Interaction of metallic ions with basement membranes

¹ Laboratoire de Chimie Informatique, Institut de Topologie et de Dynamique des Systèmes (ITODYS), Université Paris VII, 1, rue Guy de la Brosse, 75005, Paris, France ;
² Laboratoire de Chimie Physique, Université Paris VII, 2, place Jussieu, 75251 Paris, France.

Abstract

The interaction mechanism of metallic ions (electrolytes) with basement membrane was studied by diffusion and membrane potential measurements, as well as spectroscopic investigation. The diffusion measurements show that the diffusion velocity depends upon the charges of metallic ions, and that the thermodynamic equilibrium cannot be reached when a basement membrane is placed in the way. The potential study confirms the presence of membrane potential during the diffusion process. The mobility of ions (anion and cation) was modified within membrane, compared with that in pure water. Anions diffuse faster than cations inside the membrane. Spectroscopic measurements indicate the possibility of a chemical bond formation between the complexable ions and the internal functional groups of membrane. The results obtained from these studies allowed us to propose a possible interaction mechanism: a double layer is formed inside the basement membrane due to electrostatic interaction and chemical complexation. This double layer acts as a barrier against the further diffusion process, and makes the system become a non-equilibrium one.

Résumé

Le mécanisme d’interaction entre des ions métalliques (électrolytes) et la membrane basale a été étudié par les mesures de diffusion et du potentiel membranaire et l’analyse spectroscopique. Les mesures de diffusion montrent que la vitesse de diffusion est dépendante de charges portées par l’ion métallique, et que l’équilibre thermodynamique ne peut pas être atteint lorsque une membrane basale est placée dans le chemin de diffusion. L’étude du potentiel montre 1 existence d’un potentiel membranaire pendant la diffusion. Une ^nation de mobilité pour les ions (anion et cation) a été observée à l’intérieur de al membrane Par rapport à l’eau pure. L’anion (Cl^-) diffuse plus vite dans la membrane que les cations. Les mesures spectroscopiques suggèrent l’existence d’une formation de liaison chimique (complexation) lors hypothèse de la diffusion L’ensemble de ces résultats nous permet de proposer une à concernant le mécanisme d’interaction: une double-couche se forme à l’intérieur de la membrane par interaction électrostatique et réaction diffusion cette double-couche se comporte comme une barrière s’opposant à la diffusion et conduit le système vers un état de non-équilibre.