健康是人類面對的重要課題之一,而生物醫(yī)藥的發(fā)展在其中起到了非常關鍵的作用。生物膜,可以看做細胞內(nèi)部環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換與信號傳導的“橋梁”,因此對于理解生物醫(yī)藥與細胞膜的相互作用是十分迫切的。在本篇工作中主要致力于生物膜的形變動力學過程及其與納米粒子相互作用的研究。計算機模擬技術的迅速發(fā)展為研究生物體內(nèi)復雜的過程提供了便捷、準確的分析方法,尤其是它可以輕松地實現(xiàn)追蹤納米尺度的生物動力學過程,這在一些實驗中是很難完成的。本論文以采用耗散粒子動力學（DPD）方法,對納米粒子與生物膜的相互作用及其一些常見的生物膜參與的細胞活動（例如膜融合、物質(zhì)運輸、膜管的不穩(wěn)定性形變等）,進行了系統(tǒng)的研究分析。本論文的主要創(chuàng)新性研究內(nèi)容如下。1、膜曲率調(diào)控納米粒子自組裝。通過無水耗散粒子動力學模擬觀察了納米粒子在曲率膜表面的自組裝。研究發(fā)現(xiàn)膜曲率會明顯影響納米粒子（包括蛋白質(zhì)等生物大分子）與生物膜的相互作用。首先證明了柱狀膜管的表面張力會影響納米粒子在曲率膜表面的自組裝結(jié)果。張力越小,納米粒子的自組裝結(jié)構會越來越有序。例如隨著張力的減小納米粒子出現(xiàn)了環(huán)形排列結(jié)構。納米粒子與生物膜的作用力也可以強烈影響... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１生物膜主要組成示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｂｉｏｍｅｍｂｒａｎｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ??

粒子的跨膜運輸（Ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）?１２５＿３７１、自組裝（Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）?及細??胞毒性（Ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ）?％４２］等。研宄人員己經(jīng)發(fā)現(xiàn)了影響納米粒子內(nèi)在化的詳細分子??機制（圖１－３）。例如納米粒子的大小、形狀、濃度、表面修飾不同配體的物理化學性??質(zhì)等［４３＃］，通過優(yōu)化其中的一項或者優(yōu)化后幾項的協(xié)同作用，可以顯著改善納米粒子??進入細胞的效率，并且減小細胞毒性。??但是納米粒子進入細胞，不管是以擴散滲透還是內(nèi)吞的方式（如圖１－３），都會不??同程度的改變生物膜的性質(zhì)。例如影響生物膜的彎曲剛性與流動性［４８］，改變生物膜單??位面積內(nèi)脂質(zhì)分子的個數(shù)（膜張力），誘發(fā)生物膜中蛋白質(zhì)的聚集與重新分布等［４９］。??這些因素可能會影響納米粒子與生物膜的進－？步相互作用，使設計的納米粒子療效受??到影響。另外，一些生理條件（例如體系的溫度，ＰＨ值，滲透壓，電勢差等）的變??化［５（）＿５５１

體的分子機制是否可以幫助設計出更加優(yōu)良的納米治療劑或者納米載藥體呢？??我們都知道，由于生物膜具有流動性和重構性（Ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ）?［６３＃］，因此在各種??細胞活動中很容易發(fā)生形變（如圖１－４）。而且在一些細胞器中也可以觀察到不同的膜??結(jié)構，例如在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ?ｒｅｔｉｃｕｌｕｍ）和高爾基體（Ｇｏｌｇｉ?ａｐｐａｒａｔｕｓ）中可以??觀察到管狀的膜結(jié)構（見圖１－２），因此生物膜的形變在生物體內(nèi)是普遍存在的。在這??些曲率膜表面，納米粒子間的相互作用都包括哪些影響因素呢？這個問題引起了研宄??者的廣泛關注。例如納米粒子作為藥物載體

【參考文獻】：
期刊論文
[1]SNARE蛋白及其復合物在突觸融合過程中的作用[J]. 梁麗娟,黃薇.  天津藥學. 2012(06)
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[4]細菌生物膜的研究進展[J]. 李彤,莊輝.  中華微生物學和免疫學雜志. 2002(03)
[5]細胞內(nèi)的大分子擁擠環(huán)境[J]. 李劍,王志珍.  生物化學與生物物理進展. 2001(06)
[6]納米粒子的特性、應用及制備方法[J]. 張敬暢,劉慷,曹維良.  石油化工高等學校學報. 2001(02)

博士論文
[1]擁擠環(huán)境下的促進擴散動力學研究[D]. 劉琳.中國科學技術大學 2017



本文編號：3518620