葡甘聚糖微結(jié)構(gòu)的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、本文以葡甘聚糖為試材，運(yùn)用分子模擬同儀器分析相結(jié)合的手段，預(yù)測(cè)了葡甘聚糖分子鏈的高級(jí)結(jié)構(gòu)，分析了無機(jī)分子對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能的影響，探討了葡甘聚糖與卡拉膠微觀作用機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：1.葡甘聚糖單鏈高級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)利用Hyperchem7.0、VM2.0分子結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件采用分子動(dòng)力學(xué)和分子力學(xué)的方法，以真空中葡甘聚糖單鏈為研究模型，研究了聚合度、取代基對(duì)動(dòng)態(tài)構(gòu)象的影響及影響鏈構(gòu)象的作用力。首次提出了KGM鏈的動(dòng)態(tài)模型，得到了以下結(jié)果：

2、聚合度影響其鏈形態(tài)和穩(wěn)定性，對(duì)于高聚合度的魔芋葡甘聚糖來說，其鏈呈現(xiàn)無規(guī)卷曲狀態(tài)且穩(wěn)定性下降，在整個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中KGM鏈脫乙?；昂蠖汲尸F(xiàn)無規(guī)卷曲狀態(tài)，而且其伸展和卷曲的變化是周期性的，表現(xiàn)出了很好的柔性，說明乙?；皇怯绊懫滏溞螒B(tài)的主要因素，二面角能和靜電作用是真空中影響單鏈構(gòu)象的主要的鍵合作用力和非鍵合作用力，但是乙?；鶎?duì)氫鍵作用的影響較大。 2.無機(jī)分子對(duì)葡甘聚糖溶液體系結(jié)構(gòu)性能影響的研究利用Hyperchem7.0分子

3、結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，采用分子動(dòng)力學(xué)及紅外光譜、核磁共振等技術(shù)，對(duì)無機(jī)分子對(duì)葡甘聚糖體系的影響進(jìn)行分析，很好的解釋了性能變化的結(jié)構(gòu)原因，結(jié)合以往的研究及參考文獻(xiàn)得出以下結(jié)論：KGM在堿性條件下由于化學(xué)作用乙?；拿摮肿娱g氫鍵作用的加強(qiáng)提高了凝膠強(qiáng)度，分子間氫鍵的主要作用位點(diǎn)是葡萄糖的O(6)與甘露糖的O(2)之間；硼與KGM形成的分子內(nèi)和分子間配合作用及分子間作用力氫鍵的增強(qiáng)是KGM特性粘度和致密性提高的主要原因，分子間型配位反應(yīng)發(fā)生在葡萄糖

4、和甘露糖兩個(gè)糖環(huán)之間的幾率最大；加入尿素后，表現(xiàn)為宏觀性能的下降，葡甘聚糖氫鍵網(wǎng)絡(luò)被破壞，氫鍵的作用位點(diǎn)由甘露糖的O(2)、O(3)變?yōu)镺(4)，葡萄糖的O(3)、O(6)變?yōu)镺(1)、O(2)。 3.葡甘聚糖與卡拉膠共混作用的研究利用Hyperchem7.0分子結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)方法、DSC、紅外光譜技術(shù)，研究了葡甘聚糖與卡拉膠的微觀結(jié)構(gòu)及作用過程，揭示了性能變化的結(jié)構(gòu)原因和分子之間的作用位點(diǎn)。得出了以下結(jié)論：葡甘聚糖

5、同卡拉膠共混后通過分子間氫鍵作用形成了強(qiáng)度高、彈性好的熱可逆凝膠。其凝膠強(qiáng)度與單一膠相比較，凝膠特性得到了很大的改善。通過紅外光譜可以發(fā)現(xiàn)形成復(fù)合溶膠后化學(xué)基團(tuán)沒有發(fā)生本質(zhì)上的改變，但是氫鍵締合作用增強(qiáng)；通過DSC分析可以發(fā)現(xiàn)僅出現(xiàn)1個(gè)吸熱峰，兩種生物大分子達(dá)到了相容的結(jié)果，經(jīng)過分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，與單一體系比較，葡甘聚糖與卡拉膠共混時(shí)穩(wěn)定性提高，分子間氫鍵作用力明顯增強(qiáng)，主要的作用位點(diǎn)是葡甘聚糖的上甘露糖的O(2)、O(4)、O(6)