Interactions et déstabilisation de membranes lipidiques supportées
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Abstract EN:
In this study we report a rigorous calculation of specular and off-specular X ray reflectivity of supported membranes. More precisely, we compute the correlation functions of the membranes only by approximating the interaction potentials as quadratic functions. Thanks to specular reflectivity, we determine the perpendicular structure of the samples, whereas off-specular reflectivity gives access to lateral inhomogeneities of the membranes. By performing simultaneous analysis, we characterize both structure and parameters of the fluctuation spectrum : tension, rigidity and interaction potentials. By studying single supported bilayers, we measure for the first time the effective microscopic tension related to protrusions inside the membrane (about 80 mN/m). Long range fluctuations are determined by moving the membrane away from the substrate by the addition of an adsorbed membrane. Therefore we precisely measure the interaction potential between neutral membranes in a state of equilibrium. Non equilibrium fluctuations are studied by applying an electric field. For the first time we show that the field induces a negative electrostatic tension on the order of 1 mN/m and a positive rigidity of about 100 kBT. We finally begin the study of more complex interactions by analysing the signal of charged membranes by X ray and neutron reflectivity.
Abstract FR:
Dans cette étude, nous développons un formalisme permettant de calculer rigoureusement la réflectivité spéculaire et hors-spéculaire de rayons X de membranes supportées. Nous calculons en particulier les fonctions de corrélation des membranes avec pour seule approximation le fait d’utiliser des potentiels quadratiques. Grâce à la réflectivité spéculaire nous déterminons précisément la structure perpendiculaire des échantillons, tandis que la diffusion hors-spéculaire donne accès aux inhomogénéités latérales des membranes. En réalisant des analyses couplées spéculaire/horsspéculaire et en améliorant la résolution expérimentale, nous caractérisons à la fois la structure et l’ensemble des paramètres déterminant le spectre de fluctuations des membranes : tension, rigidité de courbure et potentiels d’interaction. L’étude de simples bicouches supportées nous permet de mesurer pour la première fois la tension effective microscopique liée aux protrusions d’une membrane (environ 80 mN/m). Les fluctuations de grandes longueurs d’onde sont déterminées en éloignant la membrane du substrat via une première membrane adsorbée. Nous mesurons ainsi avec précision le potentiel entre des membranes neutres à l’équilibre. Les fluctuations hors-équilibre des membranes sont étudiées en appliquant un champ électrique. Nous montrons pour la première fois que le champ induit une tension électrostatique négative de l’ordre de 1 mN/m et une rigidité de courbure positive d’environ 100 kBT. Nous amorçons finalement l’étude d’interactions plus complexes en analysant des membranes chargées par réflectivité de rayons X et de neutrons.