表面活性剂辅助蛋白质体外折叠：分子模拟

采用分子模拟方法考察表面活性剂与蛋白质分子之间的相互作用及其对蛋白质折叠过程热力学特性的影响，蛋白质分子构建采用HP模型并引入了方阱类势函数.模拟结果显示：模型蛋白分子的某些折叠中间态会陷入局部能量最低状态而无法完成折叠;弱疏水性表面活性剂对模型蛋白的稳定性影响小，但可有效地帮助处于局部能量最低状态的蛋白折叠中间态通过能量壁垒而实现折叠;强疏水性表面活性剂则可与蛋白质形成高稳定性的复合物而阻止折叠的进行，需将其脱除才能使折叠过程重新开始.模拟结果还显示：表面活性剂的加入会使蛋白质折叠中间态更加丰富，从而能够光滑折叠过程中的能量阱;表面活性剂与变性环境对于蛋白质的折叠具有协同效应.模拟结果与文献报道的实验结果具有一致性，显示分子模拟的方法在揭示蛋白质折叠过程的微观机理以及表面活性剂类折叠助剂的分子设计方面有很好的应用前景.     

表面活性剂自组装的计算机模拟及在新材料中的应用进展

从热力学和动力学角度对近年表面活性剂自组装特性的计算机模拟研究进行了综述,计算机模拟是研究表面活性剂自组装特性、超分子聚集体结构和特性的有效方法;叙述了表面活性剂在新材料中的应用情况,表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自组装形成有序的超分子聚集体,从而在材料制备中发挥重要的作用;提出了存在的一些问题并对发展前景进行了展望。     

弱相互作用调控表面活性剂自组装(Ⅰ)——弱相互作用的分类

表面活性剂是依靠分子间的弱相互作用实现自组装的,包括疏水相互作用、氢键作用力、主客体相互作用、静电相互作用、π-π堆积相互作用、金属配位相互作用和电荷转移相互作用等。通过调节分子间的相互作用可以实现对两亲分子自组装的调控,本文介绍了弱相互作用对两亲分子自组装形成有序分子聚集体结构和功能的影响。     

酰胺表面活性剂的合成与性质

与传统表面活性剂相比,酰胺表面活性剂与皮肤相容性比较好,刺激性低,生物降解性能好,抗硬水能力强,从而被广泛研究。但大多数的研究对象都集中在酰胺基位于亲水头基附近的酰胺表面活性剂,而酰胺键远离头基的表面活性剂的研究还未见报道。合成了一种酰胺键位于疏水链中部的酰胺表面活性剂N-辛基-6-己酰胺硫酸钠。用红外光谱、核磁共振及其元素分析等表征手段分析中间体和产物的结构和纯度,并测定表面活性剂的表面张力曲线。研究结果表明,随酰胺键向疏水链中部移动,疏水链的水溶性增强,不利于表面活性剂在溶液表面吸附。但在吸附层,表面活性剂分子间可以形成氢键,减小吸附层表面活性剂分子的横截面积。     

离子液体表面活性剂的合成与应用(Ⅺ)——与生物活性分子的相互作用

从3方面综述了离子液体表面活性剂与生物活性分子的相互作用。亲油性的离子液体表面活性剂可与β-环糊精形成1:1,1:2或2:1型包合物,而亲水性的离子液体表面活性剂不能与β-环糊精形成包合物,这些包合物的形成影响了表面活性剂的cmc和在界面的吸附。离子液体表面活性剂能够与牛血清蛋白、β-酪蛋白、溶菌酶等蛋白质相互作用,影响蛋白质的分子构型以及在油/水界面的吸附状态。离子液体表面活性剂与DNA的相互作用主要来源于静电吸引和疏水作用。     

弱相互作用调控表面活性剂自组装(Ⅲ)——响应性表面活性剂

天然的或合成的两亲分子(表面活性剂)可以自组装形成多尺度的聚集体结构,比如胶束、囊泡、液晶和纤维等。在表面活性剂中引入功能性基团,借助外界环境(比如光、温度、pH、CO2、磁等)的改变可以实现对表面活性剂的聚集方式的调控。本文主要介绍响应性表面活性剂的种类、结构以及环境刺激与响应性能之间的关系。     

胶束催化

表面活性剂是由疏水基和亲水基组成的化合物,当表面活性剂在水中的浓度达到临界胶束浓度时,表面活性剂分子以几十个、几百个聚集在一起,形成疏水基向里,亲水基向外的胶束。缔合成胶束的表面活性剂分子数称为胶束聚集数,它通常随疏水基的疏水性的增强而增大。     

DNA与几种表面活性剂的作用

本文介绍了阳离子表面活性剂,两性离子表面活性剂,非离子表面活性剂与DNA的相互作用.通过共振光散射(RLS),荧光显微镜,浊度法等方法测定表面活性剂与DNA之间的作用.试验发现:阳离子型表面活性剂分子可能通过静电作用和疏水作用,以DNA分子为模板在其表面形成了聚集,这种聚集增强了体系的RLS响应.当pH值低时,两性表面...     

高分子抑制蛋白质聚集的动态Monte Carlo模拟

抑制聚集是蛋白质产品下游加工特别是制剂过程中的重要问题。本文采用动态Monte Carlo方法和二维晶格HP蛋白质模型,通过建立高分子-蛋白质复合物微观结构和蛋白质构象概率分布来研究高分子对蛋白质聚集行为的影响。结果表明,高分子的疏水性、分子量及其浓度对于蛋白质的聚集行为有显著的影响。当其疏水性适宜时,高分子可富集在蛋白表面疏水位点,强化蛋白质分子在水溶液中的分散,从而抑制聚集。高分子还可缠绕在蛋白质分子表面形成限制性空间从而稳定蛋白质的天然结构。     

SDS表面活性剂在纳米尺度多层石墨烯的吸附自组装分子模拟

采用分子动力学模拟分别研究了纯水和电解质溶液中SDS表面活性剂在纳米尺度石墨烯表面的自组装结构,考察了不同石墨烯层数对自组装吸附形态和SDS/石墨烯复合物悬浮密度的影响。模拟结果揭示了上述两种溶剂介质中,SDS的表面自组装结构形态与石墨烯的结构层数有关,增加石墨烯的层数能够加大吸附表面活性剂向溶液中的伸展程度,使表面活性剂自组装结构膨胀。此外电解质存在能够导致SDS表面活性剂在石墨烯表面吸附形态由多层结构向半圆胶束转化。模拟计算进一步发现SDS/石墨烯超分子复合物的悬浮密度随石墨烯层数的增加呈近似线性增加。     

三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅲ)表观萃取平衡常数的定量结构-活性关系表述

利用定量结构-活性关系（Quantitative Structure-Property Relationship, 简称QSPR）研究方法,选取分子连接性指数和Taft取代基常数σ*分别作为表征羧酸分子体积因素和电性因素的参数,建立了描述三辛胺（TOA）萃取羧酸平衡影响因素亲油性（lgP）、酸性（pK_a）的QSPR数学模型.同时,选择表征羧酸分子的上述结构参数以及TOA的表观碱度,对本文（Ⅱ）报的114组一元羧酸的K₁₁进行了多元线性回归,获得了具有较高拟合精度的K₁₁的QSPR数学关联式.     

Adaptability of restrained molecular dynamics for tertiary structure prediction: application to Crotalus atrox venom phospholipase A2

In order to assess the adaptability and/or applicability ofthe restrained molecular dynamics (RMD) simulation for buildinga possible tertiary structure of a protein from the X-ray crystalstructure of a family reference protein, the tertiary structureprediction of Crotalus atrox venom phospholipase A₂ (PLA₂) wasattempted based on the X-ray crystal structure of bovine pancreaticPLA₂. For the formation of secondary and tertiary structuresfrom the fully extended starting structure, the RMD simulationwith interatomic distance restraints and torsion angle restraints,which were derived from homologous amino acid sequence regionsin the reference protein, was carried out until the molecularsystem was fully equilibrated. The predicted tertiary structureof C.atrox venom PLA₂ was compared with its X-ray crystal structure,and furthermore the utility of this method was discussed byreference to the similar tertiary structure prediction of ß-trypsinfrom the X-ray crystal structure of an elastase.     

Investigation of the solution structure of chymotrypsin inhibitor 2 using molecular dynamics: comparison to X-ray crystallographic and NMR data

The native solution structure and dynamics of chymotrypsin inhibitor2 (CI2) have been studied using a long (5.3 ns) molecular dynamics(MD) simulation without any imposed restraints. The majorityof the experimentally observed spin–spin coupling constants,short– and long–range nuclear Overhauser effect(NOE) cross peaks and the amide hydrogen exchange behavior werereproduced by the MD simulation. This good correspondence suggeststhat the major structural features of the protein during thesimulation are representative of the true protein structurein solution. Two water molecules formed hydrogen bond bridgesbetween ß₂ and ß₃, in agreement with X–raycrystallographic data and a recent reassessment of the solutionstructure using time averaged NMR restraints during MD refinement.The active–site loop of the protein displayed the greateststructural changes and the highest mobility. When this loopregion was excluded, the average C r.m.s. deviation of the simulatedsolution structures from the crystal structure was 1.5 from0.5 to 5 3 ns. There is structural heterogeneity in particularregions of the NMR–derived solution structures, whichcould be a result of imprecision or true internal motion. Astudy of the distribution of mobility through the protein allowsus to distinguish between these two alternatives. In particular,deviations in the active–site loop appear to be a resultof heightened mobility, which is also supported by good correspondencebetween calculated and experimental S² N–H order parameters.On the other hand, other ill–defined regions of the NMR-derivedstructures are well defined in the simulation and are probablythe result of a lack of structural restraints (i.e. NOEs), asopposed to reflecting the true mobility.     

气-液-固三相循环流化床局部相含率分布

应用自行开发的微电导探针测试技术,以玻璃珠(d_p=0.48 mm, ρ_s=2460 kg•m^-3)和苯乙烯颗粒(d_p=1.45mm,ρ_s=1264 kg•m^-3)为固相,空气为气相,水及0.05%、0.20% (质量)SCMC(羧甲基纤维素钠)水溶液为液相,对三相循环流化床(TCFB)的各相局部含率进行了同时测定.考察了不同表观液体速度、辅助液体速度、液体黏度及颗粒密度对局部相含率轴径向分布的影响. 在不同操作条件下,获得了1286套局部相含率实验数据. 给出了局部固含率和局部气含率与操作条件、流体物性及床层轴径向位置的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好.     

正构烷烃n-C04～n-C010在5A分子筛上的多组分吸附CIAS模型

为了适应研究5A分子筛吸附分离石脑油工艺的需要,建立了适用于正构烷烃-5A分子筛体系的多元混合气体等量理想吸附溶液(CIAS)模型,可以预测不同温度、压力下n-C⁰₄～n-C⁰₁₀混合气体多组分在5A分子筛上的的吸附平衡。CIAS模型给出了石脑油中n-C⁰₄～n-C⁰₁₀各组分在5A分子筛上的平衡吸附量,以及压力对各组分吸附量的影响,从热力学角度揭示了不同碳数正构烷烃之间的相互作用,可以解释n-C⁰₄～n-C⁰₁₀的竞争吸附行为。CIAS模型可以预测石脑油中n-C⁰₄～n-C⁰₁₀在5A分子筛上的总平衡吸附量,与实验平衡吸附量相比,误差在4%～8%,可以满足研究5A分子筛吸附石脑油中正构烷烃的工程设计的要求。CIAS模型适用于单位吸附剂对不同吸附质纯物质的平衡吸附量相同或相近的混合气体吸附。     

The Modification of Chrome Tanned Leather by Polyethylene Glycol-Linked Gemini Fatty Alcohol Phosphate

A series of polyethylene glycol-linked Gemini fatty alcohol phosphate surfactants (GFAP) were prepared with long chain n-alkanol (C = 8, 12, 16, 18), polyethylene glycol (PEG-200, PEG-400, PEG-600, PEG-800, PEG-1000) and phosphorus oxychloride (POCl₃). The structure of the prepared surfactants was characterized by Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR). The surfactants were employed for the modification of chrome-tanned leather. The morphological changes of chrome-tanned leather and modified chrome-tanned leather were observed by scanning electron microscopy (SEM). The relationship between the alkyl chain length and molecular weight of the PEG and the hydrophobicity, softness, mechanical strength of modified chrome-tanned leather was also discussed. The experimental results showed that the mechanical strength and softness of modified chrome-tanned leather were enhanced with an increase of alkyl chain length, while the hydrophobicity, mechanical strength and softness were decreased with an increase of molecular weight of the PEG. The hydrophobicity, mechanical strength and softness of modified chrome-tanned leather were optimized for an alkyl chain length of 16. Therefore, 16–200 Gemini phosphate surfactants with an alkyl chain length of 16 and a PEG molecular weight of 200 have a good comprehensive modification effect on Chrome-tanned leather, the tensile strength, tear strength and softness of modified chrome-tanned leather are 57.07 N mm⁻², 79.49 N mm⁻¹, 9.73 mm, respectively.     

单分散纳米氧化锑的研制

以三氯化锑为原料,通过醇解、水解反应,表面活性剂处理,制备了单分散纳米Sb₂O₃,利用因素轮换法和正交试验,系统地研究了各种因素和水平对于制备单分散纳米Sb₂O₃的影响,利用沉降法和透射电镜研究了作为分散剂使用的表面活性剂的种类和用量对纳米Sb2O3的形态和粒径影响.结果表明,制备单分散纳米Sb₂O₃最佳条件是反应温度为318 K,醇化时间为1 h,SbCl₃在无水乙醇中的浓度为0.17 g•ml^-1;表面活性剂对分散和稳定纳米Sb2O3具有重要作用,用1.0 ml的聚乙二醇-400或0.3 g十六烷基三甲基溴化铵处理1g纳米Sb₂O₃,可以得到单分散的平均粒径约为25 nm的Sb₂O₃.     

提升管中气固两相流动行为的相似特性

在15.1 m高循环流化床实验装置上对提升管内的轴向压力梯度、局部颗粒浓度和颗粒速度进行了较系统的实验测试,研究了提升管中气固两相流充分发展段在不同操作条件下流动行为的相似特性.结果表明,在(G_s /ρ_p)^1.2/U^2.0_g相近的操作条件下,上行气固两相流充分发展段的颗粒浓度、下降颗粒时均速度、絮状物颗粒浓度和出现频率在空间的分布特征基本相同.对于同一提升管内的同一气固两相流系统,只要表观气速和颗粒循环速率按(G_s /ρ_p)^1.2/U^2.0_g同步变化,不同操作条件下的上行气固两相流在充分发展段就具有相似的宏观和微观流动行为.     

条件矩模型对CH4-空气扩散燃烧及其NOx生成的数值模拟

采用Bilger提出的条件矩模型 ,在考虑辐射热损失的情况下对CH₄-空气湍流射流扩散燃烧及其NO_x生成进行了数值模拟 .对于湍流流动和混合分数场采用k -ε - f - g模型 ,对于组分浓度场采用条件矩模型的抛物线型方程 .将模型的模拟数据与美国Sandia国家实验室的实验数据对照结果表明 :条件矩模型能够很好地预报出湍流扩散燃烧的速度场、温度场和主要组分 (CH₄、CO₂ )浓度场 ,对NO的浓度场的预报结果与实验值的发展趋势相一致 ,偏差尽管大些但可以接受