脂质双分子层上胶体的曲率驱动迁移

胶体与蛋白质一样能够结合到脂质双分子层上，并在这些二维流体中横向移动。受那些产生膜曲率、感知底层膜几何形状并迁移到高曲率位点的蛋白质启发，我们探讨如下问题：附着在脂质双分子层上的胶体是否也能感知并响应膜的几何形状？我们报道了附着在巨单层囊泡（被拉伸以呈现明确曲率场）上的 Janus 微颗粒的曲率迁移现象。然而，与通过迁移最小化膜弯曲能量的蛋白质不同，胶体通过完全不同的机制迁移。通过确定沿轨迹耗散的能量，推断出介导这些相互作用的能量场与局部偏斜曲率呈线性关系，正如先前对于被困在不互溶液体界面处的胶体所报道的那样。不过，在后一体系中能量梯度要大得多，因此粒子作确定性运动，而囊泡上的胶体在弱曲率梯度区域伴随显著涨落运动。通过探讨布朗运动的作用，我们表明在双分子层上观察到的胶体曲率迁移确实是曲率毛细迁移的一个实例，其中膜张力起到了界面张力的作用。此外，由于该运动由膜张力和形状介导，它可以通过简单改变这些参数来调节，甚至开启或关闭。尽管脂质膜上的粒子-粒子相互作用已在许多工作中被考虑，我们在此报道了一种令人兴奋且此前未探索的方式，可主动将胶体导向脂质双分子层上所需位置。