计算机分子模拟在分子印迹技术中的应用

传统的分子印迹技术对模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂等的筛选往往依靠经验,常通过反复实验对合成条件进行优化,存在实验周期长、耗材量大等问题。计算机分子模拟技术的应用在实验过程中起到可预见性指导作用,可以实现精准识别位点的裁制、识别驱动力的设计,通过结合能等物化特征参数计算优化识别体系的稳定性,从而合理选择模板分子、功能单体、交联剂、致孔剂,优化聚合条件,以提高聚合物识别特异性和亲和力,缩短实验周期,更符合绿色化学的理念。本文简单介绍了计算机分子模拟技术,重点对其在分子印迹技术中的指导作用进行了综述,并对其在分子印迹技术中的应用进行了展望。

分子模型及其在手性识别机理研究上的应用

介绍了近十几年来在色谱手性识别机理研究中的分子模型。在这些模型中 ,采用量子力学、分子力学和分子动力学等方法计算了手性选择试剂与对映体之间的相互作用 ,并借助X射线晶体学、核磁共振技术和计算机模拟等技术建立了各种分子模型 ,研究在手性化合物分离过程中的手性识别机理。

融合多种技术的隐色孔雀石绿印迹传感器的制备及其应用

鉴于隐色孔雀石绿(LMG)对人体健康的危害性,建立灵敏快速检测水产品中LMG残留的方法有着重要意义。本研究将计算机模拟技术、紫外光谱技术、自组装技术及电化学分析等多种技术相融合,成功制备了用于检测LMG的分子印迹电化学传感器(MIECS)。基于纳米材料修饰电极,以LMG为模板分子,运用紫外光谱法结合计算机模拟筛选4-氨基苯硫酚(4-ATP)为最佳功能单体,通过Gaussian 09软件模拟计算LMG和4-ATP预组装体系的构型、作用形式及结合能。利用扫描电镜、红外光谱仪对其进行形貌和化学结构表征,采用循环伏安法和方波伏安法研究其印迹效果和选择性,并将其应用于食品安全快速检测。结果表明,模板分子和功能单体主要形成LMG-2(4-ATP)型复合物,该传感器具有良好的性能,可特异性识别LMG及其结构类似物;该方法在3.3×10^(−11)~1.0×10^(−6)mol/L范围内线性关系良好,检出限为1.0×10^(-11)mol/L,样品加标回收率为85.5%~101.2%,相对标准偏差为1.28%~2.48%,适用于水产品中LMG残留量的灵敏快速检测。未来MIECS将向更灵敏、准确、快速及小型化和微型化方向发展,并应用于更多领域。

计算机辅助磺胺苯甲酰表面分子印迹聚合物的制备

为制备高选择性的分子印迹聚合物用于药物残留富集,本研究运用量子化学计算辅助设计磺胺苯甲酰(SB)分子印迹体系,并采用表面印迹法制备印迹聚合物,研究其吸附行为、选择性和再生性。结果显示,结合SB的自然键轨道分析结果确定氢键作用位点,优化其与功能单体复合物构型.确定以1:5(摩尔比)的投料比进行聚合。产品的电镜照片显示分子印迹层已均匀覆盖在硅胶微粒表面,红外光谱图和热重分析印证聚合成功。表面印迹物传质较快,准二级和Elovich动力学模型可拟合其动力学行为,吸附等温曲线更符合Langmuir模型,说明吸附位点相对均匀、特异;印迹因子为1.92,对氟苯尼考和磺胺醋酰的分离因子分别为15.16和0.54,具有吸附选择性;被重复利用5次后,吸附量稳定在87%以上,机械强度良好。通过计算机辅助设计,成功制备性能优良的磺胺苯甲酰表面分子印迹聚合物,为进一步研究分子印迹聚合物的制备与识别机理提供理论和实践参考。