《RSC Advances》：Wet–dry cycle-mediated micelle-to-vesicle transition in sodium dodecylbenzenesulfonate solutionsOpen Access
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单链两亲分子（single-chain amphiphiles，SCAs）结构简单的且易于合成，由其衍生的囊泡（vesicles）表现出优良性能。然而除部分脂肪酸体系外，多数SCAs在水溶液中倾向于形成胶束（micelles），难以形成囊泡，限制了应用潜力。研
单链两亲分子（single-chain amphiphiles，SCAs）结构简单的且易于合成，由其衍生的囊泡（vesicles）表现出优良性能。然而除部分脂肪酸体系外，多数SCAs在水溶液中倾向于形成胶束（micelles），难以形成囊泡，限制了应用潜力。研究人员采用湿-干循环（wet–dry cycle）方法，在典型阴离子SCA十二烷基苯磺酸钠（sodium dodecylbenzenesulfonate，SDBS）单组分水溶液中诱导胶束到囊泡转变。具体为将SDBS胶束溶液干燥后重新水化，获得囊泡体系，并利用动态光散射（dynamic light scattering，DLS）、冷冻透射电子显微镜（cryogenic transmission electron microscopy，cryo-TEM）、小角X射线散射（small-angle X-ray scattering，SAXS）和荧光光谱进行表征。研究人员考察了湿-干循环条件与SDBS浓度对囊泡形成的影响。结果显示存在浓度依赖的聚集行为，在特定浓度内形成表观纯囊泡或囊泡主导体系。囊泡稳定性良好，OH?跨SDBS囊泡膜的渗透可用一级动力学模型描述。研究人员提出可能机制：SDBS胶束溶液脱水时形成烷基链互穿的双层片层，再水化时片层通过自身闭合和/或相邻片层边对边合并转变为囊泡；烷基链高度互穿结构是SCA囊泡形成与稳定的关键因素。
研究背景方面，囊泡（vesicles）是由两亲分子形成的封闭双层结构，在仿生系统、药物递送、微反应器、纳米颗粒合成和生命起源原细胞模型中备受关注。传统囊泡主要依赖磷脂、多链两亲分子、两亲性聚合物或混合两亲分子。单链两亲分子（single-chain amphiphiles，SCAs）结构简单、易合成，但除少数脂肪酸体系外，多数SCAs在水相中倾向形成胶束（micelles）而非囊泡，应用受限。已有策略如调pH、调浓度或离子强度、加有机添加剂、与别的两亲分子共组装、加无机盐或无机纳米材料、粗糙玻璃表面（rough glass surfaces，RGSs）原位介导等，往往需添加剂、体系复杂，且胶束与囊泡共存、透明度高、囊泡数量少，难以获得单组分囊泡主导体系。因此，研究人员探索无添加剂、由纯胶束溶液直接获得纯囊泡或囊泡主导体系的方法。该论文发表在《RSC Advances》，研究人员用湿-干（脱水-再水化）循环，在阴离子SCA SDBS单组分溶液中实现胶束到囊泡转变，获得浑浊的表观纯囊泡体系，并表征其结构与性能、探讨机制，这对理解SCA囊泡形成和推进应用具有意义。
主要关键技术方法方面，研究人员以高于临界胶束浓度（critical micelle concentration，CMC）的SDBS水溶液为对象，经培养平衡后取定量溶液于培养皿中干燥至完全脱水，再加超纯水至原体积轻轻搅得均匀分散液并平衡。表征上采用动态光散射（DLS）测流体力学直径与尺寸分布，负染透射电子显微镜（NS-TEM）、冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）、冷冻断裂透射电子显微镜（FF-TEM）看形貌与层数，小角X射线散射（SAXS）看层状周期与双层厚度，电导法通过KCl封装验证内水相腔，稳态荧光用Laurdan、calcein、Nile red及核黄素探针看微环境极性、亲/疏水微区与OH?跨膜渗透动力学，并用一级动力学模型处理数据。
研究结果方面，3.1 湿-干循环介导的胶束到囊泡转变：研究人员用20、50、100 mM SDBS胶束溶液在25 °C干燥再水化，外观由透明弱丁达尔效应变为浑浊强丁达尔效应；NS-TEM、FF-TEM、cryo-TEM显示大球状聚集体，含单室/多室、单层的（unilamellar）与多层的（multilamellar）囊泡，20 mM约98%单层，50 mM多层约25%，100 mM约73%；DLS中原有3–5 nm胶束峰消失，新现175、280、313 nm囊泡峰。干燥温度25/60/80 °C、容器直径Φ25–65 mm、玻璃或塑料基底均不影响转变。广浓度研究发现CMC≈1.7 mM以上分三区：I区1.7h约161–557 nm、透光率Tr下降；II区210275 mM仅~7 nm胶束峰、囊泡被抑制。结论为湿-干循环在明确浓度窗口内促胶束到囊泡转变，纯囊泡体系限于C<210 mM。
3.2 SDBS囊泡的表征：Laurdan广义极化（generalized polarization，GP）由0.24降至0.11，说明界面曲率降低、溶剂松弛减弱、堆积更紧。电导实验中囊泡体系Δκ显著高于胶束体系，证明有大聚集体内含内水相核心（inner aqueous compartments）。calcein荧光在囊泡体系随浓度升高而下降且低于胶束体系，源于腔内封装与自猝灭；Nile red在疏水双层区发光，囊泡体系强度低于胶束体系，说明疏水微区存在且受限自猝灭。SAXS显示冻干囊泡有q1:q2:q3=1:2:3的层状峰，d间距约2.66 nm，小于SDBS分子长两倍，表明双层两叶烷基链互穿（interdigitation）。
3.3 SDBS囊泡的稳定性：100 mM囊泡经60 °C、80 °C各6 h，?20 °C冻融，25 °C存6个月，多次湿-干循环至8次，NS-TEM见囊泡、DLS尺寸与散射强度/Tr基本不变；pH 4–11内均匀无沉淀，pH 7–11时Dh略增，形貌不破。结论为SDBS囊泡具优良热、冻融、长期、pH与循环稳定性。
3.4 跨膜渗透动力学：用核黄素（riboflavin，pKa≈10.2）封腔内，外相pH由6.8调至10.2，外表面核黄素去质子化致荧光骤降，随后腔内逐渐去质子化致慢降。ln[(It?I∞)/(I0?I∞)]对t线性好（R2=0.99），一级速率常数k1≈2.63×10?2 s?1，半衰期t1/2≈0.44 min，渗透系数Pperm≈5.91×10?8 cm s?1，与脂肪酸及其衍生物囊泡相近、高于部分双链表面活性剂囊泡。结论为SDBS囊泡膜对小离子可透且动力学可用一级模型描述。
3.5 湿-干循环介导转变的可能机制：脱水时形成互穿烷基链的双层片层，再水化时单片层弯曲自闭合，或邻片层边对边结合/合并后闭合成囊泡；水蒸发使局部浓度升、抗衡离子屏蔽增强、头基水化减弱，有效头基面积a0减小、堆积参数P增大，满足囊泡几何条件。互穿度δ≈43.85%，使两叶靠近、增加堆积摩擦与尾-尾排斥，降低弯曲/闭合能垒并增强范德华作用。高浓度（>275 mM）因位阻与无序堆积阻碍有序双层片层，抑制囊泡。该机制与RGS介导类似，区别在双层片层由脱水而非表面吸附产生，湿-干循环操作更简单、更能获纯囊泡体系。
讨论与结论部分总结：研究人员指出，湿-干循环是无添加剂、单组分SCA溶液中由胶束转囊泡的简便途径，所得SDBS囊泡有明确浓度窗口、含互穿烷基链双层、稳定性好、OH?跨膜渗透符合一级动力学。机制上脱水产层状前驱体、再水化闭合成囊泡，烷基链高度互穿是SCA囊泡形成与稳定核心。该方法比RGS介导更有效且易行，为SCA囊泡制备与性质研究提供新思路，可支撑原细胞模型与两亲分子自组装基础研究。研究结论可译为：湿-干循环可在无添加剂条件下使SDBS胶束溶液转变为表观纯囊泡体系；囊泡尺寸与层数具浓度依赖性；体系在I区（1.7275 mM）回到以胶束为主；囊泡具热、冻融、长期、pH与循环稳定性；OH?跨膜渗透可用一级动力学描述，k1≈2.63×10?2 s?1、t1/2≈0.44 min、Pperm≈5.91×10?8 cm s?1；脱水形成互穿烷基链双层片层、再水化闭合为囊泡，烷基链高度互穿是SCA囊泡形成与稳定的关键因素。
