9月9日消息,arXiv预印本库9月4日收到一项软物质与生物物理方法学研究(编号arXiv:2609.05373),作者为美国特拉华大学的Zhi-Xun Xu与Amaresh Sahu,主题为脂质膜剪切黏度的分子模拟测量。

膜黏度控制着细胞膜上蛋白质、脂质的侧向扩散与组织化,是膜生物学与药物递送设计的核心物理量,但其测量长期受限于方法缺失。该研究发展了一套从平衡态分子动力学模拟中提取脂质双层膜剪切黏度的方法,并命名为「分子界面流变」(molecular interfacial rheology)——可表征嵌入三维介质中的一般界面系统的流变性质。

技术路线:模拟中将平面双层膜与周围水限制于平行固体壁之间;依据Onsager回归假说,假设膜与水的涨落遵循受限系统的耦合连续介质力学方程弛豫——该理论预测膜横向速度自相关函数(TVACF)应以由膜与水黏度共同决定的速率指数衰减。但实测TVACF呈现阻尼振荡后接慢衰减尾的复杂行为,作者借助Mori-Zwanzig形式主义调和了这一矛盾,并由此提取出波矢依赖的膜剪切黏度。

该方法的意义在于把界面流变学从宏观连续介质测量延伸到分子尺度模拟:适用于脂质膜、表面活性剂界面、微乳液界面等广泛体系。对生物医药领域而言,细胞膜侧向输运性质影响膜受体动力学、病毒融合与脂质纳米颗粒(LNP)递送效率,一套可靠的膜黏度计算工具将为膜工程与递送系统设计提供量化依据。 (来源:arXiv)