交流电场中囊泡变形的电流体力学模型
生物物理
2015-05-13 v1
摘要
我们发展了一种解析理论，以解释交流电场诱导的实验观测到的巨型囊泡形态转变(1)。该模型将内部和悬浮介质视为有损电介质，而将膜视为不可渗透离子的柔性不可压缩流体片。通过平衡施加在膜上的电应力、流体力学应力和弯曲应力，获得了囊泡形状。考虑近球形囊泡，电流体力学问题的解以过剩面积的规则微扰展开形式获得。该理论预测，稳态囊泡变形取决于场频率和电导率条件。如果内部流体的导电性高于悬浮介质，囊泡总是采用长椭球形。在相反的情况下，囊泡在临界频率处经历从长椭球到扁椭球的转变，理论将该临界频率等同于膜充电时间的倒数。在高于Maxwell-Wagner极化时间倒数的频率下，电流体力学应力变得太小，无法改变囊泡的准球形静止形状。分析表明，向稳态囊泡变形的演化强烈依赖于粘度等膜性质。该模型可用于合理解释生物细胞在电场中的瞬态和稳态变形。
引用
@article{arxiv.0811.1923,
title = {Electrohydrodynamic model of vesicle deformation in alternating electric fields},
author = {Petia Vlahovska and Ruben Serral Gracia and Said Aranda and Rumiana Dimova},
journal= {arXiv preprint arXiv:0811.1923},
year = {2015}
}