Biophysics · 07.11

リオトロピック液晶

Lyotropic liquid crystals

🧠 リオトロピック液晶lyotropic liquid crystalリオトロピック液晶（lyotropic liquid crystal）lyotropic liquid crystal（リオトロピック液晶）は、両親媒性分子amphiphile両親媒性分子（amphiphile）amphiphile（両親媒性分子）が溶媒中で濃度・温度に応じて自己集合する中間相mesophase中間相（mesophase）mesophase（中間相）である。

濃度で現れる液晶相

親水性頭部hydrophilic head親水性頭部（hydrophilic head）hydrophilic head（親水性頭部）と疎水性尾部hydrophobic tail疎水性尾部（hydrophobic tail）hydrophobic tail（疎水性尾部）をもつ分子がミセルmicelleミセル（micelle）micelle（ミセル）、ヘキサゴナル相hexagonal phaseヘキサゴナル相（hexagonal phase）hexagonal phase（ヘキサゴナル相）、ラメラ相lamellar phaseラメラ相（lamellar phase）lamellar phase（ラメラ相）などを形成する。疎水効果hydrophobic effect疎水効果（hydrophobic effect）hydrophobic effect（疎水効果）が主要な駆動力driving force駆動力（driving force）driving force（駆動力）。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='amphiphile'>両親媒性分子</span>を水へ添加"]
  B["疎水性部分を水から隔離"]
  C["秩序構造形成"]
  A --> B
  B --> C

両親媒性分子の自己集合

P=\frac{v}{a_0l}

分子形状と充填パラメータParameterパラメータ（Parameter）Parameter（パラメータ）が好む会合体の曲率curvature曲率（curvature）curvature（曲率）を予測する。

生体膜との関係

サーモトロピック液晶thermotropic liquid crystalサーモトロピック液晶（thermotropic liquid crystal）thermotropic liquid crystal（サーモトロピック液晶）との違いは相転移を主に濃度が駆動する点である。形成された配向秩序orientational order配向秩序（orientational order）orientational order（配向秩序）は電気光学応答electro-optic response電気光学応答（electro-optic response）electro-optic response（電気光学応答）の基盤になる。

濃度上昇で相互作用し中間相mesophase中間相（mesophase）mesophase（中間相）が変化。
ラメラ相lamellar phaseラメラ相（lamellar phase）lamellar phase（ラメラ相）は生体膜biological membrane生体膜（biological membrane）biological membrane（生体膜）に近い。
形成は共有結合ではなく自己組織化self-assembly自己組織化（self-assembly）self-assembly（自己組織化）。

材料・生体への応用

リン脂質二重層phospholipid bilayerリン脂質二重層（phospholipid bilayer）phospholipid bilayer（リン脂質二重層）、リポソームliposomeリポソーム（liposome）liposome（リポソーム）、界面活性剤surfactant界面活性剤（surfactant）surfactant（界面活性剤）、薬物送達drug delivery薬物送達（drug delivery）drug delivery（薬物送達）の基礎。

まとめ

リオトロピック液晶lyotropic liquid crystalリオトロピック液晶（lyotropic liquid crystal）lyotropic liquid crystal（リオトロピック液晶）は両親媒性分子amphiphile両親媒性分子（amphiphile）amphiphile（両親媒性分子）と溶媒の濃度・温度に応じて自己集合する中間相mesophase中間相（mesophase）mesophase（中間相）。
濃度上昇で相互作用し中間相mesophase中間相（mesophase）mesophase（中間相）が変化。
リン脂質二重層phospholipid bilayerリン脂質二重層（phospholipid bilayer）phospholipid bilayer（リン脂質二重層）、リポソームliposomeリポソーム（liposome）liposome（リポソーム）、界面活性剤surfactant界面活性剤（surfactant）surfactant（界面活性剤）、薬物送達drug delivery薬物送達（drug delivery）drug delivery（薬物送達）の基礎。