手性微泳体的广义泰勒弥散

微泳体在流体流动中的输运现象在各种生物过程中起着关键作用，包括生物对流和细胞分选。本文中，受细菌泳体偏置运动（称为细菌趋流性）的启发，我们利用广义泰勒弥散（GTD）理论研究了手性微泳体在简单剪切流中的弥散行为。我们因此聚焦于粒子手性引起的剪切诱导扭矩效应，采用扩展的Jeffery方程描述个体确定性动力学。然后，我们使用球谐展开数值计算了包括平均游动速度和有效扩散张量在内的宏观参数，并基于定向动力系统的不动点及其稳定性对所得结果进行了论证。我们的结果揭示手性效应诱导了偏置运动，并且我们观察到随着佩克莱特数增加，定向分布发生定性转变，这与先前的实验发现一致。扩散张量分析突显了由于手性导致的垂直于流动平面的扩散系数显著降低。这提示了在流介导细胞分离中的潜在应用，我们数值演示了这种手性诱导的流体输运。所提出的方法将有助于预测和控制此类手性微泳体的弥散行为。