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(guān)鍵的作用。生物膜,可以看做細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換與信號(hào)傳導(dǎo)的“橋梁”,因此對于理解生物醫(yī)藥與細(xì)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(dòng)力學(xué)過程及其與納米粒子相互作用的研究。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的迅速發(fā)展為研究生物體內(nèi)復(fù)雜的過程提供了便捷、準(zhǔn)確的分析方法,尤其是它可以輕松地實(shí)現(xiàn)追蹤納米尺度的生物動(dòng)力學(xué)過程,這在一些實(shí)驗(yàn)中是很難完成的。本論文以采用耗散粒子動(dòng)力學(xué)（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(xì)胞活動(dòng)（例如膜融合、物質(zhì)運(yùn)輸、膜管的不穩(wěn)定性形變等）,進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析。本論文的主要?jiǎng)?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(dòng)力學(xué)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(huì)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(huì)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(gòu)會(huì)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(gòu)。納米粒子與生物膜的作用力也可以強(qiáng)烈影響... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)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(yùn)輸（Ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）?１２５＿３７１、自組裝（Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）?及細(xì)??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(xì)分子??機(jī)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(xué)性??質(zhì)等［４３＃］，通過優(yōu)化其中的一項(xiàng)或者優(yōu)化后幾項(xiàng)的協(xié)同作用，可以顯著改善納米粒子??進(jìn)入細(xì)胞的效率，并且減小細(xì)胞毒性。??但是納米粒子進(jìn)入細(xì)胞，不管是以擴(kuò)散滲透還是內(nèi)吞的方式（如圖１－３），都會(huì)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(dòng)性［４８］，改變生物膜單??位面積內(nèi)脂質(zhì)分子的個(gè)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(huì)影響納米粒子與生物膜的進(jìn)－？步相互作用，使設(shè)計(jì)的納米粒子療效受??到影響。另外，一些生理?xiàng)l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(jī)制是否可以幫助設(shè)計(jì)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(dòng)性和重構(gòu)性（Ｒｅｍｏｄｅｌｉｎｇ）?［６３＃］，因此在各種??細(xì)胞活動(dòng)中很容易發(fā)生形變（如圖１－４）。而且在一些細(xì)胞器中也可以觀察到不同的膜??結(jié)構(gòu)，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(gòu)（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(gè)問題引起了研宄??者的廣泛關(guān)注。例如納米粒子作為藥物載體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]細(xì)菌生物膜的研究進(jìn)展[J]. 李彤,莊輝.  中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志. 2002(03)
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博士論文
[1]擁擠環(huán)境下的促進(jìn)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)研究[D]. 劉琳.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3518620