Effect of vesicle size, polydispersity and multilayering on solid state ³¹P- and ²H-NMR spectra

Centre de recherche Paul-Pascal, CNRS, av A-Schweitzer, 33600 Pessac, France.

Abstract

In this paper, we investigate upon the effect of isotropic motions on ³¹P- and ²H-NMR spectral lineshapes. The effect of size, polydispersity and number of bilayers in tumbling vesicles is taken into account by considering both the rotational diffusion of the small structure and the lateral diffusion of a molecule on the curved surface. Spectral simulations considering quadrupolar or chemical shift anisotropy interactions show that spectral lineshapes are very sensitive to the above parameters and may be used to probe size and polydispersity of unilamellar vesicles or to determine the number of bilayers and the size of the inner water core of multilamellar vesicles.

Résumé

L’influence des mouvements isotropes de petites vésicules (7000-700 Å) sur la forme des spectres en RMN-³¹P et -²H est étudiée. L’effet de la taille, de la polydispersité et du nombre de bicouches dans ces objets est pris en compte en considérant à la fois la diffusion rotationnelle de l’entité et la diffusion latérale d’une molécule sur la surface courbée de l’objet. Des simulations spectrales dans le cas d’interactions quadrupolaires ou d’anisotropie de déplacement chimique indiquent que la forme des spectres est très sensible aux paramètres cités plus haut et qu’elle peut être utilisée pour mesurer la taille et la polydispersité de vésicules unilamellaires ou pour déterminer le nombre de bicouches et l’importance du coeur d’eau dans des vésicules multilamellaires.