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人们对人工受体的研究兴趣不断增加,分子印迹作为新型人工受体的合成技术,近年来受到极大的关注。由于分子印迹聚合物具有极高的选择性和良好的稳定性,近年来已在传感器、分离纯化以及催化等方面得到广泛应用。但是,分子印迹聚合物的合成周期长、费用高、效率低,具有一定的盲目性。急需通过理论研究进行分子模拟设计以期得到研发成本低及选择性高的印迹聚合物。 实验上受生物学配体与受体识别的启示并借鉴抗原决定基印迹原理,提炼血管紧张素及鹅膏毒肽的关键作用位点。设计目标物的识别决定区为模板分子,构建专一性识别目标物的印迹材料,应用于血清中目标物的分离与检测,得到很好的识别效果。但实验部分不能完善地解释其识别机理。因此,本文应用密度泛函理论中的B3LYP方法对目标物的识别决定区分子印迹进行了理论研究。研究工作和结论主要有以下两部分: 1、以血管紧张素的特异性识别决定区(AT、BT、 CT)为模板分子,丙烯酸(AAc)为功能单体。模拟模板分子与功能单体预作用时的几何构型、电荷转移及结合能,探讨了AT、 BT、 CT与AAc预作用的模式。结果表明,AT、BT、 CT与AAc通过氢键作用形成分子结构互补的复合物,AT与AAc形成的最大印迹比例是1∶6,而且在该比例下电荷转移最大,形成氢键数目最多,复合物的结合能最低(-361.78 kJ·mol-1)。氢键作用的位置显示精氨酸Arg在印迹复合物中起重要作用。另外,比较了BT、CT分别与AAc形成最大印迹比例复合物的作用模式及结合能。其二者复合物的最大印迹比例都为1∶5,结合能分别为-284.66和-324.68kJ·mol-1,明显小于AT-AAc复合物的结合能,从理论上说明三者中AT更适合作分子印迹聚合物的模板分子。 2、以鹅膏毒肽的特异性识别决定区(DT)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)和四乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体。模拟模板分子与功能单体预作用时的几何构型、电荷转移及结合能,探讨了DT与MAA及4-VP的作用模式及解释复合物中协同作用的存在。结果表明,DT与MAA形成氢键作用,且作用比例为1∶3。同时,DT与4-VP之间形成π-π堆积作用,作用比例为1∶1。在复合物DT… MAA(1∶3)中,氢键的结合能为-176.04kJ·mol-1,而在复合物DT…MAA…4-VP中,氢键和π-π堆积的结合能为-184.73kJ·mol-1,比DT…MAA(1∶3)中氢键的结合能降低了8.69kJ·mol-1。表明在复合物DT…MAA…4-VP中,氢键和π-π堆积之间表现协同作用。