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纳米粒子与磷脂膜相互作用中的协同效应研究 中文摘要 中文摘要 在本论文中，我们利用耗散粒子动力学方法研究纳米粒子以两种方式（物理 穿透和包裹内化）穿透生物膜的动力学过程及其相关的影响因素。对于物理穿透， 我们的研究结果表明多个纳米粒子间会以协同的方式进行穿膜，而纳米粒子的数 量及表面化学性质会调控这种协同作用。对于表面亲水的纳米粒子，增加数量有 助于纳米粒子穿膜，然而对于表面一部分疏水或者全部疏水的纳米粒子，数目的 增加却会起到相反的作用。在穿膜过程中，我们还发现纳米粒子间会发生聚集， 聚集-分散，甚至聚集-分散-再聚集等现象。对于包裹内化，我们主要研究了受体 结构对磷脂膜包裹纳米粒子行为的影响。结果发现，受体的长度、组成受体的聚 合物链的数目等因素会强烈影响磷脂膜对纳米粒子的包裹。在相同受体作用点数 目下，纳米粒子会吸附在磷脂膜的表面，或是被膜包裹；甚至膜也会发生破裂或 破裂后自发愈合，而这些现象的发生均会受到受体结构的影响。这些研究结果对 于帮助人们理解纳米粒子与生物膜相互作用的物理机制，以及设计向细胞中输运 药物和基因的纳米载体具有重要意义。 关键词： 纳米粒子；磷脂膜；表面化学修饰；受体；耗散粒子动力学 作 者：张海珍 指导教师：杨 恺 I 英文摘要 纳米粒子与磷脂膜相互作用中的协同效应研究 Cooperative Transmembrane Penetration of Nanoparticles Abstract Dissipative particle dynamics (DPD) simulations are applied to study the penetration of nanoparticle through a lipid membrane by two pathways (i.e., physical penetration and internalization) . For the physical penetration, we find that the translocation of nanoparticles through the membrane occurs in a cooperative manner, where the quantity and surface chemistry of the nanoparticles regulate the cooperative function. For nanoparticles with a hydrophilic surface, the increase of nanoparticle quantity facilitates penetration, while for nanoparticles with a partly or totally hydrophobic surface, the opposite holds. Interesting phenomena, such as aggregation, aggregation-dispersion, or even aggregation-dispersion-reaggregation of the nanoparticles, are observed during the penetrat