通过形变力学分析揭示的红细胞膜固有材料特性

利用微吸管技术使红细胞膜发生形变，可用于分析膜的固有材料特性，并提供了一种将单纯的膜因素与表面积-体积比等外在因素区分开来的方法。使用小微吸管（半径小于 0.5 microns）使细胞形变，结果表明在持续形变长达 5-10 min 的时间内，红细胞膜表现得像固体一样；在长时间的应变下，会发生永久形变，这表明其具有半固体的结构特征。在膜表现为固体的这一时间范围内，该材料在高达 400% 的应变下呈线弹性，这意味着膜平面内存在松散的网络结构；对弹性参数 mu（正常双凹圆盘状红细胞的 mu 等于 7 x 10(-3) dynes/cm）的评估表明，构成该网络的成分其分子量可能与水溶性膜蛋白 spectrin 大致相当。该网络系统是交联的还是仅为聚合物溶液，目前尚无定论。实验数据表明，在长期应变条件下膜的塑性流动可能导致膜的永久形变，而膜的均匀膨胀所需的能量是塑性流动的 1000 倍以上，会导致膜破坏和溶解。对极限平均圆柱直径较大的微吸管所获数据的分析表明，它们在评估外在因素（例如表面积与体积关系）方面具有实用价值，这些外在因素与整个细胞在进入微循环狭窄通道时形成新构型的能力（隐含对总表面积变化的阻力）有关。因此，直径在 2.7-3.0-microns 范围内的微吸管可以对红细胞的细胞变形能力提供灵敏的比较。