Neutrale Lipide wie Phosphatidylcholine (PC, z.B. DOPC: Dioleoyl-PC) bilden in Überschußwasser ein Vielschichtsystem mit einem für die volle Hydratisierung charakteristischen Schichtabstand aus. Untersuchungen des Quellprozesses zeigen, daß es von der Präparationsweise abhängt, ob diese aus fluiden Membranen bestehende Vielschichtsysteme stabil sind oder nicht. Um den Prozeß der Auflösung zu untersuchen, wurde das Quellen mit der Wasserzugabe eingeleitet. Durch Röntgenbeugung kann zwischen zwei Stadien unterschieden werden: Zunächst erreicht das geordnete Vielschichtsystem seine volle Hydratisierung. Daraufhin nimmt die Intensität der Beugungsordnungen bei gleichbleibendem Schichtabstand ab, bis die lamellare Ordnung so gut wie verschwunden ist. Der Streuuntergrund nimmt geringfügig zu, aber keine neuen Braggreflexe werden sichtbar. Zu Beginn des zweiten Stadiums werden einzelne, vom Stapel getrennte Membranobjekte optisch erkennbar. Neu entstandene Membranstrukturen wurden polarisationsmikroskopisch untersucht: sie bestehen aus einem ausgedünnten Vielschichtsystemen mit um mindestens zwei Größenordnungen höheren mittleren Schichtabständen. Der beobachtete Abbau der lamellaren Ordnung ist mit einem Modell vereinbar, nach dem sich jeweils die äußeren Membranen sukzessive vom geordneten Vielschichtsystem lösen. Als Ursache für das Abquellen kommt eine vergrößerte Undulationswechselwirkung zwischen neutralen Membranen in Frage, welche innerhalb des Stapels unterdrückt sein sollte.
Lichtmikroskopische Beobachtungen im System DGDG/Wasser/NaCl zeigen, daß bei konstanten Quelltemperaturen (z.B. 50°C) ausgehend vom Vielschichtsystem in Überschußwassser für Salzkonzentrationen zwischen 5mM und 100mM eine spontane Bildung optisch isotroper Objekte stattfindet. Die isotropen Objekte besitzen eine Phasengrenze zur umgebenden Lösung, welche eine geringere Lipidkonzentration aufweist. Diese optisch nicht auflösbare Phase wird "disperse Phase" genannt. Mit abnehmender Temperatur gleichen sich die Konzentrationen beider koexistierender Lipidphasen zunehmend an. Ein unterer Entmischungspunkt wird bei einer Temperatur im Bereich von 24°C vermutet. Röntgenuntersuchungen ergeben, daß die dichtere isotrope Phase keine geordnete Struktur bis zu Abständen von 65nm besitzt. Innerhalb eines Strukturvorschlags für die beiden isotropen Lipidphasen werden Beiträge höherer Ordnungen zur Biegeelastizität von Membranen als in der klassischen Hookeschen Näherung berücksichtigt.
Neutral lipids such as phosphatidylcholines (PC, e.g. DOPC: Dioleoyl-PC) in excess water form a multilayer system with a characteristic full hydration repeat distance. Investigations of the swelling process reveal that it depends on the method of preparation, whether these multilayer systems consisting of fluid membranes are stable or not. To study the process of disintegration swelling was initiated by addition of water. From X-ray diffraction measurements two stages may be inferred: First, the multilayer system reaches its full hydration. Second, the intensitiy of the Bragg reflections decays at constant peak position until hardly any lamellar order is discernible.The scattering background increases slightly but no new Bragg peaks develop. At the beginning of the second stage, single membrane objects separated from the multilayer stack become optically visible. New developed membrane structures were characterized by polarization microscopy: They consist of a diluted multilayer system with an average repeat distance increased by at least two orders of magnitude. According to a model, the observed decay of lamellar order may be described by a sucessive separation of the in each case outermost membrane from the ordered stack. A reason for the peeling off could be an enhanced undulation force between adjacent neutral membranes which should be supressed within the stack.
As observed by light microscopy, incubation of the multilayer system DGDG/Water(excess)/NaCl at elevated swelling temperatures (e.g. 50°C) leads to a spontaneous formation of optically isotropic objects, if the salt concentration is choosen between 5mM and 100mM. A phase boundary separates the condensed objectes from the surrounding diluted solution. The optically unresolvable phase with the lower lipid concentration is called "dispersive phase". With decreasing temperature, the two coexisting lipid phases achieve similar lipid concentrations. A lower consolute point is conjectured at a temperature of about 24°C. As revealed by X-ray diffraction, the condensed isotropic phase is disordered up to a length scale of 65 nm. A model for the structure of the lipid phases is proposed. It takes into account bending terms of a higher order than in the Hookean approximation.
