研究前沿：生物界面-摩擦 | Nature Materials

2024-06-25 00:20
今日新材料

穿過細胞雙層膜的瞬態電場，可以導致電穿孔和細胞融合，這是對細胞活力至關重要的效應，其生物學意義得以廣泛研究。然而，在材料環境中，對這些行爲，卻知之甚少。

今日，以色列魏茨曼科學研究所（Weizmann Institute of Science）Yu Zhang, Di Jin，Jacob Klein等，在Nature Materials上發文，報道了跨膜電場transmembrane electric fields，可以使得塗有脂質雙層膜表面之間的滑動摩擦，實現了大規模、可逆的調製——200倍的變化，比迄今爲止所達到的高出了兩個數量級。

原子模擬表明，橫向場（類似於細胞膜上的橫向場）導致了受限雙層的完全可逆的電穿孔，並形成類似於膜間融合前的柄的雙層間橋inter-bilayer。

這些通過減少滑移面的水合作用增加了界面耗散，迫使其部分從低耗散、水合脂質-頭基平面恢復到雙層內、高耗散的酰基尾部界面。研究表明，在跨膜電場作用下，脂質雙層，可以具有顯著的材料修飾特性。

Cell-inspired, massive electromodulation of friction via transmembrane fields across lipid bilayers.

細胞仿生，通過脂質雙層的跨膜場，大規模電調製界面摩擦。

圖1: 表面的實驗裝置和表徵。

圖2: 在金表面上，施加不同電位時，含脂雲母和金表面之間的法向力和剪切力分佈。

圖3: 在原位和在高鹽濃度時，帶有二硬脂酰磷脂酰膽鹼distearoylphosphatidylcholines，DSPC雲母和金表面之間剪切力的潛在調製。

圖4:在金和雲母mica固體板之間脂質雙層的原子模擬結果。

文獻鏈接

Zhang, Y., Jin, D., Tivony, R. et al. Cell-inspired, massive electromodulation of friction via transmembrane fields across lipid bilayers. Nat. Mater. (2024).

https://doi.org/10.1038/s41563-024-01926-9

https://www.nature.com/articles/s41563-024-01926-9

本文譯自Nature。

來源：今日新材料

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