Page 100 - 化学分析与检测技术

化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques

材料体系的硬度没有增加，这可能是由于低纵横比的原因。Michael 等又对单壁
碳纳米管 / 苯乙烯复合材料的弹性模量进行了分子动力学模拟，结果表明，长碳
纳米管 / 聚乙烯复合材料的弹性模量最大。

四、分子模拟技术在壳聚糖功能材料研究中的应用

（一）壳聚糖功能材料研究常用模块
Materials Studio 软件逐渐成为当下研究壳聚糖结构性质的热门工具，下面将
介绍壳聚糖研究中常用的几个模块。

1.Visualizer 模块
该模块是 Materials Studio 的核心模块，可以简单地建立分子、晶体、高分
子材料等模型，通过观察分析模型，以表格、文本、图表等形式来处理数据，
为 Materials Studio 的其他模块提供基本环境和分析工具。该模块能清楚地反

映所建模型的基本信息，如原子种类、分子大小、化学键类型等，为后续的计
算提供便利。Wang 等通过 Visualizer 模块计算了不溶性抗肿瘤药物模型羟喜树
碱（HCPT）、紫杉醇、阿霉素的分子大小分别为 1.14nm×0.69nm×0.44nm、
1.90nm×1.19nm×0.07nm、1.52nm×1.08nm×0.71nm，通过实验研究了改性前

后壳聚糖基介孔炭材料对 HCPT 的吸收和释放性能，从而设计更好的介孔炭载体
用于药物传递系统，提高难溶性药物的溶出度和生物利用度。
2.Forcite 模块
Forcite 模块是 MS 中计算经典分子力学的先进工具，也是分子动力学模拟的

常用模块，可快速计算得到分子和周期性系统的能量和最优几何构型。同时提供
多种力场，如 Compass、Universal 等，以及各种电荷计算方法的选择。为了探
究增加壳聚糖上接枝聚精氨酸的链长能否影响基因转染效率，Zhang 等用 Forcite
模块，在 Compass 力场下构建了不同聚合度精氨酸（聚合度为 1 和 5）修饰的壳
聚糖 CS － Arg 和 CS － 5Arg 模型，共 8 种可能的构象类型，并分别计算了这 8

种构象的能量，得到了 CS － Arg 和 CS － 5Arg 最稳定的两种构象形式，由于三
维结构和空间位阻，CS － 5Arg 上的胍基被壳聚糖分子屏蔽。分子模拟结果也为
实验中得到的 CS － Arg 和 CS － 5Arg 基因转染效率接近提供了很好的诠释，由

此推断出增加精氨酸的接枝量对转染效率没有明显提高。Yang 等用 Forcite 模块
对羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素、海藻酸钠与壳聚糖的双组分体系进行优化和退

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