izpis_h1_title_alt

Mechanical and electrical interaction of biological membranes with nanoparticles and nanostructured surfaces
ID Raval, Jeel (Avtor), ID Gongadze, Ekaterina (Avtor), ID Benčina, Metka (Avtor), ID Junkar, Ita (Avtor), ID Rawat, Niharika (Avtor), ID Mesarec, Luka (Avtor), ID Kralj-Iglič, Veronika (Avtor), ID Góźdź, Wojciech (Avtor), ID Iglič, Aleš (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,74 MB)
MD5: 5767F3D0FDE50761A9E00B07F0769F16
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.mdpi.com/2077-0375/11/7/533 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
In this review paper, we theoretically explain the origin of electrostatic interactions between lipid bilayers and charged solid surfaces using a statistical mechanics approach, where the orientational degree of freedom of lipid head groups and the orientational ordering of the water dipoles are considered. Within the modified Langevin Poisson–Boltzmann model of an electric double layer, we derived an analytical expression for the osmotic pressure between the planar zwitterionic lipid bilayer and charged solid planar surface. We also show that the electrostatic interaction between the zwitterionic lipid head groups of the proximal leaflet and the negatively charged solid surface is accompanied with a more perpendicular average orientation of the lipid head-groups. We further highlight the important role of the surfaces’ nanostructured topography in their interactions with biological material. As an example of nanostructured surfaces, we describe the synthesis of TiO$_2$ nanotubular and octahedral surfaces by using the electrochemical anodization method and hydrothermal method, respectively. The physical and chemical properties of these nanostructured surfaces are described in order to elucidate the influence of the surface topography and other physical properties on the behavior of human cells adhered to TiO$_2$ nanostructured surfaces. In the last part of the paper, we theoretically explain the interplay of elastic and adhesive contributions to the adsorption of lipid vesicles on the solid surfaces. We show the numerically predicted shapes of adhered lipid vesicles corresponding to the minimum of the membrane free energy to describe the influence of the vesicle size, bending modulus, and adhesion strength on the adhesion of lipid vesicles on solid charged surfaces.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:lipid bilayer electrostatics, zwitterionic lipid bilayers, electric double layer, osmotic pressure, orientational degree of freedom of lipid headgroups, orientational ordering of water dipoles, adhesion of lipid vesicles, lipid bilayer elasticity, lipid vesicle shapes
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.02 - Pregledni znanstveni članek
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
ZF - Zdravstvena fakulteta
MF - Medicinska fakulteta
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2021
Št. strani:20 str.
Številčenje:Vol. 11, iss. 7, art. 533
PID:20.500.12556/RUL-136016 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:577
ISSN pri članku:2077-0375
DOI:10.3390/membranes11070533 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:70365955 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:06.04.2022
Število ogledov:741
Število prenosov:152
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Membranes
Skrajšan naslov:Membranes
Založnik:MDPI
ISSN:2077-0375
COBISS.SI-ID:519125529 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.
Začetek licenciranja:14.07.2021

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:elektrostatski lipidni dvosloj, zwitterionski lipidni dvosloj, električni dvojni sloj, osmotski tlak, svobodna orientacijska stopnja lipidnih skupin, orientirano urejanje vodnih dipolov, adhezija lipidnih veziklov, elastičnost lipidnih dvoslojev, oblike lipidnh veziklov

Projekti

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:801338
Naslov:Extracellular vesicles from a natural source for tailor-made nanomaterials
Akronim:VES4US

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0232
Naslov:Funkcije in tehnologije kompleksnih sistemov

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P3-0388
Naslov:Mehanizmi varovanja zdravja

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-9262
Naslov:Napredne tehnologije obdelave individualiziranih 3D tiskanih implantatov za preprečevanje bakterijskih okužb

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J1-9162
Naslov:Neurotoksičnost ali neuroprotektivnost nanomaterialov: vpliv biokorone

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-8166
Naslov:Anizotropni magnetni nanodelci za magneto-mehansko zdravljenje raka

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:711859
Naslov:Interdisciplinary NAnoscience School: from phenoMEnology to applicationS
Akronim:NaMeS

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Poland, Ministry of Science and Higher Education

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:NCN
Številka projekta:2018/30/Q/ST3/00434

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj