos de mielina en suspensión. A través de la comparación del perfil de densidad de densidad electrónica y las medidas de GIXOS, llegamos a la conclusión de que el grosor determinado mediante BAM no incluye solamente el segmento hidrofóbico de las moléculas lipídicas sino también su extremo polar. Es decir, representa el espesor de la película de manera integral.