链分子的构象弹性理论

研究基于旋转异构态模型、用末端距与构象能描述的链构象分布函数、以及链构象态在体系形变中的消失规则,发展了一个链分子的构象弹性理论.用该理论描述的理想形变行为,支持天然橡胶在大形变时应力陡然上翘归因于链构象变化的观点在物理上的合理性.该理论能够区别不同化学结构高分子所具有的不同形变行为,能够预报高分子形变中熵项与内能项各自的贡献.预报了天然橡胶形变中内能的贡献约为13%, 与实验相符.     

基于三维椭球模型的构象弹性理论

基于合理的旋转异构态模型得到二维链构象分布函数,通过假设构象态消失规则得到的构象弹性理论能很好地描述高分子材料的橡胶弹性．本研究利用三维椭球模型,考虑各向异性的形变过程,对构象弹性理论进行了进一步修正;并且利用修正后的理论计算全同立构聚丙烯（iPP）的应力应变关系．理论结果成功地描述了在形变过程中,由于结构变化对自由能、熵及内能变化的影响．此外,对高分子凝聚态多尺度衔接问题也作了初步探索．     

DNA分子器件*

DNA不仅是一种重要的生物遗传物质,而且可以在生命科学以外的领域,尤其是在信息科学、材料科学中发挥重要作用.作为重要的部件,DNA分子器件的研究引起了科学家们的注意.本文对DNA分子器件的发展以及DNA分子器件的实现和应用前景及不足进行了较详尽的评述.     

一种基于分子链统计理论的橡胶超弹性混合本构模型

橡胶材料因其独特的超弹性在实际中广泛应用,通过解析应力-应变关系可以为橡胶力学性能的工程应用提供理论指导.为了更准确地描述橡胶材料力学性能,提出一种适用于橡胶材料的超弹性混合本构模型.新模型基于Gaussian模型与八链模型,引入有关拉伸比的权重函数将二者耦合,在拉伸比较小的情况下,新模型退化成Gaussian形式,在...     

分子模拟法研究高性能树脂——聚苯撑苯并二噻唑分子链的构象与堆砌

分子模拟法研究高性能树脂──聚苯撑苯并二噻唑分子链的构象与堆砌刘跃，杨小震（中国科学院化学研究所高分子物理开放实验室，北京１０００８０）“分子模拟”是在原子水平上描述分体系的结构与行为的计算机模拟，是一个很新的领域。它的方法有：量子力学法、分子力学法...     

流体混合物超额性质的分子模拟研究

提出了逐级取样分子模拟方法。通过逐个改变粒子的类别实现在一次模拟中对混合物整个组成范围的取样,并提出适当的处理方法可以同时获取混合物在整个组成范围内的多种超额热力学性质。用本文方法在零压、115.8K下对氩-氪体系作了模拟计算,与McDonald采用常规NPTMonteCarlo模拟结果的比较表明,本文的逐级取样模拟方法是可靠而有效的。     

多光谱法与分子对接模型研究西维来司钠与弹性蛋白酶的相互作用

采用多种光谱法及分子对接技术对西维来司钠（ONO-5046）与弹性蛋白酶的相互作用进行研究,利用荧光光谱法判断出ONO-5046的加入对弹性蛋白酶产生荧光猝灭作用,与弹性蛋白酶相互作用的猝灭类型为静态猝灭,ONO-5046与弹性蛋白酶以结合比为1∶1的比例构成复合物。经计算,ONO-5046与弹性蛋白酶体系的ΔH<0和ΔS<0,判断出氢键与范德华力为其主要结合作用力,由ΔG<0可知该反应可以自发进行。同步荧光光谱法、紫外-可见分光光谱法和圆二色光谱法探讨了ONO-5046的加入使弹性蛋白酶中氨基酸残基周围环境的疏水性降低,二级结构发生改变,α-螺旋结构的比例减少,无规则卷曲的比例增多;分子对接模拟结果表明：在与弹性蛋白酶相互作用过程中,ONO-5046分子骨架上的多个酰基结构、2个苯环以及较长的共轭结构能提供氢键与范德华力的作用位点,同时,端碳上的3个甲基结构有利于疏水作用,ONO-5046上的氧负离子与弹性蛋白酶的精氨酸存在盐桥作用。以上结果表明,ONO-5046与弹性蛋白酶的结合存在多种作用力,能形成稳定的复合物,从而抑制了弹性蛋白酶的活性。     

DNA上电荷转移的理论研究

DNA上电荷的转移过程对许多生物化学和生物物理过程起着相当重要的作用，而本论文的主要研究方向即是利用动力学的方法发展双链模型研究DNA上电荷转移过程。根据已有的donor-bridge-acceptor模型的基本想法，论文给出了双链模型的哈密尔顿算符，解释了环境振子哈密尔顿算符与总的哈密尔顿算符中耦合项的关系。在双链模型的计算中，获得了良好的电荷密度衰减曲线。在对桥链长度变化的计算中，得出具有3或4个碱基对的桥链作为电荷转移机理的转折点，在这个折点两边的不同桥链长度的DNA链具有不同的衰减常数。而在对序列变化的计算中，可以看出，由于碱基之间的转移积分的差异导致了不同序列的链上电荷转移速度具有明显的差异，但是这种差异要远小于由于桥链长度不同而带来的速率的快慢。     

二维蛋白质模型分子在折叠过程中的构象研究

蛋白质在折叠过程中其构象要发生明显变化 .采用精确计数法 ,计算了在蛋白质折叠的不同阶段其尺寸大小及其分布情况 .发现在折叠的初期 ,分子的尺寸比较大 ,其分布也比较宽 .在折叠的后期 ,分子的尺寸比较小 ,其分布比较窄 .不同的氨基酸序列 ,其分子尺寸的分布也不同 .对于可折叠的氨基酸序列 ,在平均尺寸大小附近出现的几率特别大 .同时还计算了比值SN DN.这里SN 为可设计序列数目 (Thenumberofdesigningsequences) ,DN 为可设计构象数目 (Thenumberofdesignableconformations) ,并有关系- 1 6 8 4 +0 32 5 5N≤SN DN ≤- 0 86 6 4 +0 312 5N　 (N ≥ 13)通过这些研究以提高对折叠过程的认识     

DNA与其靶向分子相互作用研究进展

DNA与其靶向分子相互作用的研究不仅对阐述一些抗肿瘤、抗病毒药物及致癌物的作用机理,而且对进一步指导人工核酸酶的合成及DNA高级结构研究等方面的工作都具有重要意义.本文着重评述了近年来不同结构类型的DNA靶向分子与DNA相互作用研究方面的进展.     

聚乙烯型尾形链构象统计的Monte Carlo研究

以聚乙烯型尾形链为例 ,根据链的实际键长、键角和Θ条件下每一链段处于不同旋转异构态的条件概率 ,用MonteCarlo模拟方法生成样本链分子 ,计算了尾形链的均方末端矩及其分量、构象数 ,并与完全计算法及理论推导值作了比较 ,讨论了尾形链构象数和沿边界方向及法线方向均方末端矩分量随链段数n及键角Φ的变化 .     

端基附壁高分子模型链的塌缩转变

借MonteCarlo和模拟退火方法研究了端基附壁高分子尾形链在不同温度下的形态变化 ,链的模型采用有最近邻相互吸引作用的自避行走 .计算机实验结果表明 ,对于端基附壁的高分子尾形链 ,与自由链一样 ,当温度逐渐降低时高分子链会发生从松散的无规线团到紧密球体的塌缩转变 .计算机模拟得到了端基附壁链的均方末端距及其分量 ,均方回转半径及分布随温度的变化 .由于刚性壁的影响 ,使得有限链长的高分子尾形链与自由链相比 ,其表示链尺寸 温度关系的曲线要稍低 .模拟还发现 ,在高温时壁对链形状的影响比较大 ,壁垂直方向上尺寸明显大于平行方向的尺寸 ,后者接近于自由链的尺寸分量 .然而 ,低于θ温度时 ,尤其是完全塌缩之后 ,壁对链形状的影响已经很小 .     

非天然相互作用对均聚多肽链螺旋形成动力学过程的影响的计算机模拟研究

以螺旋结构的形成过程为研究对象,基于粗粒化的格子模型和动态蒙特卡罗模拟方法,初步探讨了非天然氢键相互作用对均聚多肽链螺旋折叠动力学过程的影响.研究发现,非天然氢键的引入虽然延缓了其热力学转变的发生,但也从整体上降低了折叠动力学过程的能垒,在某一特定温度之下,反而可以提高折叠速率.对其折叠路径分布的分析表明,非天然氢键可以减少慢速折叠路径的发生,而后者是导致折叠时间增加的主要因素.另一方面,比较特定温度下多肽链链构象及螺旋片断随时间的演化进程,发现非天然氢键在一定程度上影响了天然氢键的形成以及天然态构象的稳定存在,同时也加快了其部分解折叠过程.这说明,非天然相互作用的存在有利于蛋白质构象的快速动态调整,从而行使其相应的生物功能.     

类蛋白质分子扩散系数的模拟计算

蛋白质分子是一类比较特殊的高分子，一方面它的性质与氨基酸序列密切相关，另一方面其二级结构（如α螺旋以及β折叠等）极大地影响着它的性质．另外它的内部结构又非常紧密，与一般的高分子链完全不同．同时随着计算机技术的发展，计算机模拟日益作为一种有效的手段广泛应用于高分子科学的研究．但是由于蛋白质分子比一般的高分子结构更加复杂，如氨基酸之间有复杂的互相作用等，因此对蛋白质性质的研究往往建立在简化模型的基础上，如基于格点的HP紧密高分子模型等．虽然建立在格点模型上的蛋白质分子和真实的蛋白质分子存在着一定的差异，但基本上能体现蛋白质分子的主要特征，因此把这一类分子称为类蛋白质分子．     

STUDY ON THE SEQUENCE STRUCTURE OF SBR BY 13C-NMR METHOD Ⅵ MONTE CARLO SIMULATION OF THE SEQUENCE OF SBR

A program of Monte Carlo simulation of binary copolymerization for E-SBR (emulsion polymn. SB rubber) was made according to the terminal model. The simulation results obtained by this program were in good agreement with those experimental ones. A detail microstructure information of E-SBR molecular chain has been provided.     

二维HP格点模型中的紧密高分子链构象及其热力学性质的研究

采用二维HP模型用精确计数法和MonteCarlo方法研究了链长为N(≤ 2 2 )的紧密高分子链的构象和热力学性质 .发现不同HP序列的紧密高分子链的平均自由能和平均配分函数与链长N存在关系 :〈F〉=aN+b ,　ln〈Z〉=a′N +b′ .同时发现对于可折叠成基态且简并度为 1的紧密高分子链 ,其平均自由能和平均配分函数与链长N也存在相似的关系 .在HP模型中对于链长为N的紧密高分子链 ,存在着 2 N + 1 个不同的HP序列 .我们发现可以折叠成基态且简并度为 1的蛋白质分子的HP序列数目NS 为NS =a× 2 N+ 1 　 (a =0 0 2 5 ) ,对应的HP序列中 ,疏水基团 (H)数目的含量为 4 0 %～ 6 0 %的序列出现的几率最大 .同时在这些紧密高分子链中有些具有相同的结构 ,发现结构的‘简并度’为 3 3～ 4 0 (10≤N≤ 16 ) .在紧密高分子链折叠过程中 ,折叠的初期能量下降比较快 ,折叠的中期能量下降比较缓慢 ,折叠的后期能量下降也是比较快     

MONTE CARLO STUDY ON THE CRITICAL ADSORPTION POINT OF BOND-FLUCTUATED POLYMER CHAINS TETHERED ON ADSORBING SURFACES

 The behavior of three-dimensional bond fluctuation model chains tethered on an adsorbing flat surface was simulated by the Monte Carlo method. The dependence of the number of surface contacts M on the interaction strength e and the chain length N was investigated by a finite-size scaling law M = N[a₀ + a₁N^1/v_k + O((N ^1/v_k)²)] for e near the critical adsorption point e_c, i.e., k ≡(e-e_c)/e_c closes to 0. The critical adsorption point was estimated to be e_c = 0.93, and the exponents &#61542; = 0.49 and 1/v= 0.57.     

MONTE CARLO STUDY ON THE CRITICAL ADSORPTION POINT OF BONDFLUCTUATED POLYMER CHAINS TETHERED ON ADSORBING SURFACES

The behavior of three-dimensional bond fluctuation model chains tethered on an adsorbing flat surface was simulated by the Monte Carlo method.The dependence of the number of surface contacts M on the interaction strengthεand the chain length N was investigated by a finite-size scaling law M = Nφ[a0 + a1N1/V/κ+ O((N1/vκ)2)] forεnear the critical exponentsφ= 0.49 and 1/v= 0.57.     

多分散性对两亲性两嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装行为影响的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo模拟方法研究了多分散性AB两亲性两嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装行为.模拟结果表明,嵌段共聚物的多分散性对体系在选择性溶剂中自组装所形成的胶束形貌结构有很大影响.当AB两嵌段共聚物的多分散系数由1.0增加至1.4时,体系中自组装所形成的胶束将会发生由囊泡到片层直至球状的一系列形态转变.通过统...     

多嵌段高分子的溶解性和分子形状的蒙特卡罗研究

利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法模拟了两组分多嵌段高分子链在稀溶液中的行为,着重探讨了不同的嵌段长度对高分子性质的影响．研究中以自避的分子链为研究对象,分别考察了稀溶液中该分子链的溶解性、分子线团形状和嵌段单元的空间分布,与嵌段长度的关系．结果表明,在相同溶剂条件下,嵌段序列的长度对共聚高分子溶解性有较大影响,嵌段序列长度与溶解性能具有非单调的变化规律．该分子链在溶剂中的形状同样受到嵌段序列长度的影响．嵌段间的相互作用能的差别越大,则高分子的溶解性和形状对嵌段长度的依赖性就越显著