生物通道中选择性与电导的统计理论

我们提出生物离子通道选择性的平衡统计力学理论。为此，我们引入通道选择性过滤器中离子的巨正则系综，该过滤器耦合到任意浓度的离子混合物的内部和外部浴溶液；我们使用线性响应理论来找到在电化学势的小梯度下通过过滤器的电流，并展示过滤器的电导由广义 Einstein 关系给出。我们将该理论应用于离子通过钾选择性过滤器的渗透，从而能够解决长期存在的悖论：为什么过滤器的高选择性不会带来渗透中的相关延迟。我们展示 Eisenman 选择性关系直接源于通过过滤器的扩散限制电导条件。我们还讨论壁波动对过滤器电导的影响。