羟基终端自组装膜表面浸润性质的研究

发布时间：2021-05-06 18:58

　　微观尺度下的水,无论是准一维、二维还是三维受限空间,无论是材料还是生物表面,都与宏观尺度有着极其不同的性质。特别是生物界面水的行为,如生物膜表面水,我们对其微观结构、动力学行为以及是否承载生物功能一直知之甚少。例如,在对磷脂双层膜的直接模拟中,发现在不同的力场下,尽管磷脂膜的结构特性均可以被很好的描述,但膜表面水的行为表现出显著差异。在本论文中,为了更清楚地描述生物膜表面水的行为,我们采用以羟基为终端的仿生自组装膜作为一种简化的物理模型,研究其表面水的行为,以期更增加对生物膜界面水行为的理解。基于磷脂膜的结构,我们搭建了羟基自组装单层膜,以疏水烷基链来简化磷脂膜的两条疏水尾端,以生物分子中常见又最为简单的羟基来代替磷脂膜分子头部的亲水基团。采用分子动力学模拟方法,通过改变羟基自组装膜分子的堆积密度,研究其表面水的行为。首先,我们考虑单羟基的自组装单层膜,发现在适中的堆积密度下,羟基表面并不完全亲水,出现了接触角约40°的液滴。其次,在单羟基膜分子上再引入了一个临位羟基,构建了双羟基自组装膜,以模拟磷脂膜中不同位置的亲水基团的效果。一般认为,这种含有多个亲水基团的表面应该完全亲水。然而,... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 研究背景及意义
    1.1 水的重要意义
    1.2 生物膜与膜界面水研究简介
    1.3 仿生自组装膜简介
    1.4 分子尺度亲疏水性的理解
    1.5 羧基自组装膜表面水行为研究的结果及意义
    1.6 羟基自组装膜表面水行为研究的现状
第二章 理论研究方法
    2.1 分子动力学模拟简介
    2.2 分子动力学发展简史
    2.3 分子动力学模拟的局限性和采用的近似
    2.4 分子动力学模拟方法
        2.4.1 基本原理和积分算法
        2.4.2 主要流程
        2.4.3 采用的力场
        2.4.4 温度耦合方法
第三章 单羟基自组装膜表面水行为的研究
    3.1 引言
    3.2 模拟体系与参数设置
        3.2.1 体系构建
        3.2.2 参数设置
        3.2.3 接触角的计算
        3.2.4 氢键判定标准
    3.3 结果与讨论
第四章 双羟基自组装膜表面水行为的研究
    4.1 引言
    4.2 模拟方法与参数设置
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 改变链密度对浸润性的影响
        4.3.2 链密度对浸润性的影响的分析
        4.3.3 膜表面氢键网络结构的分析
        4.3.4 膜分子的两种构型
        4.3.5 依据羟基位置形成不同氢键所占的比例
        4.3.6 短链与长链的探讨
        4.3.7 嵌入水分子和模拟时间的探讨
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯和氧化石墨烯对细胞脂膜破坏作用研究[J]. 涂育松,方海平.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(06)
[2]从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J]. 江雷.  现代科学仪器. 2003(03)



本文编号：3172451