纳米脂质囊泡多纳米孔分子转运的 COMSOL 模拟研究：洞察细胞运输机制与优化药物递送的新视角

为探究生物膜如何调节分子运输（这对细胞功能及药物递送、基因治疗等生物医学应用至关重要），研究人员利用 COMSOL Multiphysics 模拟了巨型单层囊泡（GUVs）纳米多孔隙的分子运输，得出与实验相符的速率常数，有助于优化纳米孔药物递送及理解细胞运输机制。

　　生物膜对细胞功能以及药物递送、基因治疗等众多生物医学应用中至关重要的分子运输起着调节作用。本研究运用 COMSOL Multiphysics 模拟了荧光探针（包括钙黄绿素、德克萨斯红葡聚糖 3000（TRD-3k）、TRD-10k 以及 Alexa Fluor 标记的大豆胰蛋白酶抑制剂（AF-SBTI））通过巨型单层囊泡（GUVs）中纳米尺寸多孔隙的运输。研究分析了不同孔径下这些荧光探针的扩散动力学，并通过曲线拟合得出与实验数据高度吻合的速率常数。此外，基于菲克扩散定律（Fick’s law of diffusion）的分析模型进一步揭示了运输效率。与传统单孔研究相比，该研究通过考察多个纳米孔同时进行的运输过程，提供了全新视角，能更好地模拟真实生物环境。研究借助 COMSOL 高效模拟大规模多纳米孔系统，这在需要对复杂运输现象进行建模的生物医学应用中尤为关键。该研究为多孔隙介导的运输提供了新见解，对优化基于纳米孔的药物递送以及推动细胞运输机制的理解意义重大。