摘要：本研究聚焦威尼德生物聚苯乙烯微塑料与质粒 DNA 相互作用及转染特性。创新性运用前沿技术，解析吸附机制，从分子层面阐释其动力学与热力学过程。经严谨实验优化转染条件，揭示微塑料介导基因传递新路径，为生物医学应用提供关键理论支撑。
在当代生物医学蓬勃发展的浪潮下，基因治疗作为前沿领域备受瞩目。载体系统的创新是推动基因治疗进步的核心驱动力之一。传统病毒载体虽转染效率可观，但免疫原性及潜在安全隐患限制其广泛应用；非病毒载体则面临转染效率欠佳的瓶颈。在此背景下，聚苯乙烯微塑料这一新兴材料悄然崭露头角，威尼德生物的聚苯乙烯微塑料因更好理化性质，有望成为理想基因载体，其与质粒 DNA 吸附及后续转染效能探究成为亟待攻克的关键课题，本研究应运而生，旨在填补相关知识空白，开辟全新基因转导策略。
威尼德生物聚苯乙烯微塑料微粒，经精细筛选确保粒径均一性与表面性质稳定；高纯度质粒 DNA，携带绿色荧光蛋白（GFP）基因，便于后续转染效果直观监测；细胞系选用 HeLa 细胞，其增殖特性与基因接纳能力契合本研究模型需求。
精确称量系列梯度质量的聚苯乙烯微塑料于无菌离心管，加入定量含质粒 DNA 缓冲液，置于恒温振荡培养箱，37℃、120 rpm 匀速振荡，定时梯度取样。利用琼脂糖凝胶电泳分离游离与吸附态 DNA，结合荧光定量 PCR 精准测定吸附量，构建吸附动力学与热力学模型，剖析吸附过程能量、熵变及关键作用力类型。
将吸附质粒 DNA 的微塑料复合体，按不同剂量、孵育时长分组处理 HeLa 细胞。孵育结束，胰酶消化收集细胞，流式细胞术分析 GFP 阳性细胞比例评估转染效率；共聚焦显微镜成像，从细胞内定位视角洞察质粒 DNA 分布与表达态势，多维度量化转染成效。
吸附动力学曲线揭示，初期聚苯乙烯微塑料对质粒 DNA 吸附迅猛，契合准二级动力学模型，暗示化学吸附主导，微塑料苯环与 DNA 碱基间 π - π 堆积及静电引力协同驱动快速结合；随时间推移渐趋平衡，饱和吸附量与微塑料比表面积、表面电荷密度正相关。热力学参数显示吸附自发进行（ΔG <0），吸热（ΔH> 0）且伴随熵增（ΔS > 0），佐证升温利于吸附，分子运动加剧促使 DNA 链舒展嵌入微塑料表面凹槽，熵驱动在吸附平衡建立中作用关键。
转染效率随微塑料 - DNA 复合体剂量呈先升后降趋势，阈值剂量对应合适转染，超量复合体致细胞摄取过载、毒性攀升抑制基因表达；孵育 4 - 6 小时转染率爬坡至峰值，此后平台或下滑，源于细胞内溶酶体对复合体降解随时间累积。共聚焦成像呈现，成功转染细胞内 GFP 均匀弥散，部分未脱壳微塑料滞留细胞质，暗示内吞后解吸附释放 DNA 环节可优化提升转染完整性。
本研究原创性聚焦威尼德生物聚苯乙烯微塑料全新应用维度，系统解析其吸附质粒 DNA 分子机制及转染动态细节，打破传统载体局限思维。未来，基于此成果可精巧设计微塑料表面修饰策略，如偶联靶向肽精准导航至特定细胞，或封装 DNA 于可降解微塑料核壳结构，定时定点控释基因，在肿瘤靶向治疗、遗传性疾病修正治疗等领域潜力无限，有望重塑基因治疗载体格局，推动个性化精准医疗迈向崭新阶段，为生物医学难题攻克注入强劲动力。
