稀溶液界面性质的一个简单理论

近期研究表明，辅溶质混合物可能对蛋白质稳定性产生显著的非加和效应。相应的液-气界面可为这些非加和效应提供有用见解。据此，在这项工作中，我们将稀多组分溶液的界面性质与溶质间相互作用联系起来。我们首先推导出一个以热力学可观测量表示的溶质表面过剩的简单模型。然后我们发展了一种基于格点的统计力学微扰理论，由微观相互作用导出这些可观测量。该稀溶液理论（DST）未采用随机混合近似，而是在微扰理论最低阶精确处理溶质-溶质相互作用。尽管它不能处理浓溶液，蒙特卡洛（MC）模拟表明 DST 描述稀溶液的精度远高于正规溶液理论。重要的是，DST 强调了溶质对界面的“本征”偏好与“有效”偏好之间的重要区别。DST 预测可根据对本征界面偏好将溶质分为三类。强耗尽剂的表面偏好对相互作用相对不敏感，而强表面活性剂的表面偏好可被界面处的相互作用调制。此外，DST 预测弱耗尽剂和弱表面活性剂的表面偏好可被体相中的相互作用定性反转。我们还证明 DST 可扩展以处理表面极化效应并对实验数据建模。MC 模拟验证了 DST 对对应于摩尔浓度的格点系统预测的精度。