Page 102 - 化学分析与检测技术
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化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques
因，Liu 等用 Amorphous Cell 模块建立了苯酚官能化的壳聚糖和聚乙二醇交联形
成的水凝胶（CPDP）与常规壳聚糖和聚乙二醇交联形成的水凝胶（GCDP）模
型，比较了两种凝胶相互作用能的下降趋势以及分子间作用力的变化，结果表明
CPDP 水凝胶的相互作用能更高，苯酚的存在会加速分子间作用力，实现快速胶
凝，对 CPDP 凝胶的快速胶凝和独特流变行为能给出合理的解释。Shirolkar 等通过
Amorphous Cell 模块来评估壳聚糖网格中存在多孔结构的可能性，并结合其他模块
进行量子力学计算，探讨了壳聚糖和抗生素分子之间的物理化学相互作用，为理
解二者之间的物理化学相互作用提供一种新方法，对有效实现药物传递至关重要。
（二）壳聚糖结构与性质的分子模拟
1. 壳聚糖结构模拟
壳聚糖构象的多样性影响其物理化学性质，如溶解度、孔隙率、颗粒大小、
螯合金属离子及有机化合物的能力等，不同构象状态间的转变由乙酰化程度和分
布来调节。壳聚糖溶于酸性条件，使得大量壳聚糖的研究和应用都在溶液基础下
进行，因此溶液体系下壳聚糖的研究显得格外重要，但传统实验手段难以观察探
究壳聚糖在溶液中的行为细节。分子模拟可以提供溶液中分子构象和相互作用的
详细信息，这是目前无法通过其他手段获得的。
Franca 等对甲壳素和壳聚糖链的分子动力学模拟结果表明，多糖链的柔性与
乙酰化程度成反比，高度乙酰化的链或区域有稳定双螺旋构象的趋势，减小了
分子的构象可变性，同时证明了乙酰基团嵌段分布的壳聚糖聚集稳定性大于均
匀乙酰化的壳聚糖，壳聚糖纳米粒子的溶解性也随乙酰化程度的增加而降低。
Tsereteli 等也建立了在不同物理化学条件下（不同酸碱度和离子浓度的水溶液中）
长多糖的精确模型，通过与不同脱乙酰度壳聚糖溶液中的实验数据对比，结果表
明该模型能够很好地再现可用的实验数据。同时对溶液中大分子壳聚糖多糖的微
观和介观结构特性进行了表征，研究了聚合物长度、脱乙酰模式和脱乙酰度对聚
合物性能的影响。这些数据为今后设计壳聚糖材料提供潜在的价值。为了探究壳
聚糖衍生物在引入新基团时的构象变化，Tayyem 等研究了部分烷基化壳聚糖衍
生物和部分季铵化的烷基化壳聚糖衍生物，讨论了壳聚糖分子内氢键以及分子结
构在其衍生化过程中的变化，烷基化程度的变化对氢键的数量影响较小，聚合物
分子链呈刚性，随着季铵化程度的增加，氢键数量明显减少，季铵化能使烷基化
壳聚糖衍生物的刚性降低，从而使链更加灵活。此外，计算出壳聚糖衍生物与水
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