Simultaneous determination of the elastic properties of the lipid bilayer by atomic force microscopy: Bending, tension, and adhesion

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 16, 2011, Pages 4826-4833

  Ovalle García, Erasmo ^a   Torres Heredia, José J ^a   Antillón, Armando ^a   Ortega Blake, Iván ^a  

^a INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS   (Mexico)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC FORCE MICROSCOPY; ELASTICITY; LIPID BILAYERS; MICA; SILICATE MINERALS;

AFM TIP; BENDING MODULI; BI-LAYER; ELASTIC MODELS; ELASTIC PROPERTIES; EXPERIMENTAL SETUP; LATERAL TENSION; MEMBRANE PATCH; NONLINEAR BEHAVIOR; PHOSPHATIDYLCHOLINE BILAYERS; SIMULTANEOUS DETERMINATIONS; UNILAMELLAR;

ADHESION;

EID: 79955442540     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp111985z     Document Type: Article

References (65)

1. Tien, H. T.; Ottova-Leitmannova, A. Membrane Biophysics, As Viewed from Experimental Bilayer Lipid Membranes, 1 st ed.; Elsevier Science B. V.: Amsterdam, 2000; Vol. 5, Chap. 1-2, p 1 - 82.
2. Nagle, J. F. In Lipid Bilayer, Structure and Interactions, 1 st ed.; Katsaras, J., Gutberlet, T., Eds.; Springer: Berlin, 2001; Vol. 1, Chap. 1, p 1 - 20.
3. Sackmann, E. Structure and Dynamics of Membranes, 1 st ed.; Lipowsky, R., Sackmann, E., Eds.; Elsevier Science B. V.: Amsterdam, 1995; Vol. 1A, Chap. 1, p 1 - 64.
4. Min, Y.; Akbulut, M.; Kristiansen, K.; Golan, Y.; Israelachvili, J. Nature Mat. 2008, 7, 527
5. Lipowsky, R. Nature Mat. 2004, 3, 589
6. Morris, C. E. Anat. Rec. 2002, 268, 239
7. Svetina, S.; Zeks, B. Anat. Rec. 2002, 268, 215
8. Lipowsky, R. Nature 1991, 349
9. Sackmann, E. FEBS Lett. 1994, 346, 3
10. Rawicz, W.; Olbrich, K. C.; McIntosh, T.; Needham, D.; Evans, E. Biophys. J. 2000, 79, 328
11. Manneville, J. B.; Basserau, P.; Lévy, D.; Prost, J. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 4356
12. Lundbaek, J. A. J. Gen. Physiol. 2008, 131, 421
13. Søgaard, R.; Werge, T. M.; Bertelsen, C.; Lundbye, C.; Madsen, K. L.; Nielsen, C. H.; Lundbaek, J. A. Biochemistry 2006, 45, 13118
14. Lundbaek, J. A.; Birn, P.; Hansen, A. J.; Søgaard, R.; Nielsen, C.; Girshman, J.; Bruno, M. J.; Tape, S. E.; Egebjerg, J.; Greathouse, D. V.; Mattice, G. L.; Koeppe, R. E., 2nd; Andersen, O. S. J. Gen. Physiol. 2004, 123, 599
15. Tian, A.; Baumgart, T. Biophys. J. 2009, 96, 2676
16. Tsuchida, K.; Hatta, I. Biochim. Biophys. Acta 1988, 945, 73
17. Pan, J.; Mills, T. T.; Tristram-Nagle, S.; Nagle, J. F. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 198103
18. Kucerka, N.; Perlmutter, J. D.; Pan, J.; Tristram-Nagle, S.; Katsaras, J.; Sachs, J. N. Biophys. J. 2008, 95, 2792
19. Janiak, M. J.; Small, D. M.; Shipley, G. G. J. Biol. Chem. 1979, 254, 6068
20. Manneville, J. B.; Basserau, P.; Lévy, D.; Prost, J. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 4356
21. Needham, D.; Evans, E. Biochemistry 1988, 27, 8261
22. El Alaoui Faris, M. D.; Lacoste, D.; Pécréaux, J.; Joanny, J. F.; Prost, J.; Bassereau, P. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 038102
23. Pécréaux, J.; Döbereiner, H. G.; Prost, J.; Joanny, J. F.; Bassereau, P. Eur. Phys. J. E Soft Matter 2004, 13, 277
24. Döbereiner, H. G.; Gompper, G.; Haluska, C. K.; Kroll, D. M.; Petrov, P. G.; Riske, K. A. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 048301
25. Chau-Hwang, L.; Wan-Chen, L.; Wang, J. Phys. Rev. E 2001, 64, 020901
26. Steltenkamp, S.; Muller, M. M.; Deserno, M.; Hennesthal, C.; Steinem, C.; Janshoff, A. Biophys. J. 2006, 91, 217
27. Dufrêne, Y. F.; Boland, T.; Schneider, J. W.; Barger, W. R.; Lee, G. U. Faraday Discuss 1998, 111, 79
28. Helm, C. A.; Israelachvili, J. N.; McGuiggan, P. M. Science 1989, 246, 919
29. Pera, I.; Stark, R.; Kappl, M.; Butt, H. J.; Benfenati, F. Biophys. J. 2004, 87, 2446
30. Shoemaker, S. D.; Vanderlick, T. K. Biophys. J. 2003, 84, 998
31. Radmacher, M.; Fritz, M. C.; Kacher, M.; Cleveland, J. P.; Hansma, P. K. Biophys. J. 1996, 70, 556
32. Lindahal, E.; Edholm, O. J. Chem. Phys. 2000, 113 (9) 3882
33. Hoopes, M. I.; Deserno, M.; Longo, M. L.; Faller, R. J. Chem. Phys. 2008, 129, 175102
34. Cooke, I. R.; Deserno, M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 224710
35. Hörber, J. K. H.; Mosbacher, J.; Häberle, W.; Ruppersberg, J. P.; Sakmann, B. A. Biophys. J. 1995, 68, 1687
36. Mey, I.; Stephan, M.; Schmitt, E. K.; Müller, M. M.; Amar, M. B.; Steinem, C.; Janshoff, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7031
37. Ovalle-García, E.; Ortega-Blake, I. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 093901
38. A-Hassan, E.; Heinz, W. F.; Antonik, M. D.; D'Costa, N. P.; Nageswaran, S.; Schoenenberger, C. A.; Hoh, J. H. Biophys. J. 1978, 74, 1564
39. Dimitriadis, E. K.; Horkay, F.; Maresca, J.; Kachar, B.; Chadwick, R. S. Biophys. J. 2002, 82, 2798
40. Evans, E.; Rawicz, W. Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 2094
41. Dieluweit, S.; Csiszár, A.; Rubner, W.; Fleischhauer, J.; Houben, S.; Merkel, R. Langmuir 2010, 26 (13) 11041
42. Norouzi, D.; Müller, M. M.; Deserno, M. Phys. Rev. E 2006, 74, 061914
43. Canham, P. B. J. Theor. Biol. 1970, 26, 61
44. Helfrich, W. Z. Naturforsch. C 1973, 28, 693
45. Seifert, U.; Lipowsky, R. In Handbook of Biological Physics; Lipowsky, R.; Sackmann, E., Eds.; Elsevier Science B. V.: Amsterdam, 1995; Vol. 1A.
46. Deserno, M. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, S2061
47. Mueller, P.; Rudin, D. O.; Tien, H. T.; Wescott, W. C. Nature 1962, 194, 979
48. Penner, R. In Single Channel Recording, 2 nd ed.; Sackmann, B.; Neher, E., Eds.; Plenum Press: New York, 1995; Chap. 1, p 3 - 30.
49. Torii, A.; Sasaki, M.; Hane, K.; Okuma, S. Meas. Sci. Technol. 1996, 7, 179
50. Butt, H. J. Biophys. J. 1991, 60, 1438
51. Harms, G. S.; Orr, G.; Montal, M.; Thrall, B. D.; Colson, S. D.; Lu, H. P. Biophys. J. 2003, 85, 1826
52. Israelachvili, J.; Wennerström, H. Nature 1996, 379, 219
53. Sokolov, I. Y.; Henderson, G. S.; Wicks, F. J. Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 844
54. Maeda, N.; Senden, T. J.; di Meglio, J. M. Biochim. Biophys. Acta 2002, 1564, 165
55. Deserno, M. Notes on Differential Geometry, http://www.mpipmainz.mpg.de/ ∼deserno/scripts/diff-geom/diff-geom.pdf.
56. Petrache, H. I.; Gouliaev, N.; Tristram-Nagle, S.; Zhang, R.; Suter, R. M.; Nagle, J. F. Phys. Rev. E 1998, 57 (6) 7014
57. Lee, C.-H.; Lin, W.-C.; Wang, J. Measuring the bending rigidity of giant unilamellar liposomes with differential confocal microscopy. Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2000), May 7-12, 2000, p 592; 10.1109/CLEO.2000.907434.
58. Deserno, M. Phys. Rev. E 2004, 69, 031903
59. Seifert, U. Adv. In Phys. 1997, 46 (1) 13
60. Zimmerberg, J.; Gawrisch, K. Nature Chem. Biol. 2006, 2, 564
61. Qu, L.; Dai, L.; Stone, M.; Xia, Z.; Wang, Z. L. Science 2008, 322, 238
62. Geim, A. K.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Novoselov, K. S.; Zhukov, A. A.; Shapoval, S. Y. Nat. Mater. 2003, 2, 461
63. Lee, H.; Lee, B. P.; Messersmith, P. B. Nature 2007, 448, 338
64. Autumn, K.; Liang, Y. A.; Hsieh, S. T.; Zesch, W.; Chan, W. P.; Kenny, T. W.; Fearing, R.; Full, R. J. Nature 2000, 405, 681
65. Lee, C.; Li, Q.; Kalb, W.; Liu, X. Z.; Berger, H.; Carpick, R. W.; Hone, J. Science 2010, 328, 76