球形膜中的旋转迁移率：Saffman-Delbrück长度与内含物尺寸的相互作用
生物物理
2025-01-10 v1 流体动力学
摘要
流体膜中粒子的迁移率是许多生物过程的基本方面。在1975年的一篇论文[1]中，Saffman和Delbrück证明了外部斯托克斯溶剂的存在对于正则化无限平坦膜内看似奇异的流动至关重要。在本文中，我们扩展了这一经典工作，计算了嵌入在斯托克斯溶剂中的球形膜内刚性有限尺寸粒子的旋转迁移率。将粒子视为球冠，我们半解析地求解了作为Saffman-Delbrück（SD）长度（膜与溶剂粘度比）和粒子所张立体角函数的流动。我们研究了迁移率和流动对内含物尺寸和SD长度的依赖性，并将平坦空间迁移率作为特例恢复。我们的结果将适用于一系列生物学问题，包括旋转布朗运动、脂筏动力学以及水通道蛋白通道响应水流的运动。我们的方法将提供一种通过大内含物的旋转扩散测量膜粘度的新方法，而常用的平面Saffman-Delbrück理论不适用于此。
引用
@article{arxiv.2501.05367,
title = {Rotational mobility in spherical membranes: The interplay between Saffman-Delbr\"uck length and inclusion size},
author = {Marco Vona and Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05367},
year = {2025}
}