[毕业论文] 脂质体—纳米粒自组装结构的平均场研究 [复制链接]

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毕业论文-脂质体—纳米粒自组装结构的平均场研究，共79页，30430字

中文摘要

脂质体、纳米粒以及脂质体—纳米粒混合结构是很好的纳米药物载体，它们

在纳米药物运输和疾病治疗方面有很好的应用前景。这些载体能够实现众多医学

领域关注的重要问题，如靶向给药、增加药物运载量、增加药物释放时间等。此

外，纳米粒的形状也会在很大程度上影响药物释放。

本文利用自洽平均场（SCFT）方法，对脂质体—纳米粒在水溶液中的自组装

结构进行了二维数值模拟。主要包括三部分的工作：

首先，模拟了二嵌段脂分子与圆形纳米粒的自组装行为，得到了其平衡结构

与脂质体浓度及纳米粒表面电荷密度的关系。

其二，研究了二嵌段脂分子与不同形状纳米粒（正三边形、正四边形、正六

边形、正八边形）之间的自组装行为，得到了不同形状纳米粒与脂分子的自组装

结构；在模拟过程中发现对于非圆形纳米粒，当纳米粒尺寸减小到一定值时，周

围会形成圆形脂质膜包裹，且随着正多边形边数的增多，其周围形成圆形脂质膜

的临界面积增大。

其三，模拟了三嵌段脂分子与圆形纳米粒的自组装行为，探讨了纳米粒表面

电荷密度对平衡状态的影响。

自洽平均场方法（SCFT）可用来预测和设计新的纳米药物载体，同时，在模

拟过程中得到的结构对于纳米药物载体的制备具有一定的参考价值。

关键词：脂质体；纳米粒；自组装；自洽场

ABSTRACT

Liposomes and nanoparticles, as well as their composite nanostructures, have

great potential application for drug delivery and disease therapy. All these nanocarriers

can achieve many important fields of the nanomedicine. Their structure allows them to

encapsulate and carry drugs for the targeting of cells, high drug encapsulation and

continuous drug release. Moreover, the shape of nanoparticles, to a large extent, affects

the drug release profile.

In this dissertation, we performed two-dimensional numerical simulations by

using the self-consistent method (SCFT) to study the interaction between liposomes

and nanoparticles in an aqueous solution. The following three issues are addressed.

Firstly, we simulate the self-assembly of diblock copolymers and spherical

nanoparticle in an aqueous solution. By varying the concentration of diblocks and the

surface charge density of particles, several interesting structures have been found.

Secondly, we investigate the role of particle shape in the self-assembly behavior.

The influence of the shape of nanoparticles, e.g. equilateral triangle, square, hexagon,

and octangle, has been examined. With the decrease in the particle size, the lipid

molecules can form spherical lipid layers at the exterior around non-spherical

nanoparticle. As the number of polygon edges increases, the critical area of various

polygons increases.

Finally, we explore the interaction of linear triblock copolymers and spherical

nanoparticle in an aqueous solution. Some novel self-assembled nanostructures are

observed by altering the concentration of triblocks and the surface charge density of

particles. This method may be used to predict and design novel nanomedicine carriers,

and the obtained results are helpful for the fabrication of drug delivery system.

Keywords：liposome; nanoparticle; self-assemble; self-consistent field

目录

第 1 章 绪 论 ........1

1.1 研究背景 .......1

1.1.1 纳米药物载体的作用 ........1

1.1.2 纳米药物载体的分类 ........1

1.1.3 纳米粒形状的影响 3

1.2 研究现状 .......4

1.2.1 实验方面 ...4

1.2.2 理论方面 ...5

1.3 自洽场简介 ....6

1.3.1 聚合物介观场论方法 ........6

1.3.2 聚合物链的标准高斯模型 .6

1.3.3 自洽平均场理论 ...8

1.3.4 自洽场方程的求解 ..........12

1.4 本文研究的主要内容 ...........13

第 2 章 脂质体 —圆形纳米粒自组装结构研究 ....15

2.1 研究的问题与方程 ..15

2.2 纳米粒表面特性 ......17

2.2.1 不带电纳米粒 .....17

2.2.2 带电纳米粒 .........19

2.3 脂分子浓度影响 ......21

2.3.1 参数设置 .21

2.3.2 脂分子浓度对自组装结构的影响 ...........21

2.4 纳米粒表面电荷不同的研究 ...........23

2.5 本章小结 .....24

第 3 章 不同形状纳米粒与脂质体自组装结构研究 ........25

3.1 参数设置 .....25

3.2 不同形状纳米粒与脂分子自组装结构 ........25

3.3 纳米粒大小对自组装结构影响 ........27

3.3.1 正四边形纳米粒大小对自组装结构影响 27

3.3.2 结果分析 .29

3.4 不同形状纳米粒的尺寸影响 ...........29

3.4.1 不同形状纳米粒形成圆形膜的临界面积 29

3.4.2 结果分析 .32

3.5 本章小结 .....32

第 4 章 三嵌段脂分子与纳米粒自组装结构研究 34

4.1 研究的问题与方程 ..34

4.2 脂分子浓度 ..36

4.2.1 参数设置 .36

4.2.2 脂分子浓度对平衡结构结构影响 ...........37

4.3 纳米粒表面特性 ......40

4.3.1 参数设置 .40

4.3.2 纳米粒表面电荷影响 ......40

4.4 本章小结 .....44

第 5 章 全文总结与展望 .45

5.1 全文总结 .....45

5.2 工作展望 .....46

插图索引 ...47

表格索引 ...49

参考文献 ...50

致 谢 .........53

声 明 ...

附录 A 外文资料的调研阅读报告（或书面翻译） ..........55

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