Реферат статьи: Nel A.E. et al. Understanding biophysicochemical interactions at the nano-bio interface // Nature Materials. 2009. Vol. 8, № 7. P. 543–557.

Наночастицы взаимодействуют с белками, мембранами, клетками, ДНК и органеллами, организуя ряд нано-биологических границ взаимодействия (интерфейсов), которые зависят от коллоидных сил также как и динамических биофизикохимических взаимодействий.
Это приводит к образованию белковых корон, обертывания частиц, внутриклеточному поглашению и биокаталитическим процессам, которые могут иметь биосовместимый или биоадгезивный результат.

For their part, the biomolecules may induce phase transformations, free energy releases, restructuring and dissolution at the nanomaterial surface. Probing these various interfaces allows the development of predic­tive relationships between structure and activity that are determined by nanomaterial properties such as size, shape, surface chemistry, roughness and surface coatings. This knowledge is important from the perspective of safe use of nano materials.

Между наноматериалами и биологическими системами есть граница взаимодействия (интерфейс). Мы должны понимать динамические силы и молекулярные компоненты, которые определяют это взаимодействие.

Нано-био интерфейс включает в себя три взаимодействующие части:
(i) поверхность наночастицы, характеристика, которая определена физико-химическим составом;
(ii) интерфейс твердое-жидкое и изменения, которые происходят при взаимодействии частицы со средой;
(iii) контактная зона твердо-жидого интерфейса с биологическими субстратами.

Понимание твердо-жидкого интерфейса — ключ к пониманию нано-био интерфейса.

Часто подразумевается стационарное поведение при рассмотрении макроскопических параметров суспензии. Однака граница взаимодействия нестационарна в силу организующего метаболизма клетки и влияния внешних факторов.

At first glance, the interactions between nanoparticles and cells seem to embody some of the same principles as those between colloidal particles. VDW, electrostatic, solvation, solvophobic and depletion forces still apply, but they require special consideration for events occurring at the nanoscale. Complexity increases greatly when it comes to the interface between nanomaterials and biological systems

Typical interactions between SiO 2 particles in water involve VDW, electrostatic and solvation forces.

VDW forces result from the quantum mechanical dance of the electrons.. Формируются диполи.

The electro­static force in the system results from surface charges

In biological fluids, the ionic strength is often about 150 mM, meaning that the electrostatic forces are most likely to be screened within a few nanometres of the surface.

Депляционный эффект связан с явлением осмоса, вытягивания раствора между двумя большими частицами, другими более мелкими окружающими частицами. Depletion interaction

Важную роль играет растворение, способность воды формировать слои на поверхности частиц, которые препятствуют взаимодействию частиц друг с другом. The water molecules adhere to the particles with sufficient energy to form steric bumper layers on their surfaces, making it difficult for pairs of particles to touch or adhere. Thus, solvation forces increase par­ticle stability through ‘hydration pressure’ or ‘hydrophilic repulsion’.

concept of a time­ dependent, dynamic interface