把分子模拟法引入高分子物理实验教学

分子模拟法（也被称作计算机模拟法）是用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子的结构与行为,进而模拟分子体系的各种物理与化学性质,它已成为一种重要的科学研究方法,并且被广泛地应用于高分子科学的研究中。     

分子印迹聚合物及其应用

综述了分子印迹原理、分子印迹聚合物的制备和特性，以及分子印迹聚合物在对映体拆分、人工抗体、模拟酶、以及分子器件方面的应用。     

基于分子间相互作用的纳米尺度分子传递

纳米尺度下的分子传递是以纳米先进材料为导向的材料化学工程学科所面临的关键科学问题之一.借鉴分子热力学的建模研究思路研究分子传递,从分子之间相互作用出发,结合分子模拟技术,有望最终建立理论模型,实现分子传递的定量预测.本文通过几个研究实例初步探索了如何从分子间相互作用出发开展纳米尺度下分子传递的研究,利用分子模拟手段解析纳米尺度下特殊的微结构,并以此为基础进而实现对分子传递行为的调控和预测,指导具有丰富纳米结构的膜材料以及催化材料的设计和应用.     

《分子模拟》教材建设的探索与实践

教材建设是课程建设的重要一环，本文重点对山东大学分子模拟实验国家一流课程的教材建设情况进行了介绍。从历史与传承、发展与创新、总结与展望三个方面对山东大学化学学科的教材编写历史、国内外分子模拟相关教材的建设情况、《分子模拟》教材的主要内容和特色之处，以及下一步的修订计划进行了详细介绍，以期对相关教材的编写与修订提供启发与借鉴。     

分子印迹技术研究进展

分子印迹技术是制备对特定目标分子具有特异性识别能力的高分子材料的技术,所制备的高分子材料被称为分子印迹聚合物.分子印迹聚合物因具有预定性、识别性和实用性三大优点已广泛应用于分离、模拟抗体与受体、催化剂以及仿生传感器等方面和领域,显示出了广泛的应用前景.作者对分子印迹技术的发展历史、基本原理、分类、应用现状以及一些新的研究热点进行了综述.     

分子钳人工受体研究进展

分子识别是生物体系的基本特征, 并在生命活动中起中心作用. 利用合成的人工受体与适当底物间的分子识别以建立化学模型或化学仿生体系对生命过程中的分子识别现象进行模拟研究是生物有机化学和超分子化学前沿富于挑战的课题之一. 按照不同的隔离基, 综述了分子钳人工受体的研究进展.     

浅谈2016年诺贝尔化学奖:分子机器

2016年诺贝尔化学奖颁给了Jean-Pierre Sauvage、Fraser Stoddart和Ben Feringa,以表彰他们在设计与合成分子机器领域的卓越贡献.分子机器是模拟自然界的生物大分子机器或宏观机器的分子,科学家通过精巧的设计,利用有机合成反应构建这些内部能相对运动的分子,实现从分子层面的精确控制.本次诺贝尔化学奖颁给了尚无实际应用的分子机器,给未来带来了无限可能.     

超分子环糊精两亲分子

本文综述了“超分子环糊精两亲分子”的最新研究进展。超分子环糊精两亲分子主要包括疏水性修饰的环糊精衍生物(第一类)、环糊精衍生物与两亲分子的包合物(第二类)和环糊精衍生物与疏水性客体分子的包合物(第三类)。针对超分子环糊精两亲分子及其自组装体系的研究不但丰富了由诺贝尔化学奖得主Lehn等所提出的超分子化学的内涵,实现了多学科的交叉,而且在生物模拟、智能材料以及可控的、具有疗效的药物输运与缓释等领域具有潜在的应用前景。     

糖簇分子和糖树状分子的合成进展

糖簇分子和糖树状分子是为了模拟天然存在的“多价效应”而发展起来的一类糖缀合物 .从糖簇分子和糖树状分子的骨架结构特点出发 ,综述了近几年来多价糖簇分子和糖树状分子的各种合成方法及其特点     

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．     

分子整流器

分子尺寸器件是推动分子电子学发展的主力军。本文综述了分子整流器的工作原理，模型分子的设计，研究现状，存在的主要问题和今后的发展方向。     

糖簇分子和糖树状分子及其生物学活性

糖簇分子和糖树状分子是近年来发展起来的一类新型糖缀合物,其目的是模拟天然存在的“多元效应”。本文主要综述了目前已知糖簇分子和糖树状分子所具有的生物活性及其潜在的应用领域。     

三唑酮分子印迹预组装体系的分子模拟与吸附性能

以三唑酮为模板分子, 以丙烯酰胺(AM)、 丙烯酸(AA)、 甲基丙烯酸(MAA)和三氟甲基丙烯酸(TFMAA)为功能单体预组装了分子印迹聚合物体系, 采用半经验法和从头算法, 利用Hyperchem软件模拟了三唑酮与4种功能单体所组成的分子印迹预组装体系的构型、 能量、 反应配比及复合反应的结合能, 选择复合物结合能最高的功能单体用于分子印迹聚合物的合成. 采用密度泛函方法计算了模板与单体在不同致孔剂中的溶剂化能. 结果表明, 三唑酮与三氟甲基丙烯酸所形成复合物的作用力最强, 在非极性溶剂中溶剂化能最弱. 由预组装体系的差示紫外光谱法研究发现, 一分子三唑酮可与两分子三氟甲基丙烯酸在氯仿中形成氢键复合物, 与分子模拟的结果一致. 在最佳模拟条件下, 合成了三唑酮的印迹聚合物, 利用吸附等温线Langmuir和Freundlich模型研究了印迹聚合物的吸附行为及识别机理. 上述方法对于分子印迹体系的筛选及分子印迹聚合物性能的预测有重要的意义.     

基于分子模拟技术煤焦分子模型构建

煤、焦是过程工业的重要原料。因此，有必要深入了解煤、焦分子结构以揭示其反应性。采用Materials Studio 7.0软件，从分子层次研究煤、焦的分子结构。根据已报道的文献，构建煤、焦的初始结构；基于分子力学原理对这些结构进行优化，使得模型物性与煤、焦物性相符；基于退火模拟算法对模型进行优化，从而使得模型密度、元素分析数据与真实值吻合；基于能量最小化原理，对煤、焦模型再次优化，从而获得其稳定、真实的分子构型。由计算结果发现，模型的估算密度、元素组成与已报道一致，说明构建的模型是有效、合理的；在模型优化过程中，相对于其他能量而言，库伦能和范德华能起着重要的作用。因此可以推断在煤、焦热加工过程中，弱键占据主要地位。另外，本文采用分子模拟技术构建煤、焦模型的方法对于构建其他复杂大分子结构有着重要的借鉴作用。     

聚集导致的荧光增强与双分子膜上能量转移

聚集导致的荧光增强与双分子膜上能量转移吴立新，郑惠（吉林大学理论化学研究所，长春，１３００２３）（吉林粮油食品专科学校）梁映秋（南京大学化学系）关键词聚集，双分子膜，荧光增强，能量转移在模拟生物膜功能研究中，以表面活性剂聚集体系为模拟剂研究其自组织行...     

药物分子设计和核酸的分子识别分析

分子识别分析理论应用于药物分子设计是新药开发的要求，也是分析化学一个极具潜力的发展方向，分子识别分析不仅为药物分子设计提供了生物大分子的组成，结构基基本信息，还为了解药物分子与生物大分子相互作用位点及作用方式提供了模型，本文评述了与药物分子设计中有关的核酸物质的分子识别分析，它们是设计好的抗癌药物的基础。     

齐墩果酸分子印迹聚合物预组装体系的分子模拟及聚合物制备

以齐墩果酸(OA)为模板分子,三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、α-甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)、4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,三氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、甲醇和丙酮为溶剂,基于量子化学密度泛函理论(DFT)和ONIOM方法,采用Gaussian09软件模拟计算了模板分子与不同功能单体的印迹聚合物预组装体系的构型,探讨了模板分子与功能单体在不同印迹比例时所形成复合物的成键情况以及反应过程中的结合能,并采用自洽反应场极化连续模型(CPCM)计算了功能单体与模板分子在不同溶剂中的溶剂化能。结果表明,TFMAA与模板分子OA以1:1摩尔比形成复合物的结合能ΔE最高(-70.99kJ·mol~(-1)),结构最稳定,模板分子和功能单体在三氯甲烷中的溶剂化能最小。同时,采用实验方法验证模拟结果,并利用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪和静态吸附实验对印迹聚合物的形貌、化学基团和吸附性能等进行表征。结果表明,模拟结果与实验结果完全一致,计算机模拟对分子印迹体系的筛选和机理研究提供了理论依据。     

含农药污水对乙酰胆碱酯酶结构影响的分子模拟

乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)是一种重要的生态环境监测大分子标记物。环境中污染物对蛋白结构的影响是AChE环境监测效果的关键因素。本文以对硫磷作为农药的代表，通过分子模拟方法在分子水平下对AChE在纯水和含农药污水体系中的结构进行了研究。结果表明，在分子模拟过程中，AChE蛋白在纯水和污水体系中结构变化均不明显。AChE蛋白在污水体系中表面积的增加归因于对硫磷分子导致的蛋白疏水性表面积的增加。AChE蛋白二级结构所含残基数量在纯水和污水中均没有明显变化，但污水会导致蛋白中氢键数目增加，以及水分子与蛋白间氢键数目的减少。AChE蛋白与对硫磷分子间的范德华力与库仑作用力均为吸引力，范德华力为主要作用力。在含对硫磷农药污水中，蛋白结构中PHE284残基的波动大，是影响AChE结构的关键残基。     

分子调控的概念及其意义

在分子识别的基础之上提出了分子调控的新概念，指出分子调控是外界因素对分子某些性质的指令性干预，是超分子体系所持有的功能，通过这种调控作用，可以有意识、有目的地控制分子的行为，并列举若干实例加以说明。     

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。