J. Physique Lett. 46, 395-400 (1985)
DOI: 10.1051/jphyslet:01985004608039500

Bilayer bending elasticity measured by Fourier analysis of thermally excited surface undulations of flaccid vesicles

H. Engelhardt, H.P. Duwe et E. Sackmann

Physics Department, Biophysics Group, Technical University Munich, D-8046 Garching, F.R.G.

Abstract
We measure the bending elasticity of flaccid vesicles by Fourier analysis of the thermally excited surface undulations up to the 8th order. The results are explained in terms of the recent theory of Schneider et al. The value of the bending elastic constant for fluid lecithin bilayers (K c = 4 x 10-13 erg) agrees well with that of erythrocyte membranes but is nearly an order of magnitude smaller than that reported for the same lipid in the literature. This discrepancy is attributed to the fact that the Kc value obtained by considering the lowest order mode of deformation alone is systematically too high.

Résumé
Nous mesurons l'élasticité de flexion de vésicules flasques par l'analyse de Fourier des ondulations thermiques de surface, jusqu'au 8e ordre. Les résultats sont expliqués par la théorie récente de Schneider et al. La constante élastique de flexion pour une bicouche fluide de lécithine (Kc = 4 x 10-13 erg) est en bon accord avec celle des membranes d'érythrocytes, mais est presque d'un ordre de grandeur plus faible que celle donnée pour les mêmes lipides dans la littérature. Ce désaccord est attribué au fait que la valeur de Kc obtenue en ne considérant que le mode fondamental de déformation est systématiquement trop élevée.

PACS
8720E - Natural and artificial biomembranes.
8745B - Mechanical properties of tissues and organs.

Key words
biomechanics -- lipid bilayers -- Fourier analysis -- thermally excited surface undulations -- flaccid vesicles -- bending elastic constant -- fluid lecithin bilayers