本文關(guān)鍵詞：兩性聚電解質(zhì)刷離子特異性的分子動力學研究

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【摘要】：兩性聚電解質(zhì)刷具有優(yōu)異的蛋白阻抗性能,該特性能應用于海洋防污領(lǐng)域。通常該特性被認為是由于兩性聚電解質(zhì)刷特殊的靜電和氫鍵作用形成的水化層所賦予的。另一方面,兩性聚電解質(zhì)又有其特殊的“反”聚電解質(zhì)性質(zhì)。例如,在低鹽濃度下,兩性聚電解質(zhì)鏈由于鏈內(nèi)/鏈間靜電相互作用,兩性聚電解質(zhì)刷呈現(xiàn)坍縮構(gòu)象,刷內(nèi)的水化程度較低。相反,在高鹽濃度下,兩性聚電解質(zhì)鏈內(nèi)/鏈間的靜電相互作用被鹽離子屏蔽,兩性聚電解質(zhì)刷的水化程度增加而采取溶脹構(gòu)象。考慮到兩性聚電解質(zhì)刷的水化程度與其所采取的構(gòu)象相關(guān),那么其蛋白阻抗性能也同樣與其構(gòu)象相關(guān)。我們已經(jīng)知道兩性聚電解質(zhì)的構(gòu)象受離子強度、pH值和溫度影響。目前研究表明,離子種類同樣會影響兩性聚電解質(zhì)刷的構(gòu)象,也就是該體系中存在離子特異性。在本工作中,我們選取甜菜堿型兩性聚電解質(zhì)PSBMA作為研究對象,通過分子動力學模擬的方法,研究其在不同鹵化鈉鹽溶液體系中,由于離子特異性效應導致的構(gòu)象變化。研究結(jié)果表明,鹵素離子的水化能力從強到弱的順序為:F-Cl-Br-I-,而PSBMA上帶正電荷的季銨根基團屬于弱水化離子基團。水化能力越弱的鹵素離子在季銨根基團周圍的分布密度更高,鹵素離子層半徑越小,與季銨根基團相互作用的勢能越低,形成的離子對越穩(wěn)定,因此越能有效地破壞PSMBA鏈內(nèi)/鏈間的靜電相互作用,導致兩性聚電解質(zhì)刷的水化程度越高而采取更為溶脹的構(gòu)象狀態(tài)。由此水化能力較弱的鹵素離子能更好的提升PSBMA兩性聚電解質(zhì)刷的蛋白阻抗性能,或者更有利于已經(jīng)吸附在PSBMA兩性聚電解質(zhì)刷表面的蛋白質(zhì)解吸附。
【關(guān)鍵詞】：離子特異性效應 兩性聚電解質(zhì) 分子動力學模擬
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-29
• 1.1 海洋生物污損9-11
• 1.1.1 主要海洋污損生物10
• 1.1.2 海洋污損生物附著的影響因素10
• 1.1.3 海洋生物污損發(fā)生過程10-11
• 1.2 海洋防污技術(shù)發(fā)展歷史11-14
• 1.2.1 基料不溶型海洋防污材料12
• 1.2.2 基料可溶型海洋防污材料12-13
• 1.2.3 自拋光型海洋防污材料13-14
• 1.3 國內(nèi)外海洋防污材料研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3.1 傳統(tǒng)自拋光海洋防污涂料14-15
• 1.3.2 低表面能的海洋防污材料15-16
• 1.3.3 仿生結(jié)構(gòu)的海洋防污材料16-17
• 1.3.4 接枝抗菌基團的海洋防污材料17
• 1.3.5 可降解的海洋防污材料17-18
• 1.3.6 抗蛋白吸附的海洋防污材料18-19
• 1.4 離子特異性效應19-28
• 1.4.1 鹽溶液體系中的離子特異性效應20-23
• 1.4.2 水化匹配模型23-26
• 1.4.3 色散力作用26-27
• 1.4.4 離子特異性效應的相關(guān)研究27-28
• 1.5 本論文的主要工作28-29
• 第二章 分子動力學模擬介紹29-39
• 2.1 系綜30
• 2.2 邊界條件30-32
• 2.3 分子力場32-34
• 2.3.1 AMBER力場33
• 2.3.2 CHARMM力場33
• 2.3.3 CVFF力場33-34
• 2.3.4 OPLS力場34
• 2.4 粒子位置和速度的初始化34-35
• 2.5 求解牛頓運動方程的算法35-38
• 2.5.1 Verlet算法35-36
• 2.5.2 Leap-Frog算法36
• 2.5.3 Velocity-Verlet算法36-37
• 2.5.4 Beeman算法37
• 2.5.5 Gear算法37-38
• 2.6 分子動力學模擬軟件包38-39
• 第三章 兩性聚電解質(zhì)刷的離子特異性效應39-56
• 3.1 引言39
• 3.2 模型構(gòu)建和模擬參數(shù)39-43
• 3.3 結(jié)果分析43-56
• 3.3.1 體系的勢能變化43-44
• 3.3.2 溶劑可及表面積44-46
• 3.3.3 離子分布比例46-47
• 3.3.4 徑向分布函數(shù)和均力勢47-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-64
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果64-65
• 致謝65-66
• 附件66

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本文編號：548602