粒子包裹中膜颈部的能量与动力学

微观物体跨越生物膜的运输通常涉及膜变形以包裹物体，然后进行脱落。然而，在人工膜中，由于颈部结构的弹性稳定性，这一拓扑变形步骤在许多情况下并非自发。在本研究中，我们使用光学捕捉诱导非黏附微球被巨型脂质囊泡膜包裹，并探讨所形成颈部结构的能量与动力学。我们发现，颈部形成是由于在外部力作用下，膜形能最小化的结果。值得注意的是，增加膜张力可能使颈部重新打开并逆转包裹过程。该过程表现出明显的滞后性和一定程度的可逆性。颈部裂解和粒子脱落未能在我们的光学力范围内被触发。系统性地研究包裹粒子的热力学动力学，表明系统的扩散特性与颈部结构的运动相耦合，颈部结构可被建模为膜内的刚性夹体。有趣的是，包裹粒子的动力学表现出张力依赖性，这可以描述为多个阻力贡献的叠加。