孔宪，胡晓宇,，卢滇楠,，刘铮(化学工程联合国家重点实验室（清华大学）；清华大学化学工程系，北京 00084）

动态表面张力破裂磷脂膜的分子动力学模拟

孔宪1，胡晓宇1,2，卢滇楠1,2，刘铮2
(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）

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。

关键词：DPPC/DPPG磷脂双层膜；分子模拟；磷脂膜破裂；表面张力；动力学理论

2015-07-17收到初稿，2015-08-14收到修改稿。

联系人：卢滇楠，刘铮。第一作者：孔宪（1988—），男，博士研究生。

Received date: 2015-07-17.

引　言

自然界的磷脂双层膜由两层磷脂单分子组装而成，是生命活动的重要载体[1]。……