在细胞和模型系统的反常次扩散是一个活跃的研究领域.docVIP

探索：反常次扩散的正控制 Michael J. Saxton 加戴维斯，加州大学戴维斯分校在细胞和模型系统一个活跃的研究领域这个问题是有争议的，尤其是导致反常次扩散假设反常次扩散测量将一个实验标准得到加强特别是一个能够不同类型的测量标准校准标准提出了。在长度和时间尺度不同的测量时间尺度可以通过介质的粘度调整一个已知的反常次扩散指数理想的情况下随时可调标准必须是简单，重现性好，和独立的特征电子显微镜的纳米结构阻碍脂质双层由于颗粒结合瞬态反常次扩散计算机生成的物理轨迹细胞膜，细胞质和细胞核模型系统反常次扩散主要的实验问题主要的问题什么样的机制扩散异常反常扩散机制及其鉴定都是非常活跃的研究领域Magdziarz 和 Weron的著作(1)。 这个领域是有争议的，尤其是导致反常次扩散假设Ho¨fling和Franosch (2)指出“细胞……缓慢的反常运输作为其最独特的指纹……”这种观点可以通过在不同模型系统下的几种实验证明(3–5)；Hellmann等人(6)也赞同上述观点；Dix 和Verkman(7)争论 “细胞中普遍反常扩散是分子……”并且指出，次扩散可能是可逆光物理过程的一种加工品复杂事物FCS）结果明确表明与正常扩散一致(8-10)。多种方法最直接的比较Shakhov(11)等的NMR研究，Shakhov等在聚集的右旋糖酐Banks和Fradin(3)通过FCS发现反常次扩散一样。NMR研究成功地使NMR和 FCS的长度尺度重叠、长度尺度的重叠在不同方法下区分交叉和不一致成为可能。 两个方面的实验证据都有很大的局限性。一些反对反常次扩散没有正控制，一些反对它没有校准标准。在目前的实践中，通过控制，在简单液体中出现正常扩散，然后观察次扩散是否在实验中出现。在这个领域优先考虑的是设计出对异常次扩散的正控制。在关于模型聚集荧光测量FCS (12–14)，漂白后的荧光恢复(FRAP) (15,16)和单粒子追踪(SPT) (17–20)。我们为这些测量假定通常的衍射极限尺度。脉冲梯度自旋回波(PGSE)也被称为脉冲梯度场(PFG)，NMR测量在这里不详细讨论了，但是它们最终是很重要的，因为是独立的扩散测量方法以及非标记分子互作技术Ka¨rger 和Stallmach检测了反常扩散的PGSE，NMR测量方法(21)。 反常次扩散 反常次扩散时间依赖性扩散系数r2 对于正常扩散 对于反常次扩散， 对于短暂的反常次扩散，t指时间，Do指扩散系数，a是指反常次扩散指数，tCR是交叉时间。换句话说，对于反常次扩散，时间关系是非线性的，是幂律模型；扩散系数(22)。 Destainville等人（23）(23)和回复(24)，有2种类型的短暂反常次扩散，是过渡性的和真实的。在过渡性的类型中，一个机制的运作在很短的时间Kusumi的栈膜栅栏模型（25）缓慢远程Destainville等（23）一段明显的反常次扩r2和t的单调连续曲线双对数坐标图 1的区域。但在真实性的类型中，不同的参数增加反常次扩散的持续时间，适当的限制产生纯异常次扩散。比如，对于一个随机游动的阻碍格障碍物浓度增加渗流阈值，原则上瞬态反常次扩散是常见的，结合模型瞬态反常次扩散FRAP, FCS,和 PGSE，NMR的影响和验证SPT的探测D(t)影响反应动力学。如果假设D是不变的，但事实上随时间变化的，反应物浓度随时间变化的分析是无益的.第二, 反常次扩散可以探测亚组织,尽管不可逆。 必要条件1 该标准作为常用的生物物理测量所以长度较短的超分辨光测量（26，27）FRA和PGSE， NMR测量下，扩散必须在几毫米和异常在光测量下是光的波长256 x 256格。实验晶格常数是采取的是10纳米FRAP 和 FCS测量的适度范围，相应的渗流集群是2.56毫米。如果特点10纳米中心5纳米直径数密度1 x 1012/cm2，与孔密度、特征密度6.35 x 1012/in与每平方英寸密度的太比特有关。孔径是在介孔的范围，正如IUPAC的定义（28）PGSE，NMR，一个高梯度磁场提供100 nm的长度范围，同时被用来研究在双层液态有序/液体无序相分离（29）Cherdhirankorn（30）波束小特征提供更好的平均特征结构这种相互作用可能成为更复杂的代表连续时间随机游动相关有限层次机制孔隙中单档运动其微观机制仍然是一个活跃的研究领域表层塌滑（3-5,11）理论与建模研究仍然是不完整的你需要知道指数和交叉长度影响使用作为校准标准技术和实验室之间的比较使用一个BanksFradin的异常系统（3）和一个正常的系统（8-10）示踪剂和克罗德应该测量。标准应该