不同模拟方法研究β-环糊精识别对映体分子

手性对映体分子的物理化学性质基本相同,其旋光性差异直接影响生物体内生理和药理的活性.本文以Builder和Discover-3模块为基础,在InsightⅡ平台上模建并优化,采用Dock刚性、柔性对接及GOLD柔性对接的方法,模拟了β-环糊精识别手性对映体的能力.通过利用DMS程序计算环糊精分子溶剂的可接触表面,用SPHGEN程序计算,产生球集,形成环糊精分子活性位点的负像;在环糊精分子上打格点,计算格点能;采用格点的打分函数打分,分子对接,保存分数最高的对接结果等步骤;表明手性识别的预测率从高到低依次是GOLD对接,Dock柔性对接,Dock刚性对接.由于刚性对接过程对映体分子保持刚性,导致手性识别效果最差,故分子柔性的作用不可忽视;GOLD对接在模拟环糊精对对映体手性识别方面要优于Dock对接模拟.因此,用GOLD对接建立了β-环糊精对对映体的手性识别模型,结合能越大,相互作用越强,形成的包合物越稳定.分析模型的结合能组分,以分子识别过程中的氢键作用为模型,则其手性识别预测结果正确率为45.5%:如以分子间氢键作用和范德华作用为预测模型,则其预测正确率为81.8%.表明手性识别的驱动力不仅有氢键的作用,也存在范德华力的作用.     

β-环糊精对α-环己基扁桃酸异构体手性识别作用的计算机模拟研究

运用量子力学PM3方法模拟α-环己基扁桃酸((R/S)-CHMA)与β-环糊精(β-CD)的主客体相互作用,探讨(R/S)-CHMA在β-CD上的手性识别机理。模拟结果能够准确预测色谱出峰顺序从而能从原子层次上对手性识别机制给予理论解释。PM3方法的计算结果表明:(S)-CHMA与β-CD形成的结合物比(R)-CHMA与β-CD形成的结合物稳定。从模拟包结物的构型可以看出(R/S)-CHMA与β-CD结合方式完全不同:(R)-CHMA是将苯环插入β-CD空腔形成包结物,而(S)-CHMA是将环己基插入β-CD空腔形成包结物。此外,(S)-CHMA除了自身的分子内氢键外,与β-CD分子之间还存在分子间氢键作用;而(R)-CHMA与β-CD之间没有分子间氢键作用。从而说明疏水作用以及弱的分子间氢键作用是造成手性识别的主要驱动力。     

环糊精对苯海索对映体手性识别的分子模拟研究

本文利用α-、β-和γ-CD 3种环糊精及它们的高磺化衍生物为受体,苯海索(BH)分子的2个对映体为配体进行手性识别的计算机模拟研究,结果发现:它们之间的结合力以范德华力为主,不同环糊精分子与BH对映体分子之间结合力大小为:β-CD>γ-CD>α-CD。为了提高它们之间的手性识别能力,对苯海索分子进行结构修饰,在其羟基上连接不同的基团,用β-CD分子为受体,当加入硫酰基时手性识别能力的预测结果比未加入前增强4.34倍。同时在生理条件下对含有硫酰基的BH对映体分子与β-CD分子形成的包合物进行分子动力学模拟研究,结果发现它们之间形成的包合物稳定。结论:在苯海索对映体分子中的羟基上连接硫酰基后,β-CD分子与含有硫酰基的BH对映体分了之间的结合力与手性识别能力显著增强。     

自由能微扰法用于α-环糊精对氨基酸的手性识别研究

利用基于NAMD的自由能微扰方法(free energy perturbation,FEP)计算了α-环糊精与4种氨基酸对映体的相对结合自由能。结果表明：计算结果与实验结果可得到相同的结论,即α-环糊精对L型氨基酸具有较高的选择性,且识别能力的顺序与实验结果也基本一致。因此,相对结合自由能计算可作为α-环糊精对氨基酸对映体手性识别的依据。     

石英微天平对β-环糊精衍生物分子的识别

在石英晶体谐振器的金电极表面修饰末端含巯基的 β -环糊精衍生物 (β-CDd) ,用石英晶体微天平 (QCM )在线监测苯系和萘系衍生物与之发生包结反应的过程 ,探讨了温度、浓度、取代基数目和位置对包结反应平衡常数和速率常数的影响。结果表明 :所形成的包结配合物的化学计量均为 1∶1;形成动力学过程符合Langmuir吸附方程 ;β -环糊精对客体分子大小、取代基数目、位置等都有良好的选择识别功能。     

单[6-脱氧(1,10-癸二硫醇)巯基]β-环糊精分子印迹自组装敏感膜-声表面波传感器研究

利用自组装、分子印迹技术在声表面波传感器延迟线上制备了用于甲氟磷酸异丙酯检测的单[6-脱氧(1,10-癸二硫醇)巯基]β-环糊精分子印迹自组装敏感膜;采用原子力显微镜技术对敏感膜的结构进行了表征,验证了成膜效果;对传感器的检测性能进行了评价,传感器对1.7mg/m,的甲氟磷酸异丙酯的响应频率变化为2 170 Hz,进行五次连续检测的标准差和离散系数分别为0.157 kHz、0.070;吸附动力学研究得到ka=1.017×10 5mol-1·l·s-1、kd=2.434×10-3 s-1、kA=4.178×107mol-1·l.     

基于β-环糊精的马钱子碱超分子电化学传感器的研究

将β-环糊精与纯石墨粉进行混合,以β-环糊精为主体分子,制备得到了质量比为1∶2时是最佳配比的马钱子碱超分子电化学传感器。将该传感器放置于马钱子碱溶液中,取出冲洗后再放入KCl支持电解质中扫描,其浓度在5.0×10-6～1.0×10-4mol/L范围内,与其峰电流呈线性关系,线性回归方程y(mmol/L)=0.02098x-0.02059,相关系数r=0.9935,检出限为1.0×10-7mol/L。在自来水中标准加入回收实验表明,其平均回收率为97.2%。用5.0×10-5mol/L的马钱子碱重复测定5次,其相对标准偏差是3.84%。     

柔性对接算法用于β-环糊精和胆汁酸的分子识别研究

为了研究β-环糊精与胆汁酸形成包结物的稳定性和分子识别机制，采用自行研制的柔性对接算法对β-环糊精和不同胆汁酸的分子识别进行了分子力学模拟，并和刚性对接方式进行了比较。结果表明：柔性对接优化得到的结构比相应的刚性对接得到的结构更合理；包结物的稳定性随着胆汁酸所含羟基数目的增加而降低；对于含有相同羟基数目的胆汁酸，羟基的位置及其取向对包结物的稳定性也存在影响；范德华能和去溶剂化能是影响包结物稳定性的主要因素。     

β-环糊精对去甲羟安定异构体手性识别作用的计算机模拟研究

首先考察去甲羟安定插入β-环糊精的方式.然后采用Dock和Gold分子对接软件计算机模拟β-环糊精识别去甲羟安定异构体分子,并分析比较两种对接方法的结果.结果:从插入过程的能量分析,去甲羟安定插入环糊精的方式是从大口方向插入;Gold模拟结果与Connors和Lichtenthaler的观点一致,也和去甲羟安定手性拆分的实验结果柑当,而Dock刚性对接在解释分子间手性识别缺乏合理性,因此借助Gold模型来解释环糊精对去甲羟安定异构体分子的识别作用,并通过能量分析,发现Oxazepam手性识别的主要驱动力为氢键作用.     

羟丙基-β-环糊精对甲氧苄啶包合过程研究

采用Chem3D Ultra 8.0和SYBYL进行分子模拟以及相溶解度法探讨羟丙基-β-环糊精对甲氧苄啶包合的可能性,在此基础上用溶剂搅拌法制备甲氧苄啶羟丙基-β-环糊精包合物;单因素实验考察有机溶媒浓度、主客分子物质的量比、温度、搅拌时间、搅拌速度、pH值对包合性能的影响;选择影响较大的因素进行正交实验,以甲氧苄啶的回收率、包合率和载药率为指标,优选出最优工艺条件;并采用薄层色谱法和差示扫描量热法对包合物进行表征和确认。结果表明甲氧苄啶能被羟丙基-β-环糊精包合;最优工艺为主客分子物质的量比为3:1,反应体系pH为7.5,搅拌时间为4 h;薄层色谱法和差示扫描量热法均验证了包合物的形成。甲氧苄啶包合物溶解度较甲氧苄啶原药增加约26倍。     

依达拉奉-β-环糊精包合物的分子模拟研究

环糊精主客体包合物在药剂学方面具有众多的应用,药物分子形成环糊精包合物后具有缓释、控释、提高疗效和降低毒副作用等功能。为了消除普通依达拉奉药物的不良反应,本文用分子动力学模拟和量子化学计算2种方法模拟了依达拉奉的β-环糊精包合物的动态稳定性,并分析了该包合物的相对稳定结构。通过对分子模拟结果的分析,揭示了依达拉奉的2种β-环糊精包合物的相对稳定性,得出了依达拉奉的β-环糊精包合物的最稳定结构为:依达拉奉分子的杂环位于β-环糊精的窄口处。根据量子化学计算对单体和包合物的化学热力学分析,进一步得出了包合物的稳定能和优势稳定结构,并对分子动力学模拟的结果进行了验证。     

基于β-环糊精接枝的磁性纳米共聚物修饰电极对色氨酸的化学传感器研究

Fe3O4是最为常见的一种磁性纳米粒子,它不仅具有纳米粒子的基本效应,且具有独特的性质,最为突出的就是超顺磁性和较好的生物相容性,因此磁性纳米粒子在各种生物物种的标记与分离、磁共振成像、药物的靶向输送、临床诊断等生物医学中得到了广泛的应用。近年来,基于其在外磁场下易分离的性质已被应用于电化学传感。     

介孔二氧化硅/β-环糊精修饰传感器测定柔红霉素

以介孔二氧化硅、超分子β-环糊精修饰玻碳电极制备新型柔红霉素电化学传感器。采用X-射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜对修饰材料及修饰电极进行表征;以循环伏安法和电化学交流阻抗等方法研究修饰电极的电化学特性。由于介孔二氧化硅较大的比表面积和β-环糊精对柔红霉素的特异性结合,该修饰电极对于柔红霉素有较好的电流响应。在优化实验条件下,该传感器对柔红霉素的响应范围分为两部分：1.0×10-6~5.0×10-5 mol/L,线性相关系数r=0.9950;5.0×10-5~2.5×10-4 mol/L,线性相关系数r=0.9990。检测限为2.0×10-7 mol/L (信噪比S/N=3)。     

β-环糊精交联聚合物(β-CDP)包结吡啶偶氮-间苯二酚PAR修饰碳糊电极富集测定痕量钴

本文报道β-CDP-PAR包结树脂修饰碳糊电极在0.1mol-L~(-1)NH_4Cl 缓冲液中,开路富集,与Co~(2+)生成电活性络合物,经介质交换,电位氧化,用微分脉冲阴极溶出伏安法测定,在-0.19V 产生一灵敏的阴极峰,在浓度为2.0×1~(-9)～1.0×10~(-5)mol·L~(-1)范围内与峰电流成良好的线性关系,检测限为1.0×10~(-5)mol·L～(-1)。此方法已用于水样中钴的测定,得到了满意的结果。     

聚氨基β2环糊精膜修饰电极对抗坏血酸电催化作用的研究

利用合成的6-氨基-6-脱氧-β-CD在玻碳电极上制备聚合物膜(PACD),用循环伏安法研究PACD对抗坏血酸(AA)的电化学行为,实验结果显示,在pH5.0的磷酸盐缓冲溶液中,氧化峰电流与抗坏血酸浓度在1×10-5～1×10-3 mol/L范围内成良好的线性关系,相关系数达0.994 8,检测限为4.0×10-6mol/L.用于样品的测定,结果较令人满意.     

2,3-二巯基乙二酸自组装膜的电化学行为及应用研究

利用石英晶体微天平、电化学法、交流阻抗以及拉曼光谱法研究了2,3-二巯基乙二酸(DMSA)自组装膜的电化学性质及其在电极表面的组装过程.发现DMSA分子借助两个巯基自组装到了金电极表面.相对于在裸金电极表面,多巴胺和尿酸在此修饰电极表面的氧化峰电流均有明显的增加,且氧化峰电位大大降低,说明此自组装膜对于多巴胺和尿酸的氧化能够起到明显的电催化作用.     

真空条件下辅酶Q_(10)的β-环糊精包合物的动力学模拟

首先通过分子力学法,确定辅酶Q10(CoQ10)的7个β-环糊精(β-CD)包合物(CoQ10-7-β-CDs)的最稳定优势构型.并进一步用分子动力学法模拟真空状态,一定时间内包合物的动态结构,并统计分析CoQ10包合前后结构的变化对性质的影响.结果表明CoQ10分子可以通过范德华力、库仑作用和氢键一起作用于β-CD分子形成1:7的稳定的D型包合结构.包合后,CoQ10分子的C=O双键和醌环上的C=C双键增长,侧链上的C=C双键缩短,其活性部位的抗氧化能力增大,而分子骨架的稳定性增强.     

基于地质体智能识别的剖面图自动绘制研究

剖面建模是三维建模中常用的建模方法,但因剖面数据不足,存在过多依赖领域专家、必须通过人工交互方式才能完成等诸多不足。为解决由此带来的软件效力削弱、自动化程度降低等问题。遵循地质基本规律,分析研究专家判定思路、方法,提出一种基于知识的地质体智能识别框架,实现任意基于钻井的地质剖面图自动生成。利用面向对象技术,采用具有层次结构的知识表示和嵌入式的推理机制,以某煤矿为例,实现了剖面图的自动生成与显示,有效地解决了剖面建模中地质剖面图不足带来的弊端,对提高三维建模自动化程度有重要的实际意义。