本文關(guān)鍵詞：基于耗散粒子動力學(xué)靶向納米粒子綁定和吸收的研究

  更多相關(guān)文章： 分子動力學(xué)模擬 細胞膜 耗散粒子動力學(xué) 納米粒子綁定

【摘要】：近年納米粒子作為運載平臺、檢測媒介和治療劑在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅猛。納米藥物載體經(jīng)靶向基團修飾后可實現(xiàn)靶向藥物給藥,并且運載DNA到細胞核的效率是聚乙烯胺的八倍。在生物醫(yī)藥學(xué)中,設(shè)計功能性的納米粒子以及如何通過優(yōu)化納米粒子形狀、尺寸和材料特性來提高納米藥物的效率一直是科學(xué)家研究的重心。因此探索納米粒子在血液中與血管內(nèi)壁細胞的綁定和納米粒子在內(nèi)環(huán)境中的吸收對新藥物的開發(fā)和優(yōu)化有著重要意義。本文基于分子動力學(xué)原理和介觀動力學(xué)角度,通過耗散粒子動力學(xué)仿真力場(Dissipative Particle Dynamics)描述,對納米粒子的綁定和吸收機理進行了模擬分析。納米藥物在目標生物體內(nèi)環(huán)境中的作用過程分為吸附、穿透生物膜和釋放藥物三個過程。在穿透生物膜的過程中,往往會對細胞膜造成巨大傷害,并且細胞膜穿透的成功率不足70%。本文分析研究了多種不同長度和排列的納米藥物表面的配體對脂質(zhì)生物膜穿透性的影響。通過測量綁定時間,包裹率和穿透概率等參數(shù),在模擬過程中觀察不同配體結(jié)構(gòu)的納米藥物對脂質(zhì)生物膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。通過分析后發(fā)現(xiàn)帶狀納米藥物結(jié)構(gòu)可控制納米藥物的轉(zhuǎn)動,大大降低納米藥物對細胞膜的傷害。通過對比后發(fā)現(xiàn)鏈長比的增加促進穿膜穩(wěn)定性,進而優(yōu)化獲得最佳帶狀配體鏈結(jié)構(gòu),得出體系的穩(wěn)定能量狀態(tài):轉(zhuǎn)動角度小于5%。同時發(fā)現(xiàn)Janus帶狀納米藥物穿膜成功率提升至100%。在研究納米藥物吸附血管內(nèi)壁的機理中,探索了在剪切流作用下納米藥物與細胞表面受體綁定的仿真過程。模擬計算不同納米藥物配體成分、細胞受體的綁定能以及綁定時間等參數(shù)之間的關(guān)系。在模擬過程中觀察發(fā)現(xiàn)隨綁定能的增加綁定時間縮短;尺寸較大的球狀納米藥物和蠕蟲狀納米藥物比較小球狀納米藥物運動更加規(guī)律,綁定時間短,綁定效率高;蠕蟲狀納米藥物橫縱比的增加可提高納米藥物綁定能力。而剪切流在0s-1到2000s-1的范圍,血管內(nèi)壁以上20nm的區(qū)域,2nm-6nm的納米藥物綁定基本不受剪切流影響。同時對所計算出的所有數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析,說明了數(shù)據(jù)的合理性。
【關(guān)鍵詞】：分子動力學(xué)模擬 細胞膜 耗散粒子動力學(xué) 納米粒子綁定
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R943;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 生物膜的結(jié)構(gòu)與功能11-14
• 1.2.1 生物膜的結(jié)構(gòu)11
• 1.2.2 生物膜主要成分11-12
• 1.2.3 生物膜流動性12-14
• 1.3 納米藥物對細胞的影響14-16
• 1.3.1 納米藥物的攝入過程14-15
• 1.3.2 納米藥物的毒性15
• 1.3.3 納米顆粒導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的變化15-16
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文主要工作17-19
• 第二章 分子動力學(xué)模擬技術(shù)19-32
• 2.1 基本理論19-20
• 2.2 分子動力學(xué)計算方法20-29
• 2.2.1 力場20-24
• 2.2.2 周期性邊界條件24-25
• 2.2.3 位置積分法25-29
• 2.2.4 鄰居列表29
• 2.3 耗散粒子動力學(xué)基本原理29-31
• 2.3.1 耗散粒子動力學(xué)理論29-30
• 2.3.2 磷脂耗散粒子動力學(xué)模擬方法30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 納米粒子綁定機理的分子動力學(xué)模擬方案32-37
• 3.1 血流中納米粒子與血管內(nèi)壁的吸附過程32-35
• 3.1.1 模型建立32-33
• 3.1.2 參數(shù)設(shè)置33-35
• 3.2 納米粒子的攝入過程35-36
• 3.2.1 模型建立35-36
• 3.2.2 參數(shù)設(shè)置36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 納米粒子與血管內(nèi)壁綁定機理分析37-45
• 4.1 剪切流影響下的納米粒子綁定過程37
• 4.2 綁定能對綁定過程的影響37-39
• 4.3 剪切流對綁定過程的影響39-40
• 4.4 納米粒子的尺寸對綁定過程的影響40-41
• 4.5 形狀對納米粒子綁定過程的影響41-43
• 4.6 統(tǒng)計分析43
• 4.7 本章小結(jié)43-45
• 第五章 納米粒子的細胞吸收過程分析45-56
• 5.1 模型的準確性判定45-46
• 5.2 親水納米粒子的吸附46-48
• 5.3 憎水納米粒子的吸收48-50
• 5.4 納米粒子主動旋轉(zhuǎn)對細胞膜的影響50-51
• 5.5 不同形狀的納米粒子的吸附和吸收51-52
• 5.6 混合納米粒子的穿透過程52-53
• 5.7 Janus納米粒子的穿透過程53-54
• 5.8 本章小結(jié)54-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 本文總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-64
• 在學(xué)期間取得的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果64-65

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李戰(zhàn)軍;;納米藥物的制備方法[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2006年02期

2 ;腫瘤納米藥物研究取得重要進展[J];技術(shù)與市場;2012年12期

3 曹陽;;治療癌癥將用納米藥物 癌癥有望成慢性疾病[J];金屬世界;2006年01期

4 ;化學(xué)工業(yè)出版社新書推薦[J];化工學(xué)報;2012年05期

5 新型;;中科大抗腫瘤納米藥物遞送研究取得新進展[J];化工新型材料;2014年01期

6 陳振玲;陳令新;劉建娣;羅國安;;納米藥物分析[J];化學(xué)進展;2006年Z2期

7 張博;呂曉蓉;吳樹仙;張小寧;侯仰龍;郭大軍;梁興杰;;國際納米藥物領(lǐng)域?qū)＠麘B(tài)勢分析[J];科學(xué)觀察;2013年03期

8 袁媛;孫亞楠;魯傳華;;納米藥物的生物學(xué)特點及其機制研究概況[J];中國藥理學(xué)通報;2013年08期

9 王廉卿;戎欣玉;劉魁;胡易;高倩;趙樹春;李校根;張于馳;;納米藥物晶體的制備技術(shù)及其應(yīng)用[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2014年04期

10 陳智成;;納米藥物研究進展及前景展望[J];醫(yī)藥世界;2006年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬t，

本文編號：945329