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Electrophoresis of Liquid-Layer Coated Particles: Impact of Ion Partitioning and Ion Steric Effects
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-16 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c01875 Paramita Mahapatra 1 , H Ohshima 2 , Partha P Gopmandal 1
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-16 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.1c01875 Paramita Mahapatra 1 , H Ohshima 2 , Partha P Gopmandal 1
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The biomimetic core–shell nanoparticles coated with membranes of various biological cells have attracted significant research interest, because of their extensive applications in targeted drug delivery systems. The cell membrane consists of a lipid bilayer, which can be regarded as a two-dimensional oriented viscous liquid with low dielectric permittivity, compared to a bulk aqueous medium. Such a liquid layer comprised of cell membrane may bear additional mobile charges, because of the presence of free lipid molecules or charged surfactant molecules, which further results in nonzero charge along the surface of the peripheral layer. In this article, we present an analytical theory for electrophoresis of such cell membrane coated functionalized nanoparticles in the extent of electrolyte solution, considering the combined effects of finite ion size and of ion partitioning. Going beyond the Debye–Huckel approximations, we propose an analytical theory for Donnan potential and electrophoretic mobility. The derived expressions are applicable for moderate to highly charged undertaken core–shell particles when the thickness of the peripheral liquid layer greatly exceeds the electric double layer thickness. The impact of pertinent parameters on the electrophoretic response of such a particle is further discussed.
中文翻译：
液体涂层粒子的电泳：离子分配和离子空间效应的影响
涂有各种生物细胞膜的仿生核壳纳米粒子因其在靶向药物递送系统中的广泛应用而引起了广泛的研究兴趣。细胞膜由脂质双层组成，与大量水性介质相比，它可以被视为具有低介电常数的二维定向粘性液体。由于游离脂质分子或带电表面活性剂分子的存在，这种由细胞膜组成的液体层可能带有额外的移动电荷，这进一步导致沿外围层表面的非零电荷。在本文中，我们提出了一种在电解质溶液范围内对这种细胞膜包被的功能化纳米粒子进行电泳的分析理论，考虑有限离子大小和离子分配的综合影响。超越 Debye-Huckel 近似，我们提出了唐南电位和电泳迁移率的分析理论。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。
更新日期：2021-09-28
中文翻译：
液体涂层粒子的电泳：离子分配和离子空间效应的影响
涂有各种生物细胞膜的仿生核壳纳米粒子因其在靶向药物递送系统中的广泛应用而引起了广泛的研究兴趣。细胞膜由脂质双层组成，与大量水性介质相比，它可以被视为具有低介电常数的二维定向粘性液体。由于游离脂质分子或带电表面活性剂分子的存在，这种由细胞膜组成的液体层可能带有额外的移动电荷，这进一步导致沿外围层表面的非零电荷。在本文中，我们提出了一种在电解质溶液范围内对这种细胞膜包被的功能化纳米粒子进行电泳的分析理论，考虑有限离子大小和离子分配的综合影响。超越 Debye-Huckel 近似，我们提出了唐南电位和电泳迁移率的分析理论。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。当外围液体层的厚度大大超过双电层厚度时，导出的表达式适用于中等至高度带电的核壳颗粒。进一步讨论了相关参数对这种粒子的电泳响应的影响。
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