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纳米粒子是最具前景的靶向于细胞的药物输运载体,有望实现人类在细胞尺度上疾病的诊断和治疗,而细胞对纳米粒子的吞噬行为正是这些生物医药应用的关键基础。纳米粒子进入细胞通常采用两种方式:物理穿透和内吞。但人们对于在这两个过程中磷脂分子与纳米粒子的相互作用机制还知之甚少。本文中,我们应用耗散粒子动力学方法分别研究了纳米粒子在物理穿透和内吞过程中由于纳米粒子与磷脂分子相互作用而诱导的多粒子间的协作效应进行了研究。对于物理穿透过程,我们发现粒子的表面化学性质能有效调控两者的协作,从而改变粒子对膜的穿透的效率。而且,我们还发现纳米粒子在穿透过程中会发生粒子间“聚集-分散-再聚集”的现象。模拟表明,这一现象的出现与纳米粒子与磷脂的相互作用对称性破缺而导致的有效相互作用紧密相关。而对于内吞过程,我们发现,即使对于带有相同电荷而相互排斥的纳米粒子,它们也可能在磷脂分子的作用下,相互协作而进入细胞。这一协作性会受到粒子大小、间距和表面电荷密度等因素的影响。因而,具有不同性质的纳米粒子间的协作内吞方式也有所不同。我们的这些研究结果不仅有助于人们对于一些重要细胞活动的理解,还会对纳米粒子在药物输运系统中的应用有很好的指导作用。