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外壁荷电性质对双壁碳纳米管中水分子运动行为的影响
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ021.4[化学工程]
  • 作者机构:[1]化学工程联合国家重点实验室(清华大学), [2]清华大学化学工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21276138); 化学工程重点实验室基金项目(SKL-CHE-10A01)~~
中文摘要:

磷脂双层膜在生物传感器、仿生膜和生物膜反应器等领域具有广阔的应用前景。揭示磷脂膜破裂过程规律对于磷脂膜器件设计和应用具有重要的基础意义。以二棕榈酰磷脂酰胆碱(dipalmitoyl phosphatidylcholine,DPPC)和二棕榈酰磷脂酰甘油(dipalmitoyl phosphoglycerol,DPPG)作为磷脂膜组分,采用粗粒化分子动力学模拟研究了磷脂膜组成对其破裂过程的影响规律。首先建立了磷脂膜破裂动力学的临界破裂时间及临界破裂表面张力的识别方法;进而考察了磷脂膜组成对其破裂动力学的影响规律。模拟结果表明随着带负电组分DPPG含量增加,磷脂膜平均临界破裂时间延迟且分布变宽,即磷脂膜强度提高,磷脂膜破裂呈现非均匀特性。提出了描述动态表面张力作用下磷脂膜破裂过程的"动态"微观对抗理论,由该理论可预期磷脂膜的线张力随着DPPG含量提高而增强,与分子动力学模拟结果相符。为基于磷脂膜的分子器件的设计提供了数值模拟及理论依据。

英文摘要:

The biocompatible nature of lipid bilayer makes it appealing for wide applications including biosensor, biomimetic membrane for separation or reaction. Understanding lipid bilayer rupture is of fundamental importance for the design and application of lipid bilayer based devices. In the present study, a lipid bilayer membrane made by dipalmitoyl phosphatidylcholine(DPPC) and dipalmitoyl phosphoglycerol(DPPG) was used for the molecular dynamics simulation of the lipid bilayer rupture. A method for determining the rupture time and the critical surface tension was proposed, based on which, the effects of lipid bilayer composition on the lipid bilayer rupture were examined. It was shown that an increase in the negatively charged DPPG in the lipid bilayer postponed the rupture time, indicating a strengthened structural stability. On the other hand, the widened distribution of the rupture time indicated the heterogeneous nature of the lipid bilayer. A dynamic microscopic opposing forces model was proposed to describe the above mentioned lipid bilayer rupture under an unsteady surface tension. The model had reproduced the simulation results and thus offered theoretical tools for the design and optimization of the lipid bilayer based devices and processes.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185