仿生陰陽離子液胞的膜通透與膜融合特性之基礎熱力學研究

"離子對雙親分子，是混合陰離子及陽離子型界面活性劑溶液，並移除對離子後形成之新型界面活性分子。其分子結構與磷脂相似，在溶液中可以自組裝形成陰陽離子液胞，可作為低成本的磷脂仿生分子，並於藥妝，經皮輸送、以及醫藥領域等，有極佳的應用潛力。目前陰陽離子液胞的相關研究，皆著重於提升其膠體穩定性；然僅有少數文獻，著墨於陰陽離子液胞的藥物輸送機制，例如液胞的通透與膜融合的特性等，限制了陰陽離子液胞的應用發展。本研究擬運用多尺度分子模擬結合進階自由能計算，從分子層次探討陰陽離子液胞雙層膜的傳輸特性。利用分子模擬，本研究將系統性的探討離子對雙親分子之組成、膜通透劑、與液胞穩定劑之添加等變因，對於陰陽離子液胞雙層膜的通透特性以及液胞融合機制之影響。除了傳統雙鍊型離子對雙親分子之外，新型多鍊型離子對雙親分子所形成的陰陽離子液胞，目前已有實驗證實其優異的膠體穩定性；本研究亦將進一步探討由多鍊型離子對雙親分子所組成的雙層膜系統。利用分子模擬結合自由計算與理論分析，本研究將系統性的分析仿生離子對雙親分子雙層膜於三個面向的重要參數：
1. 仿生陰陽離子液胞雙層膜之結構、機械模數、相態、與穩定度等特性，並與實驗結果相互驗證
2. 分子於雙層膜的通透過程之自由能與擴散速率等變化
3. 仿生雙層膜於融合過程中的自由能、形變能、以及分子交換的熵變化等。
藉由上述離子對雙親分子雙層膜重要的結構與熱力學參數，可進一步綜合探討仿生陰陽離子液胞的藥物輸送潛力。而經由上述完整建構的陰陽離子液胞之基礎學理特性，可對未來仿生離子對雙親分子之生醫應用發展，提供重要的分子工程資訊。"