結構生物化學/脂類/膠束
膠束是脂類分子，它們在水溶液中以球形排列。膠束的形成是對脂肪酸的兩親性性質的反應，這意味著它們既包含親水區域（極性頭部基團），也包含疏水區域（長的疏水鏈）。膠束包含通常形成球體外表面作為膠束表面的極性頭部基團。它們面向水，因為它們是極性的。疏水尾部位於內部，遠離水，因為它們是非極性的。來自膠束的脂肪酸通常只有一條碳氫化合物鏈，而不是兩條碳氫化合物尾部。這使它們能夠以球形形狀構象以減少脂肪酸內的空間位阻。另一方面，來自糖脂和磷脂的脂肪酸具有兩條疏水鏈，這些鏈太大而無法適合球形膠束的形狀。因此，它們更傾向於形成糖脂和磷脂作為“脂質雙層”，這將在下一節中討論。
如上所述，膠束在水中自發形成，這種自發排列是由於分子的兩親性性質。這種排列的驅動力是分子所經歷的疏水相互作用。當疏水尾部沒有從水中隔離時，會導致水在疏水尾部周圍形成一個有序的籠子，而這種熵是不利的。然而，當脂類形成膠束時，疏水尾部相互作用，這種相互作用使疏水尾部釋放出水，從而增加了系統的無序性，而這種熵的增加是有利的。
脂類在水溶液中的首選結構通常是脂質雙層片，而不是球形膠束。這是因為兩條脂肪酸鏈太大而無法適合膠束的內部。因此，膠束通常只有一條碳氫化合物鏈，而不是兩條。脂質雙層“在水性介質中快速自發形成，並透過疏水相互作用、範德華吸引力和靜電相互作用而穩定。脂質雙層的功能是在膜的兩側之間形成屏障。由於脂質雙層由疏水脂肪酸鏈組成，因此離子和大 多數極性分子難以穿過雙層。對此規則的一個例外是水，因為水具有高濃度、小尺寸和缺乏完全電荷。為了使分子穿過脂質雙層，它必須從水性環境移動到疏水環境，然後返回水性環境。因此，小分子的滲透性與其在非極性溶劑中的溶解度相比與其在水中的溶解度有關。
膠束也可以具有與其正常結構相反的結構。它們不是將碳氫化合物鏈放在內部，而是可以將它們朝向外部，而極性頭部則排列在球體內部。這種情況發生在“油包水”的情況下，因為油太多，包圍著水滴，以至於碳氫化合物鏈朝向外部，而不是內部。
大小
膠束的大小範圍從 2 奈米（20 埃）到 20 奈米（200 埃），具體取決於組成和濃度。膠束的大小比脂質雙層的大小更有限。脂質雙層可以跨越高達 107 埃或 106 奈米。
脂質雙層不是剛性結構，而是相當流動的。單個脂類分子能夠輕鬆地橫向移動或擴散穿過膜，這個過程稱為橫向擴散。然而，脂類在從膜的一側翻轉到另一側方面遇到更多困難，這個過程稱為橫向擴散或翻轉，因為這將涉及極性頭部穿過疏水核心，而極性和疏水區域之間的這種相互作用是不利的。因此，脂類可以以每秒約 2 微米的速度橫向移動，而翻轉則需要更長的時間。
脂質雙層的流動性還取決於溫度和碳氫化合物鏈。隨著溫度的升高，脂質雙層的流動性也會增加。同樣，碳氫化合物尾部具有的順式雙鍵越多，結構就越流動。這是因為當碳氫化合物尾部具有順式雙鍵時，它就不能像飽和碳氫化合物尾部那樣緊密地堆積，因此它變得更流動。同樣，碳氫化合物尾部越長，轉變溫度越高，即雙層從剛性轉變為流動的溫度，這是因為較長的碳氫化合物尾部可以比短鏈相互作用更強烈。
當極性頭部和非極性尾部以特殊方式排列時，膠束就會形成。它們通常被驅動以使極性頭部朝外（油包水）或極性頭部朝內（水包油）排列。只有當表面活性劑的濃度大於臨界膠束濃度 (CMC) 時，膠束才會形成。表面活性劑是任何進入後可以部分分離表面的表面活性物質。CMC 是表面活性劑濃度高於 CMC 時膠束將自發形成的濃度。濃度越高，膠束越多。膠束形成還取決於 Krafft 溫度。這個溫度是表面活性劑形成膠束的溫度。如果溫度低於 Krafft 溫度，則不會自發形成膠束。隨著溫度升高，表面活性劑將轉化為可溶形式，並能夠從結晶狀態形成膠束。疏水效應也是需要考慮的驅動力。這種效應的特點是喜歡在水性物質中形成分子間聚集體，以及在分子內分子中形成分子間聚集體。膠束形成可以用熱力學來概括，它是由熵和焓驅動的。
膠束通常在肥皂分子中形成。肥皂通常以膠束的形式形成，因為它們只包含一條碳氫化合物鏈，而不是兩條。因此，它們構成了肥皂的特性。膠束充當乳化劑，使通常不溶於水的化合物溶解。洗滌劑和肥皂的工作原理是將來自肥皂的長疏水尾部插入不溶性汙垢（如油）中，而親水頭部朝外，包圍著非極性汙垢。然後，這種膠束可以被洗掉，因為膠束的外部與溶劑（通常是極性的）相溶。這就是為什麼肥皂有助於清潔油性和蠟狀物質的原因，因為水本身無法將油拉出。
膠束也在人體中起作用。膠束幫助人體吸收脂類和脂溶性維生素。它們幫助小腸吸收來自肝臟和膽囊的必需脂類和維生素。它們還攜帶複雜的脂類，如卵磷脂和脂溶性維生素（A、D、E 和 K）到小腸。沒有膠束，這些維生素將無法被身體吸收，這將導致嚴重的併發症。膠束還有助於清潔皮膚。許多洗面奶使用膠束來執行此任務。它們透過去除油脂和其他物質來清潔皮膚，而無需事後清洗。
此外，研究膜蛋白通常利用洗滌劑，因為膠束可以分離、溶解和操縱它們[1]
膠束在生物學中表現為囊泡。然而，與膠束不同，囊泡包含一個脂質雙層，它由兩層磷脂組成，端對端排列，疏水層埋藏在兩層之間。囊泡是細胞內膜結合的囊，在細胞內轉運和儲存物質。這些囊泡儲存、轉運和消化來自細胞的廢物和產物。它們可以與質膜融合以從細胞中釋放物質或進入細胞並將物質放入細胞。囊泡很重要，因為它們在代謝、轉運、酶儲存和化學反應室中起作用。
上圖顯示了脂質體是如何形成的。囊泡在超聲處理後捕獲甘氨酸。超聲處理將磷脂分散成約 500 埃或 50 奈米直徑大小的等尺寸囊泡。磷脂圍繞著周圍漂浮的許多甘氨酸分子形成囊泡。這是由疏水力驅動的。凝膠過濾後，囊泡與周圍漂浮的甘氨酸分離。此功能可以是將甘氨酸轉運或儲存到適當的目標。放大檢視顯示了圍繞疏水甘氨酸的單鏈膠束（請注意，囊泡根據定義被脂質雙層包圍，因此顯示甘氨酸周圍的脂肪酸單層或膠束的影像是不正確的！脂質體是囊泡，而不是膠束）。尾部位於內部，因為它們是疏水的，而頭部朝向外部，周圍被水包圍。
生物化學，伯格