阶段状态依赖的纳米粒子吸收巨型单状囊泡
Manuel M Sirch1,2, Andrej Kamenac1,2, Simon V Neidinger1,2
1Institute of Theoretical Medicine, Physiology, University of Augsburg, Augsburg 86159, Germany.
The journal of physical chemistry. B
|July 12, 2024
概括
模型膜的纳米粒子吸收在相位过渡附近达到顶峰,揭示了温度依赖的动态. 这项研究量化了由膜流动性影响的巨型单囊泡 (GUVs) 的内细胞类似行为.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 了解纳米粒子 (NP) 与生物膜的相互作用对于药物输送和纳米医学至关重要.
- 膜相转换显著改变了膜的特性,可能会影响NP吸收机制.
- 类似于内细胞形成的过程是细胞吸收纳米颗粒的关键途径.
研究的目的:
- 量化模拟膜的内细胞样纳米粒子吸收,作为温度和膜相位状态的函数.
- 为了研究膜流动性,相变和NP-膜粘附之间的关系.
- 为了阐明控制NP吸收的动态相互作用,以应对热变化.
主要方法:
- 使用由1,2-dipentadecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (15:0 PC) 组成的巨型单囊 (GUV) 作为模型膜.
- 采用时间序列显微镜来监测囊泡收缩和量化NP吸收率.
- 应用了Helfrich模型和文献中的曲模量值来分析膜张力和NP粘附.
主要成果:
- 纳米粒子吸收率表现出高度非线性对温度的依赖,具有明显的峰值.
- 在主要结构阶段过渡 (Tm + 3 K ≈ 37 °C) 附近观察到全球最大吸收率.
- 在过渡前的温度 (Tp = 22 °C) 发生了吸收的次要峰值,吸收动力学的偏差.
结论:
- 膜相位过渡极大地影响了类似于内细胞结合的纳米粒子吸收.
- 膜流动性和张力的温度依赖的变化调节了NP-膜粘附和随后的吸收.
- 这些发现提供了对生物系统中纳米粒子-膜相互作用的复杂生物物理机制的见解.
