石墨烯锥与细胞膜相互作用的耗散分子动力学研究

发布时间：2021-03-13 09:02

　　随着石墨烯在生物医学技术上的发展,石墨烯的安全问题备受关注,其与细胞膜的相互作用已成为研究热点。虽然石墨烯片与细胞膜的基本行为已经得到广泛的研究,但石墨烯锥在细胞环境中的行为知之甚少。与超薄的二维合成材料相比,石墨烯锥凭其特殊的拓扑结构,在生物医学方面具有巨大的潜在价值。本文采用粗粒化分子动力学（CGMD）方法,研究了石墨烯锥与细胞膜之间的相互作用。根据实验观察,我们构造了具有五个不同锥角的石墨烯锥的粗粒化模型。分子动力学的模拟结果表明,石墨烯锥可以从锥角或锥底边缘自发的进入到细胞膜中,这两种穿膜方式与石墨烯锥的锥角大小和尺寸有关。针对这两种不同的穿膜方式,我们建立了穿膜能垒的理论模型,分析了石墨烯锥穿膜行为的规律,研究了穿膜能垒与锥角大小和尺寸之间的关系。在锥角穿膜的模式下,石墨烯锥倾向于垂直进入到细胞膜中;在锥底穿膜的模式下,石墨烯锥以倾斜的方向进入到细胞膜中,以减少进入障碍。此外,随着石墨烯锥进入细胞膜,石墨烯锥和细胞膜的相互作用可以通过原子力显微镜（AFM）测量得到。因此,我们采用耗散粒子动力学（DPD）模拟来分析石墨烯锥深入细胞膜的过程中相互作用力和自由能的变化。研究结果表明... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯及其衍生物Fig.1-1Graphenematerials

石墨烯的波纹形表面

石墨烯锥形成示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]耗散粒子动力学的发展与应用简述[J]. 吴立明,张国庆,刘汉涛.  科技信息. 2012(09)

博士论文
[1]金属、生物系统中夹杂与界面的力学问题研究[D]. 李寅峰.上海交通大学 2014



本文编号：3079935