Dynamic heterogeneity controls diffusion and viscosity near biological interfaces.
Dynamic heterogeneity controls diffusion and viscosity near biological interfaces.
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DOI：
10.1038/ncomms4034
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发表时间：
2014
影响因子：
16.6
通讯作者：
Kasson PM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pronk S;Lindahl E;Kasson PM
在纳米尺度上，生物流体的行为主要受界面物理化学的控制。这可能表现为扩散减慢或异常。在这里，我们描述了如何研究玻璃状系统的措施，允许定量测量的界面对水动力学的影响，表明表面附近的颗粒的相关运动的结果在粘度大于预期从个别颗粒运动。这种效应是纳米尺度上空间不均匀性的基本结果，适用于任何表面附近的任何流体。增加的界面粘度也导致了经典的发现，即大溶质如蛋白质在本体水中的扩散比预测的慢得多。这以前已经通过经验修正溶质的大小：流体动力学半径。利用玻璃动力学理论的测量结果，我们现在可以仅从分子细节计算扩散常数，消除了经验校正因子。
At a nanometer scale, the behavior of biological fluids is largely governed by interfacial physical chemistry. This may manifest as slowed or anomalous diffusion. Here we describe how measures developed for studying glassy systems allow quantitative measurement of interfacial effects on water dynamics, showing that correlated motions of particles near a surface result in a viscosity greater than anticipated from individual particle motions. This effect arises as a fundamental consequence of spatial heterogeneity on nanometer length scales and applies to any fluid near any surface. Increased interfacial viscosity also causes the classic finding that large solutes such as proteins diffuse much more slowly than predicted in bulk water. This has previously been treated via an empirical correction to the solute size: the hydrodynamic radius. Using measurements of quantities from theories of glass dynamics, we can now calculate diffusion constants from molecular details alone, eliminating the empirical correction factor.
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DOI：
10.1073/pnas.0603253103
发表时间：
2006-08-29
影响因子：
11.1
作者：
Chen, Sow-Hsin;Mallamace, Francesco;Liu, Li
通讯作者：
Liu, Li
影响因子：
2.8
作者：
Bizzarri, AR;Rocchi, C;Cannistraro, S
通讯作者：
Cannistraro, S
影响因子：
5.5
作者：
Hess, Berk
通讯作者：
Hess, Berk
影响因子：
2.4
作者：
Lindahl, E;Edholm, O
通讯作者：
Edholm, O
影响因子：
3
作者：
Duan, Y;Wu, C;Kollman, P
通讯作者：
Kollman, P