Entropy driven aggregation of adhesion sites of supported membranes
本文用平均场计算和格子气模型的蒙特卡罗模拟方法研究了双层膜与支撑平面的粘附点分布。我们的模型占的多体字符的吸引力之间的相互作用引起的膜的热波动的粘附点。我们发现，虽然波动介导的相互作用本身是不足以让聚集域的形成，它们大大降低了直接相互作用所需的强度，以促进团簇形成。具体地，对于通过短程吸引势相互作用的粘附分子，聚集所需的直接相互作用的强度降低约两倍至低于热能$k_BT$。
2010-07-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fluctuation induced attraction between adhesion sites of supported membranes
我们使用标度参数和粗粒度的蒙特卡罗模拟来研究波动介导的双层膜和支撑表面的一对粘附位点之间的相互作用。我们发现平均力势是一个无限长的吸引势，它随对距$r$：$ϕ(\vec{r})/k_BT=c\ln r$而增长，其中常数$c=2$和$c=1$分别适用于无应力和有应力的膜.当除了排除体积排斥之外，膜还通过高度依赖的吸引势与下面的表面相互作用时，在大的对距离处屏蔽势$ϕ(\vec{r})$。
2010-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Lateral diffusion of receptor-ligand bonds in membrane adhesion zones: Effect of thermal membrane roughness
细胞的粘附是由膜受体介导的，所述膜受体结合到并列细胞膜中的互补配体。通常认为，膜-膜粘附区中的移动受体-配体键的侧向扩散比未结合的受体和配体的扩散慢。我们发现，这种放缓不仅是由结合的受体-配体复合物的较大尺寸，但也由膜形状的热波动。我们将两个粘附的膜模拟为通过受体-配体键固定在一起的弹性片，并使用蒙特卡罗模拟研究键的扩散。在我们的模型中，波动减少键扩散常数在平面膜中的一个因素接近2的生物相关制度的小键浓度。
2007-03-19 cond-mat.soft
Adhesion-induced lateral phase separation of multi-component membranes: the effect of repellers and confinement
我们提出了一个理论研究的粘附诱导的横向相分离的膜与短贴纸，长贴纸和排斥限制在两个硬壁之间。研究了约束和排斥体对横向相分离的影响。我们发现，横向相分离的贴纸的临界潜在深度增加的硬壁之间的距离减少。这表明限制诱导或力诱导的混合贴纸。我们还发现，硬排斥倾向于增强，而软排斥倾向于抑制粘附诱导的横向相分离。
2008-11-23 cond-mat.soft
Supported Membranes on Chemically Structured and Rough Surfaces
我们提出了一个一般的线性响应描述膜粘附在粗糙或化学结构化的表面。我们的方法占非本地范德华效应，并包含更近似（和本地）Deryagin方法在一个简单的限制。专门支持膜，我们认为基板结构上的膜粘附能和配置的影响。对于粗糙的基材，粘附力通常不太有利，并且膜形状倾向于遵循表面轮廓。然而，化学图案化有利于膜结构与表面结构异相的粘附。最后，考虑到表面缩进的“V”形沟槽，我们表明，我们的方法是在公平的协议与精确的数值解。
2000-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Entropic attraction of adhesion bonds toward cell boundaries
膜和表面之间的粘附键通过有效的相互作用相互吸引，其起源是由于粘附键附近的膜热波动的幅度减小而导致的熵损失。这些波动引起的相互作用也被预期驱动粘附键朝向细胞的边缘，以及朝向膜内含物的表面。在本文中，我们分析的吸引力的粘附键的细胞内，外边界。我们的分析表明，一个单一的（扩散）粘附键的概率分布函数代数衰减与距离的边界。在增加粘合键的浓度时，对边界的吸引力变得强烈自屏蔽。
2011-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Membrane adhesion and domain formation
我们回顾了粘附诱导的生物膜相行为的理论结果。重点是模型中的膜表示为离散的弹性片嵌入粘附分子。我们提出了几种机制，导致在粘附过程中形成的域，并讨论了蒙特卡罗模拟中获得的畴图案的时间依赖性的演变。模拟的图案动力学具有惊人的相似性，在T细胞粘附过程中观察到的图案演变。
2007-09-23 cond-mat.soft q-bio.SC
Coarse grained molecular simulations of membrane adhesion domains
我们使用粗粒的支持脂质双层分子模型来研究粘附域的形成。我们发现，这一过程是一个一阶相变，触发的组合成对的短程吸引力之间的相互作用的粘附键和多体Casimir的相互作用，介导的膜的热波动。模拟结果显示了良好的协议与最近提出的威尔-Farago 2D晶格模型，其中占据和空的网站分别代表，粘附键和未结合的膜段。第二个相变，到六角相，观察到的粘合键之间的吸引力进一步加强时。
2014-06-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Coexistence of dilute and densely packed domains of ligand-receptor bonds in membrane adhesion
我们分析了介导生物模型膜粘附的配体-受体键的微域的稳定性。在评估了膜波动对单键结合亲和力的影响后，我们通过理论手段表征了结构域内的键的组织。在一个大的参数范围内，我们发现通常建议的密集包装分离的自由能垒的制度，其中债券稀疏分布。如果债券是流动的，这两种制度的共存应该出现，这与最近的实验观察。
2012-07-11 cond-mat.soft
Membrane adhesion via competing receptor/ligand bonds
生物膜的粘附受各种类型的受体和配体分子控制。在这封信中，我们提出了一个弹性力学模型的膜，通过两个不同长度的受体/配体键相互作用。我们表明，膜的平衡相行为是由一个有效的双阱势。两个势阱的深度取决于受体和配体的浓度和结合能。对于小的潜在深度，膜是未结合的，而对于较大的潜在深度，膜是结合的。在结合状态下，受体/配体键的长度错配可导致横向相分离。我们推导出明确的标度律的临界点的非结合和相分离，并确定前因子与Monte Carlo结果进行比较。
2006-10-01 cond-mat.soft
Adhesion of membranes via receptor-ligand complexes: Domain formation, binding cooperativity, and active processes
细胞膜通过锚定的受体和配体分子相互作用。关于细胞粘附的中心问题涉及这些膜锚定分子的结合亲和力，导致在粘附过程中观察到的受体-配体结构域的机制，以及细胞骨架和其他活性过程的作用。在这篇综述中，这些问题从理论的角度来解决。我们专注于模型中的膜被描述为弹性片，和锚定分子的受体和配体。在这些模型中，纳米尺度上的热膜粗糙度导致锚定受体和配体分子的合作结合，因为受体-配体结合使膜平滑并促进额外键的形成。在蒙特卡罗模拟中观察到的受体结构域的模式指向细胞粘附中自发和主动过程的联合作用。由受体和配体分子介导的相互作用可以通过取决于分子的浓度和结合能的有效膜粘附电位来表征。
2009-06-09 cond-mat.soft q-bio.SC
Formation of adhesion domains in stressed and confined membranes
连接脂双层与下层表面的粘附键可能经历由它们之间的短程吸引势和平均力的长程波动诱导势之间的相互作用引起的缩合转变。在这里，我们使用计算机模拟的粗粒度的支持脂质双层的分子模型来研究这种转变，在封闭的膜，并在膜进行非零的表面张力。我们的研究结果表明，限制可能会改变显着的凝聚过渡的粘附键，而表面张力的应用程序有一个非常小的影响it.We还调查域的形成在膜负张力下，在自由膜，导致膜热波动的幅度增强。我们的研究结果表明，在支撑膜，这种负表面张力的波动谱的影响在很大程度上消除了由混合熵的粘合键的压力。
2015-03-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Adhesion-induced phase separation of multiple species of membrane junctions
提出了一种理论的膜连接分离诱导的两个仿生膜，包含两种不同类型的锚定连接（受体/配体复合物）之间的粘附。分析表明，几种机制有助于膜连接分离。这些机制包括（i）1型和2型连接之间的高度差是驱动连接分离的主要因素，（ii）当1型和2型连接具有不同的抗拉伸和压缩的刚度时，“较软”的连接是“受欢迎”的种类，并且可发生较软连接的聚集，（iii）膜的弹性介导结之间的非局部相互作用，（iv）膜的热激活形状波动也通过诱导结之间的另一非局部相互作用和重新归一化结的结合能而有助于结分离。这些机制的组合效果是，当结分离发生时，系统分离成具有不同的相对和总结密度的两个域。
2002-10-18 cond-mat.soft
Adhesion dynamics of confined membranes
我们报告的动力学模型的限制脂质膜。我们推导出一个润滑极限下的薄膜模型，它描述了一个在两个粘性壁之间具有弯曲刚度的不可伸展的液膜。所得方程与Swift-Hohenberg模型有相似之处。然而，不可伸展性是由依赖于时间的非局部张力所强制的。根据系统中可用的过量膜面积，从模型的数值解中发现三个不同的动力学区域，表示为A、B和C。在方案A中，具有小的过量面积的膜形成平坦的粘附域并冻结。这种冻结解释的曲率驱动的畴壁运动的有效模型。在Swift-Hohenberg方程中，非局部膜张力趋于负值，对应于平坦畴壁的线性稳定阈值。在制度B中，具有中间过量区域的膜表现出无限粗化，同时存在平坦粘附域和褶皱域。张力趋于Swift-Hohenberg方程中的平坦畴壁的非线性稳定阈值。在状态B中，系统被褶皱相覆盖的部分随着过量面积线性增加。在方案C中，具有大的多余面积的膜完全被冻结的皱纹图案覆盖。随着多余面积的增加，张力增加，褶皱的波长减小。对于大的膜面积，存在到褶皱的极值与壁接触的状态的交叉。在所有的制度后，一个初始的瞬态，强大的本地化结构的形式，导致一个确切的保护粘附域的数量。
2018-08-01 cond-mat.soft
Stochastic dynamics of adhesion catch-slip bond cluster
我们提出了一个一般的随机动力学模型的一个集群的生物复合物波动的解离和缔合率。主方程在两种极限情况下有解析解：反射边界条件下的力消失和慢反应极限。特别地，后者可以描述在恒定力下的捕捉-滑移键簇的动力学。我们发现，如果再结合率为零，集群的大小无关紧要的集群寿命内的整个捕获力政权。大团簇迅速衰减，单捕获键控制团簇的最终动力学行为。捕获行为将进一步放大的存在下，大的非零重绑定率。
2006-06-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Segregation of receptor-ligand complexes in cell adhesion zones: Phase diagrams and role of thermal membrane roughness
免疫细胞的粘附区，即“免疫突触”，具有受体-配体复合物的特征结构域。结构域的形成可能是由受体-配体复合物的长度差异引起的，并且已经在T细胞粘附到具有锚定配体的支撑膜的实验中进行了研究。对于具有结合细胞膜中受体TCR和LFA 1的两种类型的锚定配体MHCp和ICAM 1的支撑膜，已经观察到在宽范围的配体浓度和亲和力下细胞粘附区中TCR-MHCp和LFA 1-ICAM 1复合物的结构域的共存。对于支持膜与长和短的配体结合到相同的细胞受体CD 2，相反，域共存已观察到一个相当窄的配体浓度比。在这篇文章中，我们确定了详细的相图细胞粘附支持膜与细胞粘附的物理模型。我们发现了一个特性的差异之间的粘附场景中，两种类型的配体在支持膜结合（i）相同的细胞受体或（ii）两种不同的细胞受体，这有助于解释实验观察。我们的相图完全包括纳米尺度上的细胞膜的热形状波动，这导致域形成的临界点和受体和配体的合作结合。
2010-07-22 cond-mat.soft q-bio.SC
Multiscale approaches to protein-mediated interactions between membranes - Relating microscopic and macroscopic dynamics in radially growing adhesions
导致两个或更多个细胞膜偶联的大分子络合是细胞的许多生物功能中的关键步骤。虽然其他机制也可能发挥作用，但粘附总是涉及可变形膜的波动，蛋白质的扩散以及分子结合和解结合。由于这些随机过程耦合在众多的时间和长度尺度，膜粘附的理论建模一直是一个重大的挑战。在这里，我们提出了一个有效的Monte Carlo计划内的膜的影响被集成到本地的分子识别率。在蒙特卡洛方法的后一步，使我们能够模拟成核和生长的粘附域在一个系统的细胞的大小为几十秒，而不损失的准确性，如所示的比较$10^6$倍更昂贵的朗之万模拟。为了进行这种验证，Langevin方法被增强以明确地模拟蛋白质的扩散，以及反应动力学和膜动力学。我们使用Monte Carlo方案获得更深入的了解实验观察到的微米尺寸的粘附域的径向生长，并连接域的增长到底层的微观事件的有效速率。因此，我们证明，我们的技术产生详细的信息，蛋白质转运和膜中的络合，这是一个基本的一步，了解更复杂的膜相互作用的细胞环境。
2015-03-05 cond-mat.soft physics.bio-ph
Interplay between cortical adhesion and membrane bending regulates microparticle formation
本研究构建生物物理模型，揭示膜-皮层连接是微粒形成的关键，其力学参数与磷脂酰丝氨酸翻转动力学共同决定质膜向外出芽的力学相空间。
2024-02-11 cond-mat.soft
Curvature-induced clustering of cell adhesion proteins
本研究通过理论分析揭示细胞黏附蛋白在中等黏附与曲率感知强度下因膜曲率—蛋白密度反馈而发生聚集，并阐明其与既有倾斜诱导梯度感知机制的关键区别。
2023-08-15 cond-mat.soft
A New Look at Dynamic Force Spectroscopy of Adhesion Bonds
单分子的动态力谱是由一个模型来描述的，该模型预测了破裂力的分布，相应的平均破裂力和方差，所有这些都符合实验测试。该分布具有明显的不对称性，这是最近在实验中观察到的。平均断裂力遵循lnV的2/3的幂依赖于拉动速度V，并不同于早期的predictions. Interesting，在低的拉动速度的再绑定过程中得到的签名是一个间歇性的行为的弹簧力延迟的破裂。提出了一个扩展，包括构象变化的粘附复合物导致的可能性双峰分布的断裂力。
2003-07-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Switchable Wetting of Stimulus Responsive Polymer Brushes by Lipid Vesicles: Experiments and Simulations
我们接枝聚丙烯酸刷含有半胱氨酸侧链在一个确定的表面密度的平面脂质膜。镜面X-射线反射率数据表明，除了镉离子诱导的聚合物刷层的压实和调制的脂囊泡的粘附。诱导从非润湿到部分润湿状态的切换的临界阈值水平，[Cd 2 +] = 0.25 mM，由显微干涉法确定。囊泡和刷之间的相互作用进行了评价的高度波动的膜接触刷和囊泡的形状附近的表面。为了分析这些实验，我们通过模拟研究了轴对称囊泡在有限范围膜-基底相互作用和浮力下的粘附。我们发现，当地的横向条件，有关的最大曲率在边缘的粘附区的粘附强度仍然相当准确。因此，虽然在实验上不可能在零浮力下制备囊泡，但我们可以使用横向条件来估计粘附强度。然而，粘附图显着修改了有限范围的膜-基底相互作用和浮力。对于向下的浮力，囊泡仅仅沉积到衬底上，并且没有平均场粘附转变。对于向上的浮力，粘附的囊泡最多是亚稳定的。因此，平均场的粘附转变只能发生在消失的浮力。只有零范围的膜-基底相互作用不发生二阶粘附转变在有限的相互作用强度。对于任何有限程相互作用，当膜-基底相互作用从排斥变为吸引时，过渡发生。我们提出了一个粘附图作为粘附强度和浮力的函数，并比较囊泡的粘附行为的润湿行为的液滴。
2022-03-28 cond-mat.soft
Binding cooperativity of membrane adhesion receptors
细胞的粘附是由锚定在相对膜上的受体和配体介导的。一个中心问题是如何表征这些膜锚定分子的结合亲和力。对于可溶性分子，结合亲和力通常通过结合复合物的体积浓度[RL]与未结合分子的体积浓度[R]和[L]之间的线性关系[RL] = K3 D [R][L]中的结合平衡常数K3 D来定量。对于膜锚定分子，通常通过类比假设结合复合物的面积浓度[RL]与未结合受体和配体分子的面积浓度的乘积[R][L]成比例。我们在这里显示（i），这种类比是唯一有效的两个平面膜固定在刚性表面上，和（ii）的热粗糙度的柔性膜导致受体和配体的合作结合。在柔性膜的情况下，对于细胞粘附区中受体和配体的典型长度和浓度，受体-配体键的面积浓度[RL]与[R][L]的平方成比例。合作结合有助于理解为什么不同的实验方法来测量膜锚定分子的结合亲和力导致了几个数量级的差异值。
2009-06-02 cond-mat.soft q-bio.BM
Binding equilibrium and kinetics of membrane-anchored receptors and ligands in cell adhesion: insights from computational model systems and theory
细胞膜的粘附是由膜锚定受体和配体蛋白的结合介导的。在这篇文章中，我们回顾了最近的结果，从模拟和理论，导致新的见解，这些蛋白质的结合平衡和动力学是如何影响的膜和膜锚定和分子特性的蛋白质。模拟和理论都表明，结合平衡常数K2D和锚定的受体和配体在其“二维”（2D）的膜环境中的开和关速率常数强烈依赖于膜粗糙度从热激发的形状波动的纳米尺度。通过模拟证实的最新理论提供了K2D与缺乏膜锚并且在三维（3D）中自由扩散的受体和配体的可溶性变体的结合常数K3D之间的一般关系。
2016-06-14 cond-mat.soft q-bio.BM q-bio.SC
Frozen states and order-disorder transition in the dynamics of confined membranes
采用二维流体力学模型研究了两个可渗透壁之间的膜的粘附动力学。膜形态分解成上壁和下壁上的粘附片，并且服从类似于相分离动力学的非线性演化方程，已知这导致粗化，即粘附片的无限生长。然而，由于膜的抗弯刚度，系统向冻结状态演化而不粗化。当增加壁的渗透性时，这种冻结状态表现出有序-无序转变。
2014-09-08 cond-mat.soft
Sensitive detection of ultra-weak adhesion states of vesicles by interferometric microscopy
我们已经使用了反射干涉对比显微镜（RICM）的原始分析，以检测糖脂囊泡和凝集素包被的基板之间的超弱特异性相互作用。在接触区中的膜的高度波动，观察与高照明孔径的膜的轮廓和膜-基板的距离定量确定使用新的分析，它占多个接口和多个入射光线。我们证明了RICM理论的这种改进版本是必要的，特别是在中间膜-基底距离（30 nm）的情况下，并有助于区分超弱相互作用和纯引力沉降
2010-11-28 cond-mat.soft
Effective free energy for pinned membranes
我们认为细胞膜是通过特定的受体-配体键粘附的。膜的热波动诱导粘附位点之间的有效相互作用。我们推导出一个上限的自由能是独立的相互作用的细节。最低阶的系统扩展，我们得到两体相互作用，允许映射到一个格子气的自由能与恒定的密度。单独诱导的相互作用不足以导致单个粘附位点的凝聚。示出的热粗糙度的测量依赖于粘附位点的密度的平方根的倒数，这是在良好的协议与以前的计算机模拟。
2011-04-21 cond-mat.soft
Elasto-capillary adhesion: The effect of deformability on adhesion strength and detachment
我们研究了毛细力和变形之间的相互作用的可变形的毛细粘合剂的上下文中：夹紧，紧张的膜粘附到刚性基板的液滴的表面张力。我们发现，这种弹性毛细粘合剂的平衡粘附力显着增强相比，刚性板之间的毛细粘附。特别地，当膜充分变形以接触基底时，平衡粘附力大几个数量级。然而，从动态的角度来看，流体填充的凹坑的形成减慢了这种接触的方式，并且意味着只有在粘附保持最短时间的情况下才能实现稳定的附着。包含可变膜张力（作为修改可变形性的手段）对系统提供了额外的控制，允许探索新的分离策略。
2019-02-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Formation of dilute adhesion domains driven by weak elasticity-mediated interactions
细胞-细胞粘附通过受体和配体蛋白的特异性结合来建立。粘附键相互吸引，并经常聚集成许多生物过程的中心的大簇。粘合键之间的吸引力相互作用的一个可能的起源是膜对它们由键引起的变形的弹性响应。在这里，我们分析这些弹性介导的相互作用，使用一种新的平均场方法。在不同的键密度，$ϕ$，系统的分析表明，相图显示出一个几乎普遍的行为时，温度$T$绘制与缩放密度$x=ϕξ^2$，其中$ξ$是膜的区域受单键的线性尺寸。临界点$(ϕ_c,T_c)$位于非常低的密度和略低于$T_c$，我们确定两个低密度相之间的相共存。只有当键使膜变形的高度$h_0$远大于它们的热粗糙度$Δ$时，才能观察到致密域，热粗糙度$Δ$发生在非常低的温度$T\ll T_c$。我们的结论是，弹性介导的相互作用是弱的，不能被视为负责形成致密的粘附域。弹性介导效应的弱性及其与稀释体系的相关性仅可归因于膜的弹性能在半稀释状态下饱和的事实，此时键$r\gtrsim ξ$之间的典型间距，即，对于$x\lesssim 1$。因此，在更高的密度下，只有键的混合熵（有利于均匀分布）是化学相关的。我们讨论了我们的研究结果的免疫突触形成的问题的影响，并证明弹性介导的相互作用可能参与这些半稀释膜域的聚集。
2016-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Entropy-driven aggregation in multilamellar membranes
利用无网格膜模拟和Weil-Farago二维晶格模型研究了膜波动引起的配体-受体结合相邻膜之间的吸引力。对于结合两个膜的粘附位点，这种熵相互作用本身对于粘附位点形成大的稳定域来说太弱。然而，它被发现，这种吸引力被增强到足以诱导大域时，网站绑定三个或更多个相邻的膜在一起，或有锚，硬化周围的膜。后者的效果是理解的Asakura-Oosawa类型的有效潜力的耗尽理论。
2013-05-15 cond-mat.soft
Stochastic elastohydrodynamics of contact and coarsening during membrane adhesion
University of Oslo（奥斯陆大学）
研究通过随机弹性流体动力学方程揭示膜粘附过程中接触与粗化动力学，发现新的弯曲主导粗化机制。
2025-06-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Detachment of fluid membrane from substrate and vesiculation
利用无网格膜模拟方法研究了具有各向同性自发曲率的流体膜从平板基底上的分离动力学。膜从开口边缘脱离，导致囊泡形成。在强粘附的情况下，弯曲能和粘附能之间的竞争决定了脱离的自发曲率的最小值。相反，在弱粘附的情况下，由于膜的热波动，在较小的自发曲率处发生分离。当膜的部分被钉在基底上时，分离变得更慢，并且剩余的膜片形成直的或凹的膜边缘。边缘的起伏导致长条状和盘状斑块的囊泡形成。因此，仅对于短于用于变形成波纹的波长的膜条获得膜卷绕。这表明，观察到的钙$^{2+}$依赖性膜结合蛋白，膜联蛋白A3，A4，A5和A13的滚动，由蛋白质诱导的各向异性自发曲率的结果。
2019-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Tilt-induced clustering of cell adhesion proteins
本文提出细胞黏附蛋白通过感知膜形变梯度（倾斜诱导）自发形成盘状和线状聚集结构，理论结果与实验估计一致。
2023-07-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Wrapping nonspherical vesicles at bio-membranes
本文采用 Helfrich Hamiltonian 与三角剖分膜能量最小化方法，研究非球形软囊泡在不同膜刚度和张力下的包裹状态及三相点规律。
2025-02-15 cond-mat.soft
Wrapping of ellipsoidal nano-particles by fluid membranes
病毒和纳米颗粒等颗粒的膜出芽和包裹在细胞内转运中起着关键作用，并且已经针对各种生物和软物质系统进行了研究。我们研究纳米颗粒包裹弯曲，表面张力，和粘附能的数值最小化。我们计算变形和粘附能作为膜弹性参数和粘附强度的函数，以获得包裹图。我们预测展开，部分包裹，和完全包裹状态的长椭球和扁椭球的各种长宽比和颗粒大小。与球形粒子相反，其中部分包裹状态仅存在于有限的表面张力中，椭圆体的部分包裹状态已经出现在无张力膜中。此外，部分包裹状态是长寿命的，因为用于包裹高度弯曲的尖端的能量成本增加。我们的研究结果表明，较低的吸收率的椭圆形颗粒的细胞，从而更高的毒力的管状病毒相比，二十面体病毒，以及合作出芽的椭圆形颗粒的膜。
2013-03-22 cond-mat.soft
Dynamic shapes of floppy vesicles enclosing active Brownian particles with membrane adhesion
本文数值研究了包含活性布朗粒子且粒子与膜粘附的活性囊泡的动态行为，发现ABP活性和粒子体积分数共同决定囊泡形状相变，膜粘附显著改变囊泡行为并提供额外控制参数。
2023-01-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Peeling dynamics of fluid membranes bridged by molecular bonds: moving or breaking
生物粘附是复杂生物体在多尺度下运行的关键机械功能。在细胞尺度上，细胞-细胞粘附是显著可调的，以在发育、稳态和疾病期间实现内聚性和延展性。这种可适应的粘附力由嵌入流体膜中的横向移动分子之间的瞬时键物理支持。因此，与固体-固体或固体-流体界面处的特定粘附不同，流体-流体界面处的剥离可以通过破坏键、通过移动键或通过两者的组合来进行。由键迁移率提供的额外自由度如何改变剥离的机制尚不清楚。为了解决这个问题，我们开发了一个理论模型耦合自洽扩散，反应和力学。横向迁移率和反应速率决定了不同的剥离方式。在扩散主导的Stefan型机制中，键运动建立了自稳定动力学，从而增加了有效粘附断裂能。一个反应主导的政权表现出旅行剥离解决方案，小规模扩散和边缘解约束控制剥离速度。在一个混合的反应扩散制度，加强键运动的竞争与削弱键断裂力依赖的方式，定义的强度的粘附补丁。反过来，贴片强度取决于分子性质，如键刚度，力敏感性，或拥挤。因此，我们建立的物理规则，使可调的凝聚力在细胞组织和工程仿生系统。
2022-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Pressure-dependent adhesion between solid-supported PC-lipid bilayers and vesicles under electric fields
该研究直接测量电场中固体支撑 DMPC 与 DSPC 脂质层间的黏附能，发现其具有显著压力依赖性，并归因于融合中间体，为膜电融合机制提供新解释。
2024-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Plasticity of hydrogen bond networks regulates mechanochemistry of cell adhesion complexes
作用于细胞黏附受体蛋白的机械力通过与配体的非共价相互作用的形成和破裂来调节一系列细胞功能。通常，力会降低完整复合物的寿命（滑动键），这使得发现这些寿命也可以延长（“捕获键”），这是一个惊喜。我们创建了一个微观分析理论，将选择素和整合素受体的结构纳入一个基于随机方程理论的概念框架，定量解释了广泛的实验数据（包括在低力下的捕获键和在高力下的滑动键）。捕获键的出现是由于力诱导的氢键网络重塑，这一发现也解释了结构无关的整合素-纤连蛋白和肌动球蛋白复合物的解结合。对于选择素家族，氢键网络的重塑驱动变构转变，导致形成仅由受体结构决定的最大数量的氢键，并且与配体无关。类似的转变使我们能够预测$α_5 β_1$整联蛋白-纤连蛋白复合物（一种尚未结晶的构象）的特定变构状态中氢键数量的增加。我们还做出了一个可测试的预测，即与选择素相关的配体中的单点突变（Tyr 51 Phe）与野生型相比应该会显着改变捕获键的性质。我们的工作表明，自然界利用氢键的韧性网络来设计各种力的功能。
2014-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Adhesion-induced Phase Separation of Biomembranes--Effective Potential and Simulations
我们目前的理论分析和数值模拟的粘附诱导相分离的多组分膜与两种类型的配体-受体复合物（路口）。我们表明，在整合所有可能的分布的交界处，系统可以被视为一个有效的外部电位下的膜。用平均场论和高斯近似分析了有效膜电位，发现（1）在足够大的结高度差下，结高度差是导致相分离的主要因素。(ii)在远离平均场临界点的两相区中，由于较软的结具有较高的熵，当较硬的结的有效结合能较高时，会出现相共存。(iii)在平均场临界点附近的两相区，有效势的形状表明，当软结的有效结合能较高时，会出现相共存。通过蒙特卡罗模拟研究了结密度对临界点的影响，结果表明，随着系统结密度的降低，在较大的结高差处会发生相分离。
2005-10-16 cond-mat.soft
Evolving roles and dynamics for catch and slip bonds during adhesion cluster maturation
粘着斑是细胞粘附于细胞外基质的位点。在这些位点，各种整合素在细胞内细胞骨架和外部世界之间建立连接：多种类型的整合素的大补丁一起抓住胶原蛋白，纤连蛋白和其他细胞外基质成分。组成FA的整联蛋白的混合物通常包含滑移键整联蛋白和捕获键整联蛋白-其寿命随着施加的载荷而增加的键和当受力时其寿命减少的键。先前的工作表明，捕获键对于适当的FA稳定性和机械感觉功能是必不可少的。在目前的工作中，我们调查，数值上，两种不同类型的债券之间的相互作用，并询问如何存在，在同一FA集群，滑移债券的行为增强的捕获债券。我们表明，混合的两个组件m低力的机械完整性，缺乏纯粹的捕捉系统，同时保留的潜力，以加强FA键的力，以及mechanosensory质量的捕捉债券。我们调查的空间分布在混合整合素FA的，并表明，差分响应加载导致，通过排除体积相互作用，依赖于个人的整合素的扩散系数上施加的负载，已在实验中报道的效果。
2019-08-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Theory of cell membrane interaction with glass
细胞膜与玻璃的相互作用有三种方式-紧密和松散的粘附，由排斥分开。解释包括水合作用，本文评估的离子相关和离子屏蔽静电，和电磁波动的距离的函数之间的表面的压力。结果与紧密粘附能（0.5-3 vs 0.4-4 mJ/m2）、脱离压力（7.9 vs 9 MPa）和峰值排斥（3.4-7.5 vs 5-10 kPa）的数据一致，也匹配排斥的距离依赖于主要来自波动的空间压力的重整化。
2021-03-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Charge-Reversal Instability in Mixed Bilayer Vesicles
双层囊泡容易由带电和中性表面活性剂的混合物形成。当这种混合囊泡结合带相反电荷的物体时，其膜部分地解混：粘附区从膜的其余部分招募更多的带电表面活性剂。如果有无限多的粘附物，人们可能会期望囊泡在被完全覆盖之前保持吸引力。与此预期相反，我们表明，囊泡，而不是表现出{ \it粘附饱和，}分区自发成一个有吸引力的区域与明确的面积分数，和排斥区。后一个区域拒绝额外的进入物体，因为囊泡内部的抗衡离子迁移到那里，有效地逆转了膜的电荷。在高表面电荷密度、低离子强度和具有薄的不可渗透膜的情况下，该效应最强。在这种情况下的粘附饱和最近已被实验观察到[H. Aranda-Espinoza { \it等人}，{ \sl Science} { \bf 285} 394- 397（1999）]。
2000-02-15 cond-mat.soft q-bio
Stochastic dynamics of adhesion clusters under shared constant force and with rebinding
单个受体-配体键具有有限的寿命，因此生物系统可以动态地对其环境的变化做出反应。在细胞粘附中，粘附键通常在粘附簇中协同作用。在细胞环境之外，可以通过将受体和配体连接到相对表面来定量探测粘附簇。在这里，我们提出了一个详细的理论分析的随机动力学的一组平行的债券下共享恒定的负载和再绑定。适当的一步主方程的解析解的特殊情况下，而一般情况下，处理精确的随机模拟。如果将完全离解态模拟为吸收边界，则团簇的平均寿命是有限的，可以精确计算。我们还提出了一个详细的分析波动的影响，并讨论了各种近似的完整的随机描述。
2004-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stability of adhesion clusters under constant force
我们解决了一个集群的平行键共享恒定负载，再绑定和完全离解状态作为吸收边界的随机方程。在小作用力范围内，弱再结合时团簇寿命仅随键数的增加呈指数增长，而强再结合时团簇寿命随键数的增加呈指数增长。因此，重新结合对于确保生理寿命至关重要。在大多数情况下，键的数量随时间呈指数衰减，但在中间力状态下，载荷的小幅增加会导致更快的衰减。这种效应可能被细胞-基质粘附用于通过细胞骨架负载诱导信号事件。
2004-01-27 cond-mat.soft q-bio.SC
Mechanosensitive bonds induced complex cell motility patterns
在这个理论研究中考虑了一维爬行运动的细胞。我们的活性凝胶模型表明，对于具有弱机械敏感粘附复合物的细胞，随着肌球蛋白收缩性的增加，细胞开始以恒定速度移动。随着粘附复合物的机械敏感性增加，细胞可以表现出粘滑运动。最后，具有高度机械敏感性粘附复合物的细胞表现出周期性的来回迁移。一个简化的模型，假设细胞爬行动力学的肌球蛋白密度偶极子的演变和粘附复合物分布的不对称性控制定性捕捉爬行细胞的运动行为。这表明，在实验中观察到的复杂的细胞爬行行为可能是由于收缩力的分布和机械敏感键之间的相互作用。
2023-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Modelling cellular spreading and emergence of motility in the presence of curved membrane proteins and active cytoskeleton forces
真核细胞在生物体的正常发育过程中粘附于细胞外基质，形成静态粘附以及在细胞运动期间。我们研究这个过程中，考虑一个简化的粗粒度模型的囊泡，具有均匀的粘附能与一个平面基板，移动弯曲的膜蛋白和主动力。我们发现，高浓度的弯曲蛋白单独增加的囊泡的扩展，通过弯曲蛋白在高曲率囊泡-基底接触线的自组织，从而减少在囊泡边缘的弯曲能量惩罚。这在低裸囊泡-基底粘附的状态中是最显著的。当这些弯曲的蛋白质诱导伸缩力时，代表肌动蛋白细胞骨架，我们发现有效的扩展，以片状伪足的形式。最后，发现相同的扩散机制包括产生能动表型所需的最小成分集。
2021-01-01 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Adhesion Mediated by Competition of Ligand-Receptor Binding Against the Lateral Osmotic Pressure of Mobile Repellers
最近开发了一个模型系统来研究粘附。它由一个巨大的脂质双层囊泡与重建的脂聚合物（排斥），以及与脂配体识别的受体覆盖基板。从理论上研究了该体系的粘附性。弱粘附状态是由膜与基底之间的引力竞争和波动排斥所决定的。紧密粘附的状态是由配体-受体结合和移动排斥分子的横向渗透压的竞争形成的。由于囊泡参数的离散性，在相图上弱粘附区和紧粘附区被一个过渡区分隔开。
2004-08-25 cond-mat.soft
Mechanisms of budding of nanoscale particles through lipid bilayers
我们研究的萌芽的纳米颗粒通过脂质双层使用分子动力学模拟，自由能计算，和弹性理论，目的是确定在何种程度上平衡弹性理论可以描述的因素，控制机制和效率的萌芽。该颗粒是一个光滑的球体，其与脂质头部基团发生吸引力相互作用。根据不同的参数，我们观察到四类动力学轨迹：粒子粘附到膜，停滞部分包裹状态，萌芽，然后切断，和膜破裂。在大多数区域的参数空间中，我们发现，弹性理论同意几乎定量的模拟相行为作为一个函数的粘附强度，膜的弯曲刚度，和颗粒半径。然而，在参数值附近的粒子粘附和萌芽之间的过渡，我们观察到长寿命的部分包裹状态，这是没有捕获现有的弹性理论。这些状态可能会限制那些依赖于胞外或胞吞作用进行膜转运的包膜病毒或药物递送载体的可访问系统参数。
2012-02-21 cond-mat.soft q-bio.SC
Tree-frog-inspired osmocapillary adhesive bonding to diverse substrates
受树蛙黏液润湿机制启发，提出渗透毛细管粘接新方法，用表面活性剂改性界面液体实现多种基底上的牢固可逆粘接，在低能、潮湿等基底上性能远超传统压敏胶。
2025-09-06 cond-mat.soft
Static adhesion hysteresis in elastic structures
弹性结构（如石墨烯片、碳纳米管和微管）之间的粘合剂相互作用已显示出由于与键断裂相关的不可恢复的能量损失而表现出滞后，即使在静态（速率无关）实验中也是如此。为了理解这种现象，我们从一个最小的理论剥离的薄片从基板，耦合的本地事件的债券断裂的非本地弹性松弛的纸张，并表明，这可以驱动静态粘附滞后超过一个粘结/脱粘周期。使用这个模型，我们量化滞后的粘附力和弹性参数的系统。这使我们能够推导出一个比例关系，保留在不同级别的粒度滞后，同时解决一个看似矛盾的晶格捕获在连续极限的离散断裂过程。最后，为了验证我们的理论，我们使用新的实验来证明和测量成束微管的粘附滞后。
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Geometry of lipid vesicle adhesion
从几何学的角度研究了脂膜囊泡对固定基底的粘附。该囊泡由平均曲率的Helfrich hamilton二次方程描述;它通过与基底接触而相互作用，其相互作用能与接触面积成比例。我们在共享曲面的边界处识别几何上的约束。这个结果可以用垂直于这个边界的力的平衡来解释。没有假设的对称性的囊泡或基板上。讨论了强粘结极限以及曲率非对称性对边界的影响。
2002-10-23 cond-mat.soft
Vascular journey and adhesion mechanics of micro-sized carriers in narrow capillaries
在这项工作中，格子玻尔兹曼浸没边界方法用于预测刚性和可变形的粘合剂微载体（1 μ m）导航毛细管的大小为10 μ m，20%的血细胞比容的动力学。红细胞和颗粒被建模为响应于弯曲势、弹性势和总封闭面积守恒约束的质量弹簧元素的集合。此外，颗粒表面均匀地装饰有与设置在壁上的受体相互作用的粘合剂分子（配体）。颗粒粘附被建模为一个短程配体受体相互作用和形成和破坏的概率函数，区分是否可以形成或破坏的化学键。如果建立了键，则激活吸引弹性力。颗粒转运和粘附的特征在于其到达毛细血管外周（边缘化率）和牢固粘附血管系统的能力。通过改变颗粒和细胞的释放位置和刚度（Ca = 0和10-2），系统地进行了该分析。此外，将三种刚性和软质代表性颗粒在更细的网格（Dx = 15 nm）上运输，并改变其粘合剂涂层的化学强度（s = 0.5、1.0和2.0），以精确分析所得的粘合力学。发现刚度对边缘化速率的影响很弱，而对这种构建体通过形成稳定的化学键与内皮有效相互作用的能力有显著影响。
2020-08-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Controlling fluid adhesion force with electric fields
开发粘合强度可以从外部操纵的粘合剂是一个具有实际和科学意义的课题。在这项工作中，我们提出了一种方法来控制一个经常的流体，如水和/或甘油，通过施加外部电场限制在两个平行的板之间的粘附力。我们的研究结果表明，通过适当地调整由所施加的电场产生的电流的强度和方向，增强或减弱的结合强度的液体样品的可能性。此外，我们验证，对于一个给定的方向的电流，粘附力可以减少到足以使流体失去其粘附性能，并开始施加力，以移动分开的限制板。在这种情况下，我们得到了在不需要外力作用的情况下分离板所需的最小电流的解析表达式。
2022-09-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Adhesion clusters under shared linear loading: a stochastic analysis
本文研究了多个粘附键在共同线性载荷作用下的协同断裂。适当的主方程的模拟进行了比较与数值积分的平均债券数和其缩放分析的速率方程。一般来说，力加速破裂是相当突然的。对于小的集群和缓慢加载，大的波动发生在最终破裂的时间点，但不是典型的形状的破裂轨迹。对于消失的再结合，我们的数值结果证实了三个标度制度之前预测的集群寿命作为加载速率的函数。对于有限的再结合，中间加载制度变得无关紧要，和一个序列的两个新的标度律可以确定在缓慢加载制度。
2004-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
