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近年来,树状大分子由于其独特的结构和性质在药物输运和基因治疗方面受到了大量的关注。本文综述了聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子在生物医学上的各种应用以及其与不同的生物活性分子相互作用的多尺度计算机模拟,并采用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法考察了各种影响因素对生成的相应复合物的形态结构的影响,以期发现输运过程背后的本质机制,为基于PAMAM树状大分子的输运载体的设计和开发提供建议和指导。首先,本文研究了PAMAM树状大分子对抗癌药物阿霉素(DOX)的负载和释放行为。构建了PAMAM树状大分子的粗粒化模型,并考察了PAMAM树状大分子的代数(G)对DOX负载以及pH环境变化对DOX释放的影响。模拟结果表明,所构建的PAMAM树状大分子粗粒化模型能准确地重现其构象性质。由于体系各组成成分的亲疏水性存在差异,所以PAMAM树状大分子主要将DOX包封于其内部空腔中。G6和G7代PAMAM树状大分子对DOX有较好的包封率,其包封能力强是因为它们的孔隙率较高。在生理pH条件下,PAMAM树状大分子无法释放DOX药物分子;在低pH时,DOX分子能快速地从PAMAM树状大分子内释出,主要原因是此条件下PAMAM的伯胺、叔胺和DOX的伯胺发生了质子化,质子化基团间的静电排斥使得PAMAM发生极大溶胀,导致其内部空腔暴露,促使DOX释放。本模拟在介观尺度揭示了PAMAM树状大分子对疏水药物分子的负载和释放机理。然后,本文构建了单链DNA(ssDNA)的粗粒化模型并对其准确性进行了验证,并且系统地研究了溶液的pH、PAMAM树状大分子的代数和盐浓度对PAMAM树状大分子-ssDNA复合物的结构以及PAMAM/ssDNA的正负电荷比对ssDNA和PAMAM自组装聚集体的尺寸和结构形貌的影响。模拟结果表明,在中性pH和低pH时,PAMAM树状大分子对ssDNA分子进行了很好的压缩和包装。对一定长度的ssDNA的负载,考虑到PAMAM的压缩能力和ssDNA的渗透,存在一个最佳的PAMAM树状大分子代数。ssDNA-PAMAM复合物的稳定性随着盐浓度的增加而减小。PAMAM/ssDNA的正负电荷比可用于调控它们的自组装聚集体的尺寸和形貌结构。