【摘 要】
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纳米颗粒由于具有优异的物理化学性质而在生物医药领域有着广阔的应用前景,而细胞对纳米颗粒的摄取或颗粒的跨膜渗透正是这些应用的先决条件之一。纳米颗粒进入细胞的途径有多种,而细胞内吞是其中主要的一种方式。大量的研究表明纳米颗粒的各种性质,如尺寸、形状、表面性质等都会影响细胞对纳米颗粒的摄取。但之前的研究大都集中于细胞对同一类纳米颗粒的摄取行为,而对异种颗粒的细胞摄取却知之甚少。最近的实验发现功能化纳米颗
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纳米颗粒由于具有优异的物理化学性质而在生物医药领域有着广阔的应用前景,而细胞对纳米颗粒的摄取或颗粒的跨膜渗透正是这些应用的先决条件之一。纳米颗粒进入细胞的途径有多种,而细胞内吞是其中主要的一种方式。大量的研究表明纳米颗粒的各种性质,如尺寸、形状、表面性质等都会影响细胞对纳米颗粒的摄取。但之前的研究大都集中于细胞对同一类纳米颗粒的摄取行为,而对异种颗粒的细胞摄取却知之甚少。最近的实验发现功能化纳米颗粒（Functional NP,FNP）可以有效促进非功能化纳米颗粒（或旁观者纳米颗粒,Bystander NP,BNP）的细胞摄取率。然而人们对于这一现象背后的物理机制,尤其是纳米颗粒在此内吞过程中可能的协同效应,还不甚了解。这也成为阻碍这一新发现进一步应用的一大原因。在本文中,我们结合分子动力学模拟和理论模型分析,对细胞摄取中的旁观者摄取效应进行了研究。与实验观察一致,我们的模拟结果证实细胞膜对FNP的包裹确实能够有效增强BNP的内化程度。我们在结合PMF计算和膜曲率分析后发现,旁观者摄取效应是由于FNP/BNP与膜的相互作用以及由此所产生的膜曲率介导的纳米颗粒之间的有效吸引作用所导致的。基于该机制,我们进一步研究了 FNP的尺寸、数量、表面配体密度以及BNP的尺寸和形状对旁观者摄取效应的调节作用。结果表明在一定阈值下,FNP表面配体密度的提高能够提升旁观者摄取效应;BNP的各项异性有利于旁观者摄取效应;FNP数量的提升有利于旁观者摄取效应,且存在最佳FNP/BNP的数量比。我们的结果对如何利用FNP或BNP的性质来调控旁观者摄取效应给出了定性或定量的建议,为此效应的进一步应用奠定了基础。
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