JournalClub2013年6月主题:生物电量:从猜测到现实

电场二维电量分极化-正负电量分离,产生双极化定义为单体积depole时分同时,电介电压四叉分治,尽管通常微小微弱相对大批量电压与电场成比例也是可能的21类晶体对称中心中20类中10类拥有自发对极化的独特极轴,称为热电,自发两极化随温度变化而异。如果自发极化可以通过外部电场反转,那么烟火也是铁电,铁电指自发两极化换热电

铁电历史可追溯到1655年,当时Rochelle盐首次由法国Elie Seignette分离直至二百多年后 Rochelle盐的分电由Curie兄弟于1880年建立历时40年荷兰研究生Joseph Valasek于1920年在Rochelle盐展示两极分化的歇斯底里性,二次大战期间,在化物和其他百草枯氧化物中发现批发电和电,并出现许多技术应用

生物系统皮电量于1940年首次被发现毛纤维合在一起时 生成三波电荷的信号 取决于摩擦感.J.P.Martin将这种现象归结为火电和电波效果[1]苏维埃联盟物理学家观察1950年代初林中分电量,Eiichi Fukada于1957年发布里程碑论文,报告骨中分电量[2]多生物组织事后证明为批发电源,导致猜想批发电量是生物组织基本属性[3]不久发现生物批发电量后,Sidney Lang于1966年报告骨电量和斜率[4],并随后报告许多其他生物系统[5],导致生物电量猜测和[6]历时近50年才实验性报告这些现象

离子通道生物电工学理论实为引人入胜,假设依赖电离通道相容转换从电电状态向叠加状态过渡,Leuchtag和Bystrov审查[7]由离子信道中数项实验观察驱动的理论,包括热块温度和热歇斯底里表示可能的相向转换、依赖温度电流表示热电量、表面电荷表示自发极分化、电压变化响应溢出表示分电性以及电压歇斯底里电压和依赖电压二分法在铁电中司空见惯值得注意的是,von Hippel预测电电液晶与神经脉冲之间的关系[7]但没有直接实验证据提交

生物组织中的铁电表示法最早由Li和Zeng报告使用pizo响应显微检查绿鲍壳[8],尽管先前由数大PFM组对collagens检测后未产生切换证据不久后,我们与波士顿大学延合组合作观察回旋墙生物电量[9],几乎同时报告介质中最小氨基酸相当有趣的是,collagen比elastin要古代蛋白质多得多,只有脊椎动物动脉和胚胎发育后期血液压高得多时才能发现Eliastin这表明铁电交换作用大阻增加脉冲流和血压[12]此外,热电素长期以来被认为在先兆生成过程方面起基本作用,这与观测结果完全相关联,即弹性电素是晚动脉生成的分子决定因素。此外,还发现弹性电流电转换大都受葡萄糖抑制,这可能与老化相关,在老化期间,弹性电流和甘糖间自然发生甘化

尽管取得了这些进展,但仍有许多问题有待解决分子生物铁化机制是什么? 可能的生理和病理意义是什么? 我们能利用生物电子界面中的现象吗?所有这些都极具猜想性事实上,既然目前仅通过PFM演示[13],仍然有很多疑点[14]更多实验证据和理论理解绝对必要有趣的是, 生物圈中常有相关现象-弹性电能-[15]

生物电气化是一个令人振奋的前沿, 需要跨学科协作, 现场肯定会从创新机械界的贡献中得益原子力显微镜将继续在探索中起主要作用,读者可能感兴趣的是Majid Minary(Node/11185)和我本人(node/10193)前期相关日志俱乐部文章另一方面,我们认为极好的机会存在于分子和量子力学理论中,这些理论将前所未有地洞悉现象机制及其影响。

1. Martin AJ.P.字形电理毛 物理社会过程53.2(1971年):186

2. Fukada、Eiichi和IwaoYasuda骨电效果物理类苏维埃日元12.10(1957):1158-1162

Shamos Morris H.生物组织基本属性之分电量 自然213(1967年):267-269

4 Lang 西德尼B热电波骨纹理(1966年):704-705

雅典台特赫伯特纽约科学院Annals238.1(1974年):68-94

6 Lang SidneyBPiezerective、交火和生物材料中的铁电:推断生物意义.Dielective和电气隔热,IEE交易7.4(2000年):466-473

路塔格理查和弗拉基米尔拜斯特洛夫电离通道相容转换离子传导的理论模型:生物电量和超离子传导

8. Li、T.和K.增市磁电特性和绿鲍壳表面潜力通过扫描检测显微技术研究.Acta Macialia59.9 (2011):3667-3679

刘明明等生物铁化透镜

Heredia、Alejandro等加速功能素22.14(2012):2996-3003

刘明明等葡萄抑制动脉动脉生物电量 物理审查字母110.16 (2013) 168101

陈宾华建高mamalsFerrofects在线杂志5(2012年):19

13 Kalinin,Sergei V.等大规模铁电生物系统电机学:扫描探针显微镜新维公元前板牙解析37(2007年):189-238

14 Scott JF.飞电前景:2012-2022.ISRN材料科学2013(2013)

15 Brownell,WE.等生物医学工程3.1年度评审 (2001年):169-194