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
Effect of a Microscopic Roughness on Biological Adhesion of a Spherical Capsule
通过计算机模拟，这项工作解决了可变形的球形胶囊粘附到由周期性阵列的支柱组成的微粗糙表面。根据微浮雕形貌，已经观察到三种不同的粘附状态：1）弱粘附而没有膜的变形（fakir状态）; 2）强粘附，具有胶囊膜的变形并结合到底壁（嵌套或接触状态）; 3）通过微柱刺穿胶囊。已经发现，周期性的微浮雕意味着胶囊在粗糙表面上的有利定位。
2018-10-06 cond-mat.soft 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
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
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
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
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
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
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
Adhesion of membranes with competing specific and generic interactions
从理论上研究了与平面基底或第二膜接触的仿生膜。膜包含被第二表面吸引的特定粘附分子（粘着剂）。在没有贴纸的情况下，膜和第二表面之间的反式相互作用被假定为在短的分离是排斥的。结果表明，特定的吸引力和通用的排斥相互作用的相互作用，可以导致形成的势垒。该屏障在结合和未结合的膜段之间诱导线张力，这导致粘附期间的横向相分离。粘附诱导相分离的机制是相当普遍的，这是通过考虑两种不同的情况下，涉及：（一）贴纸与线性吸引力的潜力，和（二）贴纸与短程方势阱。在这两种情况下，膜波动降低了势垒，因此，减少相分离的趋势。
2002-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Influence of Substrate Structure on Membrane Adhesion
我们考虑一个膜弱和强粘附到一个几何结构的基板。通过Deryagin近似，假设相互作用势是局部的，并且是谐波的。因此，我们可以分析描述各种不同的几何形状：以及随机粗糙的自仿射表面，光滑的基板中断的孤立的圆柱形坑，一个单一的细长沟槽或沟槽的周期性阵列进行了研究。我们提出了更一般的表达式的粘附能和膜配置在傅立叶空间，并发现，与平面表面相比，粘附能降低。我们还强调过冲发生在膜轮廓的可能性，看看它的程度渗透到表面压痕。
1999-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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 of membranes via actively switched receptors
我们考虑一个理论模型的膜与粘合剂受体，或贴纸，积极切换两个构象状态之间。在它们的“开”状态下，粘着剂与并置膜中的配体结合，而在它们的“关”状态下它们不与配体相互作用。我们发现，膜的厚度敏感地依赖于构象转换过程的速率。这种依赖性反映在中间切换速率下的共振中，这可能导致大的膜分离和解结合。我们的研究结果可能会提供新的机制，生物或仿生膜的控制粘附的见解。
2005-12-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Specific Adhesion of Membranes: Mapping to an Effective Bond Lattice Gas
我们从理论上考虑特定的粘附波动膜硬基板通过连接到基板和膜中的配体之间的受体形成键。通过整合出的膜形状的自由度，我们表明，在生物学相关的限制特定的粘附是很好地描述了一个格子气模型，其中晶格位点对应于债券网站。我们推导出一个显式表达式的膜的热波动引起的有效键相互作用。此外，我们比较我们的格子气模型的动力学蒙特卡罗模拟与全动态模拟，考虑到膜的形状波动和受体和配体之间的反应在键合位点。我们表明，一个适当的映射的高度依赖的结合和非结合率在充分的计划率的格子气模型导致良好的协议。
2010-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
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
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
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
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
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
Period fissioning and other instabilities of stressed elastic membranes
我们研究了当沿拉伸方向的平移对称性被破坏时，同时施加拉伸力和压缩力的弹性膜的形状。我们预测了大量的新的形态相在各种制度的2维参数空间$(ε,ν)$，定义了相关的机械和几何条件。这些参数分别是压缩与拉伸之间的比率和沿拉伸方向的波长对比度。特别是，我们的理论相关联的图案周期性的重复增加，最近观察到的褶皱膜漂浮在液体上，并受到毛细作用力，在政权（$ε\ll 1,ν\gg 1$）的张力是占主导地位的波长对比度是大的形态。
2009-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math-ph
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
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
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
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
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
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
Direct measurement of DNA-mediated adhesion between lipid bilayers
可变形介观单元之间的多价相互作用在生物学中是普遍存在的，其中膜大分子介导相邻活细胞之间以及细胞与固体基质之间的相互作用。最近，类似的人工材料已经通过用选择性接头，特别是短DNA序列官能化顺应性布朗单元（例如乳液液滴和脂质囊泡）的外表面来合成。这一发展扩大了DNA作为选择性胶水的适用范围，最初适用于固体纳米和胶体颗粒。在非常可变形的脂质囊泡上，多价相互作用的统计效应和膜的机械变形之间的耦合引起复杂的涌现行为，正如我们最近所证明的[Parolini et al.，Nature Communications，2015，6，5948]。在这些系统中观察到的复杂现象学的几个方面仍然缺乏定量的实验表征和基本的理解。在这里，我们专注于DNA介导的多价相互作用的一个单一的脂质体粘附到一个平坦的支持双层。这种简化的几何形状使得能够估计由作用于脂质体的DNA介导的粘附力引起的膜张力。我们的实验研究完成了形态学测量和表征的DNA熔融过渡，探测原位福斯特共振能量转移光谱。实验结果进行了比较与分析理论的预测，耦合的囊泡的变形的移动连接器的统计力学的完整描述。最多只有一个拟合参数，我们的理论能够半定量地匹配实验数据，确认基本假设的质量。
2015-04-16 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
Theoretical model of efficient phagocytosis driven by curved membrane proteins and active cytoskeleton forces
吞噬作用是细胞吞噬和内化相对较大颗粒的过程，在我们的免疫系统功能中起着核心作用。我们研究的吞噬过程中，考虑一个简化的粗粒模型的三维囊泡，具有统一的粘附与刚性颗粒的相互作用，在弯曲的膜蛋白和活性的细胞骨架力的存在下。当囊泡的弯曲能量消耗被粘附能量的增益平衡时，实现完全吞噬。弯曲（凸形）蛋白质的存在通过在吞噬膜的高度弯曲的前缘处以更高的密度自组织来降低弯曲能量成本，所述吞噬膜形成包裹颗粒的吞噬杯的圆形边缘。这允许在小得多的粘附强度下发生吞没。当弯曲的蛋白质施加向外的膨胀力时，代表肌动蛋白聚合，在前缘，我们发现，吞噬更快地实现，在较低的蛋白质密度。我们认为球形以及非球形颗粒，并发现，非球形颗粒更难以吞没相比，相同表面积的球形颗粒。对于非球形颗粒，吞噬时间关键取决于颗粒相对于囊泡的初始取向。我们的模型提供了一个机制，在吞噬杯的肌动蛋白细胞骨架的自发自组织，在最近的高分辨率的实验观察，在很好的协议。
2022-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Receptor-Mediated Endocytosis of a Cylindrical Nanoparticle in the Presence of Cytoskeleton Substrate
细胞对颗粒的内化对于吸收营养和抵抗感染起着至关重要的作用。内吞作用是颗粒物摄取的重要机制之一，它包括多种途径。虽然内吞作用是一个复杂的机制，涉及生物化学信号和主动力的产生，能量的成本与包裹在外来颗粒周围的细胞膜的大变形是一个重要的因素控制这个过程，这可以使用定量物理模型进行研究。特别令人感兴趣的是膜-细胞骨架和膜-靶粘附之间的竞争。在这里，我们探讨了一个长圆柱形物体周围的脂质膜的包装在模仿细胞骨架的基板的存在下。使用离散化的Helfrich弹性能量，占膜的弯曲刚度和表面张力，我们得到一个包装相图作为一个功能的膜细胞骨架和膜靶粘附能，包括未包装，部分包装和完全包装状态。我们提供了一个分析表达式的不同制度之间的边界。虽然向部分包裹的过渡与膜张力无关，但向完全包裹的过渡受膜张力的影响很大。我们还表明，目标包装可能会进行在一个不对称的方式在全包装制度。
2019-03-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.QM
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
How to determine local elastic properties of lipid bilayer membranes from atomic-force-microscope measurements: A theoretical analysis
用原子力显微镜（AFM）的测量提供了一种直接的方法来探测局部的脂质双层膜的弹性性质：提供了潜在的应力-应变关系是已知的，材料参数，如表面张力或弯曲刚度可以推导出来。在最近的实验中，用AFM针尖戳孔膜，产生力-压痕曲线的线性行为。这里提出了一个理论模型，它描述了这些曲线的Helfrich理论的框架。如果忽略尖端和膜之间的粘附力的影响，则再现测量的线性行为。通过附着力平衡将其包括在内显著改变了情况：力-距离曲线不再是线性的，可以显示滞后和非零分离力。本文将详细讨论这种丰富场景的特征。
2006-11-13 cond-mat.soft
Cellular wrapping of elastic particles by a supported lipid membrane
Université Paris Cité, CNRS, Institut Jacques Monod（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，雅克·莫诺研究所）；Institut Curie, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS UMR168（居里研究所，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心联合研究实验室）；Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学研究高级学院物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系）
研究揭示了弹性粒子被细胞膜包裹过程中，颗粒柔性和膜-颗粒粘附力对包裹过程的影响，以及刚性对膜突起形成的作用，揭示了吞噬过程中的选择性行为。
2026-01-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Interplay between membrane elasticity and active cytoskeleton forces regulates the aggregation dynamics of the immunological synapse
T细胞和抗原呈递细胞之间的粘附通过TCR-pMHC和LFA 1-ICAM 1蛋白复合物实现。这些分离形成一种特殊的模式，称为免疫突触（IS），由TCR-pMHC键的中心准环状结构域组成，周围是LFA 1-ICAM 1复合物的外周结构域。从成像研究中获得的见解得出的结论是，IS中中央粘附结构域的形成是由主动（ATP驱动）机制驱动的。然而，最近的研究表明，被动（热力学）机制也可能在这一过程中发挥重要作用。在这里，我们提出了一个简单的物理模型，考虑到膜介导的TCR-pMHC键之间的热力学吸引力和有效的力量，他们的经验，由于ATP驱动的肌动蛋白逆行流动和动力蛋白马达蛋白的运输。蒙特卡罗模拟的模型表现出良好的时空协议与实验观察到的模式演变的TCR-pMHC微团簇。当其中一个聚合机制“静音”时，协议就失去了，这有助于确定过程中各自的角色。我们的结论是，肌动蛋白逆行流驱动的TCR-pMHC债券的向心运动，而膜介导的相互作用，促进微簇的形成和增长。在没有动力蛋白马达的情况下，系统演变成环形图案，这突出了动力蛋白马达在最终同心图案形成中的作用。被动机制和主动机制之间的相互作用调节积累过程的速率，在没有被动机制和主动机制的情况下，积累过程要么进行得太快，要么进行得太慢。
2017-08-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Microparticle assembly pathways on lipid membranes
了解微粒和脂质膜之间的相互作用越来越重要，特别是对于揭示微塑料对我们健康和环境的影响。在这里，我们研究如何一个短程的微粒和模型脂膜之间的粘附力导致膜介导的颗粒组装。使用共聚焦显微镜，我们观察到最初的颗粒附着在膜上，然后颗粒包裹，并在罕见的情况下自发的膜tuberance。在附着状态下，我们测量到粒子迁移率降低了26%。如果多个粒子附着在同一个囊泡上，它们最初的单粒子状态决定了它们的相互作用和随后的组装途径：1）当小的粘附囊泡存在于溶液中时，附着的颗粒仅聚集，2）包裹的颗粒通过膜变形可逆地相互吸引，和3）包裹的和附着的颗粒的组合形成膜介导的二聚体，其进一步组装成各种复杂结构。仅由短程膜-颗粒粘附诱导的不同组装途径的实验观察表明，微粒聚集不需要细胞骨架或其他活性组分。我们认为，这种膜介导的微粒聚集是背后的聚合物微粒在生物体中的保留时间长的报道的原因。
2017-03-31 cond-mat.soft physics.bio-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
Adhesion Induced Instabilities and Pattern Formation in Thin Films of Elastomers and Gels
流体静力学应力的软弹性膜通过经历形态不稳定性来规避所施加的约束，形态不稳定性的波长由膜的表面和弹性应变能的最小化决定。虽然对于单个膜，波长完全取决于其厚度，但协同能量最小化指示波长取决于两个接触膜的弹性模量和厚度。如果膜的表面张力与其弹性相比具有显著的影响，则波长还可以取决于膜的材料性质。当这样的限制膜受到一个不断增加的正常位移，形态图案演变成裂纹，这反过来又决定了粘接断裂行为的界面。虽然，在一般情况下，厚度提供了相关的长度尺度的基础上的著名的格里菲斯-肯德尔标准的剥离的刚性盘从一个有限的膜，它是修改非平凡的弹性毛细管数的超软膜。取决于限制的程度和外部应力的空间分布，液体系统中的正则不稳定模式的各种类似物也可以用薄的限制弹性膜再现。
2015-08-05 cond-mat.soft
From shallow to full wrapping: geometry and deformability dictate lipid vesicle internalization
本研究结合实验与连续介质模拟，揭示囊泡尺寸相对弯曲–毛细长度的几何关系及其可变形性如何共同决定GUV从浅包裹到完全包裹的内化转变。
2025-07-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Curvature-induced migration of small domains on lipid membranes
Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）
该研究通过小结构域能量模型，揭示膜曲率偏好由两个无量纲参数决定，并发现结构域大小通过线张力影响其在复杂膜上的定位，提出小结构域聚集后随生长迁移的机制。
2026-10-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
From supported membranes to tethered vesicles: lipid bilayers destabilisation at the main transition
我们报告的结果有关的支持磷脂双分子层的不稳定在一个定义明确的几何形状。当从室温加热沉积在高度亲水性载玻片上的支撑磷脂膜时（即在凝胶相中具有脂质），在脂质的主要凝胶至流体转变温度周围观察到未结合。它导致形成相对单分散的囊泡，其中大部分仍然拴在支持的双层。我们解释这些意见的急剧下降的弯曲刚度模量$κ$在过渡区，结合弱的初始粘附能。在尺度参数的基础上，我们表明，我们的实验结果与这一假设是一致的。
2006-11-07 cond-mat.soft
