Page 97 - 化学分析与检测技术

第三章 材料模拟技术的应用

附和扩散，从而提高纳米药物载体在肺区域的疗效。然而，CGMD 也有不足之处，
MARTINI 力场仅对特定种类的分子进行参数化，且过于粗糙，无法观察某些行为，
如氢键的方向性。为减少 CGMD 的不准确性和实现实验数据的再现性，还应在

力场优化方面进行改进。
3. 介观动力学方法

介观动力学（mesoscopic dynamics,MesoDyn）方法基于时间相关的密度泛函
理论。非均匀液体的自由能 F 是局部密度函数 ρ 的函数，从自由能可以推导出

所有热力学函数。一般应用于高分子体系，建立在粗粒化高斯链模型的根底上，
实际上是一个动态的自洽场方法，使用了郎之万方程（Langevin’s equation）来
描述体系烟花的动力学。

Slimane 等通过 MesoDyn 模拟计算的序参量，评价了槲皮素在聚乳酸－
乙醇酸水溶液中不同比例混合时的相互作用。该研究定义高斯链后，进行

NPT(constant － pressure,constant － temperature）计算以达到密度平衡，再进行
NVT(canonicalensemble）计算以计算内聚能密度而得出溶解度参数，将溶解度参
数代入 Flory － Huggins 函数中获取珠子间相互作用力。MesoDyn 计算结果表明，

该体系能够产生均匀分布在连续介质（水）中的球状纳米颗粒，且实验通过透射
电子显微镜和动态光散射实验验证了纳米颗粒的形状、大小和有序组织，结果与

模拟结果相吻合。同样地，Ghitman 等通过 Mesodyn 模拟研究了基于聚乳酸－羟
基乙酸共聚物（PLGA）和紫花苜蓿油（NSO）组合的纳米颗粒作为亲脂性载体
的包覆和释放活性化合物的能力。通过 Flory － Huggins 相互作用参数 χ 的计算，

发现药物的溶解、分布和载药量依赖于系统的兼容性，而药物的分配系数是药物
释放动力学的关键影响因素。不足之处是，该模拟对于亲水性药物来说，其实验

和理论计算之间存在一些差异。
MesoDyn 还常用于模拟聚合物的自组装行为，如 Zhao 等的聚氧乙烯油醚

Brij97 的自组装，Mu 等的弱聚电解质聚（环氧乙烷）－嵌段聚（甲基丙烯酸甲酯）
二嵌段共聚物自组装，Guo 等的 ABA 三嵌段共聚物（如碳富勒烯）自组装形成

的具有多孔囊泡的纳米球，Yang 等的两亲性 AB 嵌段共聚物自组装形成纳米管
模板的过程。

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