聚乙二醇生物相容性与结合水关系的单分子力谱研究

聚乙二醇(PEG)优良的生物相容性使得其在生物材料领域的应用十分广泛,但关于其具有良好生物相容性的分子机理依然不清楚.本文利用单分子力谱技术研究了PEG生物相容性与其结合水之间的关系. PEG在非极性有机溶剂-壬烷及磷酸盐缓冲液(PBS)中的力-距离(F-E)曲线之间存在显著的差异.通过实验分析及单分子理论模型验证发现这一差异主要是由PEG结合水重排所导致的.对壬烷及PBS中的F-E曲线间的面积差进行积分得到PEG结合水重排所额外消耗的能量(E_w)为～1.59 k_BT/unit (3.93 kJ/mol).通过对比发现,此E_w与生物大分子的E_w最为接近.我们推测这一与生物大分子相近的E_w值保证了PEG在生物体内既不会引起严重的能量波动也不会影响其他分子的行为,这可能是PEG具有优良生物相容性的一个重要因素.