关于可变形聚合物纳米粒子细胞内化中的中等尺度洞察力:结构异质性与网络弹性对比
Xianyu Song1, Yuxiang Nie1, Sijia Wang2
1Key Laboratory of Water Environment Evolution and Pollution Control in Three Gorges Reservoir, School of Environmental and Chemical Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404020, China.
Colloids and surfaces. B, Biointerfaces
|November 26, 2025
概括
聚合物纳米粒子 (NP) 的结构异质性和弹性显著影响细胞吸收. 具有更高弹性的异质NP增强了膜包裹和NP内部化,这对于有针对性的交付应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物纳米技术 生物纳米技术
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 为增强功能优化聚合物纳米粒子 (NP) 取决于理解它们的物理化学性质.
- 在复合聚合物NP中控制生物-纳米相互作用的结构-功能关系尚未得到充分理解.
研究的目的:
- 通过模拟不同的结构异质性和网络弹性来研究可变形聚合物NP的细胞内化.
- 阐明NP架构如何影响与细胞膜的相互作用.
主要方法:
- 具有不同结构异质性和弹性的聚合物NP的大规模中镜模拟.
- 在NP内部化过程中分析膜破裂与膜包裹.
- 原子力显微镜 (AFM) 观测以支持模拟发现.
主要成果:
- 同质的NP在5.0-12.5%的胀下引起了膜破裂,而异质的NP则诱导了膜包裹.
- 具有较高扬斯模量的异质NP显示出1.7-2.3倍更高的膜透效率.
- 增加的网络弹性通过促进粘附和抵抗变形来增强NP吸收.
结论:
- 结构异质性和网络弹性协同影响生物纳米相互作用和NP细胞内化.
- 与同质NP相比,异质聚合物NP提供了更好的细胞吸收.
- 这些发现指导了先进纳米材料的设计,以实现有针对性的输送和免疫逃避.
