焦凤轩 桑建兵 刘朝阳 李 洋

(河北工业大学机械工程学院，天津300401)

目前纳米颗粒(nanoparticles，NPs)已广泛地应用于纳米医学、药物传递、疾病检测和生物传感等领域[1]。虽然NPs具有推动新技术的潜力，但先前的研究也表明了它们对人类健康的潜在风险。其中一个健康风险是空气中NPs的摄取[2]，NPs与肺部的相互作用可以改变呼吸过程中肺部成分的正常特性。空气中颗粒物被吸入的概率主要由颗粒物的大小决定，小颗粒物(如直径小于100 nm的颗粒物)更容易被吸入肺部深处，穿透上皮细胞进入血流[3]。经常吸入空气中的NPs会增加肺部老化的可能性，导致肺部功能障碍，并可诱发严重的肺部疾病，如哮喘、肺癌、急性呼吸窘迫综合征等。吸入的NPs与肺表面活性物质单层(pulmonary surfactant，PS)相互作用，可能对肺表面活性物质层造成严重损伤。此外，在实验研究中发现，吸入的NPs可能与表面活性成分相互作用，抑制肺功能正常，诱发肺部疾病[4]。因此，需要进行分子水平的研究，以探索吸入NPs引起的PS的结构变化，并帮助追踪这些NPs对常见肺部活动的不良影响。

PS主要由磷脂(饱和和不饱和)、胆固醇和少量蛋白质组成，它们共同在肺泡内的气-水界面形成稳定的单层[5]。大约一半的脂质由饱和脂质(DPPC)组成，这是一种饱和的磷脂，在生理温度下可以紧紧地包裹在单分子层中，使PS单分子层能够在压缩[6]时达到0左右的表面张力而不会塌缩。其他的表面活性剂脂质，包括不饱和脂质(POPG)能使单分子层流体化。呼吸过程中，肺泡表面积不断扩大和压缩，PS在空气与水界面达到20～25 mN/m的平衡表面张力[7]。……