c60、脂质纳气泡与类细胞膜作用的分子动力学模拟研究

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1、表兩：ｈ聲硕壬学位论文〇６。、脂质纳气泡与类细胞膜作用的分子动力学模拟研究专业名巧；生物医学工巧研触姓名：孙册导师姓名：廠宁教巧本论文获国家重大科学研究计划项目（２０１１ＣＢ９３３５００）资助。ＴＨＥＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮＯＦ〇６〇Ｏ民ＬＩＰＩＤＮＡＮＯＢＵＢＢＬＥＷＩＴＨＡＰＨＯＳＰＨＯＬＩＰＩＤＭＥＭＢＲＡＮＥ：ＭＯＬＥＣＵＬＡＲＤＹＮＡＭＩＣＳＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆ

2、ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢＹＤａｎｄａｎＳｕｎＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＮｉｎｇＧｕｄＳｃｈｏｏｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＭｅｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ２０１５ｐ东南大学学位论文独初性巧明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进巧的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外．论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同

3、志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意，、研究生签名：弟ｊ巧巧曰期：东南大学学位论文使用授权巧明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相子文档，－）致。除在保密期内的保密论文外，化许论文被查阅和借阅．可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。、巧研究生签名：刘巧早师答期：ｙ＂去巧ｍ摘要细胞是生命体的基本活动

4、单元，纳米材料的应用离不开与细胞膜的作用，从分子层面上揭示其与细胞膜之间的作用机制，对其生物医学应用具有盾示意义。近年来，随着计算机技术的不断发展Ｗ及分子模拟和实验研巧的广泛结合，分子模拟研究方法在纳米生物学研究领域占据越来越重要的地位。本文利用粗粒度分子动力学模拟方法研巧了纳米材料（。０、脂质纳气泡）与磯脂双层膜（类细胞膜模型）的作用。１、Ｃ６０纳米材料由于其独特属性广泛应用于纳米医学领域。然而，Ｃ６０的生物毒性ｎａｎｏ－也是不可忽略的，已有研究表明Ｃ６〇能跨过血脑屏障，造成机体的损害。因此，研一究。０与细胞膜的微观作用机理，，对其在生物医学的安全应用具有重

5、要意义。另方面，它对细胞膜的结构和小分子的渗透有重要影响胆固醇是细胞膜的重要组成成分。不同．功能部位的细胞膜中胆固醇的含量存在差异。胆固醇对Ｃｍ跨膜的影响还未阐明。因此，本文我们研究胆固醉浓度对Ｃ一６０跨礎脂双层膜的影响。构建系列包含不同浓度的胆固一－醇分子的体系，胆固醇的浓度为０ｍｏｌ％５０ｍｏｌ％。通过系列的动力学模拟结果，硏巧胆固醇对稱脂双层膜的凝固作用（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｅｆｅｃｔ），表现为脂质分子的平均单脂面积降低，膜厚增加，尾链有序性增加。在Ｃ６０的跨膜动力学过程中，发现Ｃ６０能自发一地进入膜内，并稳定存在于疏水区而不会从另側出去。我们计算不同体

6、系的自由能曲，线，发现从水相到膜内只有很小的能垒，Ｃ６０能克服这个能垒进入膜内而从膜内到水一，相有很大的势垒，Ｃ６０不会从另侧出去稳定地存在于疏水区。我们还计算了Ｃ６０跨，，膜的渗透系数，发现随着胆固醉浓度的増加渗透系数减小表明渗透变慢。这些主要归因于胆固醉分子的存在，体系自由体积减小，Ｃ６０跨膜需要打破的分子间作用力増加，导致分子扩散变慢。２，，、脂质纳气泡作为目前最有效的超声造影剂在超声的作用下不仅能够増强造影效果，而且其声孔效应能应用于药物或基因治疗。较大超声强度可使脂质纳气泡破裂产生冲击波及液体射流，进行。为了研巧冲击作用下脂质纳气泡对麟脂双层膜

7、的影响非平衡动为学模拟，产生不同速度的冲击波。研巧冲击波的。通过设置不同的颗粒速度，速度和脂质纳气泡的尺寸对结果的影响。动力学模拟结果显示非平衡动为学模拟中会有冲击波产生，其沿着体系＋Ｚ方向传播，当运动到脂质纳气泡的近瑞时，开始压缩脂‘，质纳气泡，直到脂质纳气泡破裂，此过趕中气泡周围的水分子快速地向气泡中。聚集，形成纳米水射流。此纳米水射流会对稱脂双层膜产生作用，使稱脂双层膜发生结构形变，