
【化】 membrane capacitance
film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【医】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum
capacitance; electric capacity
【计】 C
【化】 capacitance; capacity; electric capacity
【医】 capacitance; electric capacity
膜电容(membrane capacitance)是电生理学和生物物理学中的核心概念,指生物细胞膜在跨膜电压变化时储存电荷的能力。该特性源于细胞膜磷脂双分子层的绝缘性质与细胞内、外电解质的导电性共同作用,形成类似平行板电容器的结构。
在定量分析中,膜电容($C_m$)的经典公式可表示为: $$ C_m = frac{varepsilon_r varepsilon_0 A}{d} $$ 其中$varepsilon_r$为膜相对介电常数(约2-5),$varepsilon_0$为真空介电常数(8.85×10⁻¹² F/m),$A$为膜面积,$d$为膜厚度(约5nm)。这种电学特性直接影响神经冲动的传导速度,较高的膜电容会延缓动作电位传播。
权威研究显示,膜电容测量已成为细胞融合检测(如杂交瘤技术)和囊泡分泌研究的关键手段。美国国立生物技术信息中心(NCBI)的实验数据表明,哺乳动物神经元的典型膜电容值约1 μF/cm²,该参数可通过电压钳技术精确测定。在工程领域,仿生膜电容模型被应用于生物传感器设计,如MIT研究人员开发的仿生离子通道器件便借鉴了细胞膜的电容特性。
“膜电容”这一术语在不同领域中有不同含义,主要分为生物学和电子元件两个方向:
指细胞膜对交流电表现出的电容特性。其核心原理是:
一种以塑料薄膜为介质的电容器,具有以下特点:
特性 | 薄膜电容 | 电解电容 |
---|---|---|
介质材料 | 塑料薄膜 | 电解液 |
极性 | 无 | 有 |
寿命 | >10万小时 | 数千小时 |
高频性能 | 优异 | 较差 |
生物学中的膜电容描述细胞膜电学特性,而电子领域的薄膜电容是一种高性能无极性电容器,两者虽名称相似但应用场景和原理差异显著。
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