Page 93 - 化学分析与检测技术

第三章 材料模拟技术的应用

聚合物胶束具有低毒性。与低分子的表面活性剂如十二烷基硫酸钠相比，其
毒性更低，也更安全。使用生物利用度高并且可降解的材料作为载药胶束，在血
液循环到一定程度时，聚合物链就会从载药胶束上分解且小于肾脏过滤的分子量
从而排出体外并不会在体内累积。胶束所具有特殊优异的性能，使得其被广泛地

认为是难溶性药物及 DNA 类大分子药物的最具潜力的递送载体之一。
6. 介孔材料
介孔材料由于比表面积大，孔道结构各异等特点，因而可以在其材料孔道内
部吸附各种不同的药物分子用于制备药物载体、催化材料等多种功能化的材料，

也因此被广泛地应用在了吸附分离、药物传递、生物传感、催化等领域。介孔材
料按照其化学组成分类，通常被分为硅系和非硅系两个不同的系列。非硅系的介
孔材料有包括过渡金属氧化物、硫化物和磷酸盐等在内的各种介孔材料，其中价
态可变的特点拓展了应用领域。含有硅基的介孔材料的孔道结构可以通过对合成

条件的控制进行调控，同时其孔径分布较为狭窄，并且制备的工艺较为成熟，因
此常用于药物包埋缓释、分离提纯、气体传感等领域。在硅基材料中掺杂其他元
素的原子，也就是用其它元素的原子取代原来的硅原子，同样也会为材料带来稳
定性、催化活性以及亲疏水性等性质上的改变。

（二）全原子分子模拟应用
1. 分子动力学法
通过积分求解每个粒子和整个体系的牛顿运动方程，得到热力学性质。求解
牛顿运动方程积分方法大致分为两类：预测方法和预测校正方法。前者可通过已

知坐标预测下一步坐标，如 Verlet 算法；后者则先预测最新坐标，再通过校正得
到初始坐标，如 Gear 算法。还可进一步研究体系的其他宏观性质，如径向分布
函数、扩散系数、均方位移等。
近年来，刺激响应性纳米药物载体成为研究热点。Tang 等为探索乙酰化直

链淀粉－客体 V 型螺旋配合物（AAGHCs）的热响应特性及其作为热响应性药
物载体的潜在用途，构建了不同类型的 AAGHCs，通过 MD 模拟和相应的实验
研究了它们的热响应特性。为找到一个拟合指数来量化热响应差异，计算了每种
络合物的结合能（L － J 势和库伦势），因分子为中性，静电相互作用较弱，结

合能以 L － J 势为主。氢键是维持螺旋结构的关键元素，由于模拟过程中各原子
的剧烈波动，氢键数逐渐减少，在最终到达温度点时为 0。根据回旋半径（Rg）

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