Electroporation Models in Engineered Artificial Membranes
Notice bibliographique
Résumé
Introduction A lipid membrane that contains negligible defects and no ion channels will not allow ions to pass through the membrane. Indeed a membrane can be viewed as an electric capacitor. However, if an excitation is applied to the membrane this will cause the temporary breakdown of the membrane, causing water-filled pores to form that are large enough to allow the passage of ions and molecules through the membrane – this process is called electroporation. Electroporation is the process of aqueous pore formation in biological membranes when a voltage potential (e.g., ion gradient) is applied across the membrane. Several microbiology techniques are based on the use of electroporation to increase the permeability of the cell membrane to allow the passage of macromolecules, drugs, DNA, and antimicrobial peptides into the cell. These microbiology techniques are focused on how to design the excitation potential to allow the passage of these molecules through the membrane while ensuring the membrane is not irreversibly damaged. In this chapter we construct mesoscopic diffusion models of electroporation in engineered tethered membranes. The formulation in this chapter relies heavily on the Smoluchowski–Einstein equation, which is a probabilistic model for the number of aqueous pores formed. Additionally, we use statistical mechanics and electrodiffusive dynamic models to estimate lumped circuit parameters such as membrane conductance, membrane capacitance, and double-layer capacitance in the presence of electroporation. Recall that Chapters 4 and 6 dealt with the construction and experimental measurement methods for the electroporation measurement platform. Put simply, this chapter gives mathematical models and associated insight at the mesoscopic level to explain the experimental results of Chapter 6. Applications of Electroporation Electroporation has been used in a variety of in vitro and in vivo biotechnical applications for antitumor treatment, protein insertion, cell fusion, and gene and drug delivery. The process of electroporation results in the formation of pores in the membrane that allow molecules and ions to pass through the hydrophobic bilayer membrane. During electroporation the lipid molecules remain intact; they merely undergo a collective configurational change to form nanometer-sized aqueous pores. These aqueous pores allow ions and molecules to pass through the membrane. There are two types of electroporation: Reversible electroporation. Reversible electroporation occurs if, after the excitation potential is removed, the lipids can rearrange to form an impermeable membrane.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».