Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Leitmannova Liu, Angelica 编

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 235.04

装帧:HRD

isbn号码:9780123736871

丛书系列:

图书标签:

脂质双分子层
脂质体
生物膜
膜生物物理学
药物递送
纳米技术
生物材料
生物医学工程
细胞膜
膜结构

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具体描述

Volume 5 presents recent research on both planar lipid bilayers and liposomes based on their historic and experimental realization. "Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes", Volume 5, continues to include invited chapters on a broad range of topics, covering both main arrangements of the reconstituted system, namely planar lipid bilayers and spherical liposomes. The invited authors present the latest results in this exciting multidisciplinary field of their own research group. Many of the contributors working in both fields over many decades were in close collaboration with the late Prof. H. Ti Tien, the founding editor of this book series. There are also chapters written by some of the younger generation of scientists included in this series. This volume keeps in mind the broader goal with both systems, planar lipid bilayers and spherical liposomes, which is the further development of this interdisciplinary field worldwide. It includes contributions from newcomers and established and experienced researchers. It explores theoretically and experimentally the planar lipid bilayer systems and spherical liposomes. This volume is dedicated to mark the Bilayer Lipid Membranes 45th anniversary.

跨越藩篱：现代生物物理学与脂质膜研究的宏大叙事导言：结构、动态与生命之窗生命活动的基石，在于那些微小却至关重要的分子结构。在细胞的边界与内部，脂质双分子层（Lipid Bilayers）与脂质体（Liposomes）构建了维持生命所需的基础框架。它们不仅是物理屏障，更是参与信号转导、物质交换和能量转化的动态场所。本书旨在全面、深入地探讨当代生物物理学前沿在解析这些复杂体系——非脂质体或非平面脂质双分子层体系——中所取得的突破性进展。我们聚焦于那些超越传统模型的界面和结构，力求描绘一幅关于分子相互作用、膜拓扑学及生物相关性研究的崭新图景。第一部分：非常规脂质体系的拓扑学与力学本部分将目光投向那些几何形状与经典双层或球形脂质体存在显著差异的脂质组装体。第一章：管状与圆柱形脂质结构的高级分析在自然界和体外模型中，脂质分子会形成具有极高曲率的管状结构，这些结构在细胞骨架的组织、内吞/胞吐机制中扮演关键角色。本章详细阐述了利用冷冻电镜（Cryo-EM）和原子力显微镜（AFM）对这些长程有序的圆柱形脂质纳米管进行结构解析的方法。重点讨论了如何量化管壁的内张力、边缘自由能，以及不同脂质组成（如单链脂质、具有强空间位阻的分子）如何影响这些结构的稳定性与动态重塑。我们引入了基于密度泛函理论（DFT）的分子动力学模拟，以预测在不同离子强度和pH值下，这些管状结构与细胞内蛋白质的相互作用模式。第二章：反向胶束、微乳液与双层膜的相转变超越了典型的双层结构，反向胶束（Reverse Micelles）和微乳液（Microemulsions）代表了水包油的极端拓扑学构型。本章深入分析了这些非传统脂质组装体在作为微反应器（Micro-reactors）方面的潜力。通过小角X射线散射（SAXS）和核磁共振波谱（NMR）技术，我们精确地描绘了从双层到双连续相（Bicontinuous Phases）再到反向胶束的相图转变过程。特别关注了具有高跨膜电势的离子液体对这些体系稳定性的影响，以及它们在药物递送中模拟细胞质微环境的应用。第三部分：界面现象与高维膜组装生命过程往往发生在多相界面，理解这些复杂的几何边界至关重要。第三章：巨型囊泡（GUVs）的形变与细胞膜的非平面动力学虽然巨型囊泡与脂质体相似，但其宏观尺度允许我们进行更精细的力学测试，尤其是在模拟细胞皮层张力方面。本章的核心在于研究非扁平、高形变的GUVs。我们详细介绍了如何利用微流控技术（Microfluidics）结合拉曼光谱（Raman Spectroscopy）来实时监测膜的各向异性（Anisotropy）和相分离行为。讨论了在极低剪切力下，膜锚定蛋白如何诱导GUVs从球形向椭球形、哑铃形乃至破裂的动态演化过程，这对于理解细胞分裂和融合事件具有重要启示。第四章：脂质筏（Lipid Rafts）的非对称模型与横向异质性传统的脂质筏模型侧重于Skein-Rich（$L_o$）和Liquid-Disordered（$L_d$）相的共存。本章则将重点放在更具动态性和三维结构的异质性模型上。我们利用超分辨荧光显微技术（如STED和PALM），解析了在存在胆固醇和鞘脂的混合体系中，微域（Microdomains）的真实尺寸和寿命。重点阐述了膜内（leaflet）特异性磷脂分布如何驱动蛋白质的定向募集，以及横向电荷梯度如何影响局部膜曲率的产生，这些都是超越简单双层模型所必需考虑的维度。第三部分：生物功能性集成与先进表征技术本部分探讨如何将生物活性分子引入这些非传统脂质结构中，并利用最尖端的物理技术进行解析。第五章：膜蛋白的非脂质环境重构与功能恢复将膜蛋白（Membrane Proteins）从其天然脂质环境中提取并重建到人工膜中是生物物理学的核心挑战。本章系统地回顾了聚合物支持的双层膜（Supported Lipid Bilayers, SLBs）的制备优化，特别是如何通过“涂覆（Coating）”技术构建非对称双层膜，以模拟细胞膜内外的差异。讨论了电化学方法在监测嵌入膜蛋白的构象变化和离子通道活性时的应用，以及如何利用表面等离子共振（SPR）来量化这些重构体系的膜-蛋白结合亲和力。第六章：高精度光谱技术在膜界面分析中的应用为了探测分子层面的动态信息，本章聚焦于几种前沿光谱技术。我们探讨了二维红外光谱（2D-IR Spectroscopy）如何被用来区分脂质链的振动模式，从而揭示膜的局部粘度和自由体积。此外，还详细介绍了飞秒瞬态吸收光谱（Femtosecond Transient Absorption Spectroscopy）在研究光敏离子通道和光控脂质开关打开/关闭机制中的应用，特别是对快速电荷转移过程的实时监测。这些技术提供了传统技术无法企及的时间分辨率和信息深度。结论：走向多尺度、多功能的膜模拟本书的宗旨在于拓宽对脂质组装体研究的视野，从宏观的拓扑学变化到微观的分子振动，涵盖了所有非经典、非标准球形或平面脂质系统的研究范畴。我们相信，通过对这些复杂几何结构和界面动力学的深入理解，能够为新一代生物传感器、仿生材料以及更精准的疾病模型构建奠定坚实的物理基础。未来的研究将继续依赖多尺度模拟与先进表征技术的深度融合，以期完全揭示脂质膜作为生命核心平台的复杂性。