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

目前在药物传递、组织工程、杀菌抗菌、伤口敷料等众多医药和医学领域中得到
广泛应用。而分子相互作用的实验研究和药物传递系统的提供需要大量的成本、
时间和艰苦的工作，且不可能在分子和原子水平上获得这些过程的精确细节，所
以越来越多的研究者通过计算机模拟技术来获得这些过程的大量信息以优化实验

操作。
（1）药物传递
分子模拟可以极大程度地帮助选择更合适的药物载体。Eslami 等选择壳聚糖
和聚氰基丙烯酸正丁酯（PBCA）作为治疗阿尔兹海默症的常见药物他克林的载

体，在 298K 和标准大气压下通过 NPT 系综对系统进行了 5ns 的动力学模拟，计
算不同聚合度的两种聚合物和他克林间的分子作用力。模拟结果表明，当聚合物
链长度增加时，他克林与 PBCA 之间的相互作用变得更强，而壳聚糖与他克林系
统没有观察到有规律的趋势。Khezri 等通过模拟的方法研究了壳聚糖和姜黄素之

间的相互作用，在第一个分子动力学模拟时间间隔（10ns）之内，壳聚糖与姜黄
素稳定结合，在 20ns 后姜黄素开始释放，这一过程与实验测试一致，证实了壳
聚糖纳米颗粒可以作为载体携带姜黄素。
（2）组织工程

通过使用合成或天然衍生的工程生物材料来替代受损组织，组织工程为传统
移植提供了一个有希望的替代方案。目前壳聚糖类衍生物作为一种新兴的生物修
复材料，已用于骨骼、心肌、皮肤、神经等组织工程研究中。
为解决大面积皮肤伤口愈合能力有限的问题，Ling 等将 L －精氨酸（L －

Arg）作为生物活性物质引入壳聚糖中，通过一种简单的合成路线制备生物功能
水凝胶，对大面积创面愈合过程进行全面调控，将 4 个、12 个、24 个、36 个、
48 个、60 个、120 个 L － Arg 分子与 112 个壳聚糖分子放入模拟盒子中，在
NVT 系综下运行 4ns 后，分子动力学模拟表明，L － Arg 在壳聚糖上的不同取代

度会显著影响其分子排列和相互作用，通过在时间上调节 L － Arg 的释放，可
以很好地调节生理性伤口愈合的协调过程。该材料可作为大型皮肤伤口修复的有
效伤口敷料。
Kumar 等通过将壳聚糖（CTS）与各种功能化甲氧基聚乙二醇（mPEG）衍

生物混合，并在低温下交联获得 CTS/mPEG 冷冻海绵，用分子模拟证实了该材
料形成的两个主要方面：一是壳聚糖链与 mPEG 衍生物之间的氢键作用，二是

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