碳纳米管的生物学效应：药物输运和偶极信号调控

发布时间：2024-04-09 06:16

　　碳纳米管(CNTs)由于独特的结构和优异的理化性质,在与生物体接触时会表现出显著的生物学效应。尤其在药物输运和偶极信号调控方面更是表现突出,也是研究的热点,本文正是围绕这两方面来展开论述。首先,碳纳米管凭借其可观的比表面积、长径比以及内部中空结构的特性,在药物输运方面显示出巨大的潜力。但是,已有的研究未能彻底揭示出药物输运的详细的动力学过程和深层次机理。包括药物分子在碳纳米管内的封装过程,药物分子-碳纳米管复合物在细胞膜内的渗透过程以及药物分子在细胞膜内的释放,这些生物现象在物理层面上的作用机理尚不清楚。因此,本文以普瑞巴林(PRE)为药物小分子代表,以单壁碳纳米管(SWCNT)为输运通道,以磷脂双层膜为细胞膜模型,运用分子动力学模拟的方法,主要探究了在水溶液中药物分子普瑞巴林在磷脂双层膜内的渗透,浓度对药物分子在磷脂双层膜内分布的影响,药物分子在最优碳纳米管内的封装及其稳定性,药物分子-碳纳米管复合物在磷脂双层膜内的渗透以及药物分子在膜内从碳纳米管中的释放。对碳纳米管的药物输运这一生物学效应的探索,期望能为靶向药物疗法指明方向,也期望碳纳米管作为分子输运的载体,能在药物和基因输运、生...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 碳纳米管结构和分类
    1.2 碳纳米管特性和应用
        1.2.1 电学性能及其应用
        1.2.2 力学性能及其应用
        1.2.3 热学性能及其应用
        1.2.4 光学性能及其应用
    1.3 碳纳米管的两个生物学效应的研究进展
        1.3.1 碳纳米管的药物输运生物学效应的研究进展
        1.3.2 碳纳米管的偶极信号调控生物学效应的研究进展
    1.4 本文的研究目的、意义和主要内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究意义
        1.4.3 主要内容
第二章 分子动力学模拟基本理论
    2.1 基本概念
    2.2 基本原理
    2.3 模拟的基本流程
    2.4 模拟涉及的关键技术
        2.4.1 分子力场
        2.4.2 算法
        2.4.3 系综
        2.4.4 周期性边界条件
        2.4.5 积分时间步长的选取
        2.4.6 操控式分子动力学模拟
        2.4.7 自由能计算
第三章 基于超短碳纳米管的药物分子普瑞巴林的封装和释放
    3.1 模拟方法
    3.2 结果和讨论
        3.2.1 药物分子在磷脂双层膜中的渗透
        3.2.2 药物分子在磷脂双层膜中的分布
        3.2.3 药物分子在最优碳纳米管中的封装
        3.2.4 三个药物分子在(7,7)碳纳米管中的稳定性
        3.2.5 普瑞巴林-碳纳米管复合物在磷脂双层膜中的渗透
        3.2.6 药物分子从碳纳米管释放到磷脂双层膜内
    3.3 小结
第四章 操控碳纳米管中水的偶极子的翻转
    4.1 模拟方法
    4.2 结果和讨论
        4.2.1 温度对偶极子翻转的影响
        4.2.2 电场对偶极子翻转的影响
        4.2.3 电荷对偶极子翻转的影响
    4.3 小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
个人简介
致谢



本文编号：3949445