Nová studie představuje nové modely popisující, jak může adsorpce iontů vápníku, barya a stroncia na biologické membrány ovlivnit funkce buněk. Ionty se dvěma kladnými elektrickými náboji, jako jsou ionty vápníku, hrají klíčovou roli v biologických buněčných membránách. Adsorpce iontů v roztoku na povrch membrány je tak významná, že ovlivňuje strukturní a funkční vlastnosti biologických buněk. Konkrétně ionty interagují s povrchovými molekulami, jako je dvojitá vrstva lipidů nebo lipozomy, vytvořené z fosfatidylcholinů (PC). V nové studii publikované v EPJ E vyvíjí Izabela Dobrzyńska z univerzity v Białystoku v Polsku matematický model popisující elektrické vlastnosti biologických membrán, když se na ně adsorbují ionty jako vápník, baryum a stroncium při různých úrovních pH. Její práce pomáhají osvětlit, jak adsorpce iontů snižuje účinnou povrchovou koncentraci přídavných molekul se specifickou funkcí, která se může účastnit biochemických reakcí. Tyto faktory je třeba vzít v úvahu při studiu různých jevů, které se vyskytují na lipidové membráně v živých buňkách, jako jsou mechanismy transportu iontů.
Rovnováhu na povrchu membrány lze změnit úrovněmi adsorpce iontů, což vede ke změnám v hustotě náboje na povrchu membrány. Pomocí metody zvané mikroelektroforéza autor experimentálně určuje hustotu povrchového náboje jako funkci pH. Poté vyvine matematický model hustoty povrchového náboje k identifikaci rovnováhy a zjistí, že její model souhlasí s experimentálními daty.
Dobrzyńska zjistila, že ionty vápníku mají větší schopnost adsorbovat se na lipidovou dvojvrstvu biologické membrány než ionty barya. Kromě toho pozoruje, že ionty obsahující hydroxidové konce se adsorbují na membránu snadněji než kladně nabité kovové ionty, jako je stroncium. Adsorpce iontů na povrch liposomů může ovlivnit jejich pohyb buněčnou membránou a tím i dodávku látek, které přenášejí.
