高电荷球状大分子对一价与二价离子的竞争吸附
软凝聚态物质
2020-08-26 v1
摘要
当高电荷球状大分子（如树状聚电解质或带电纳米凝胶）浸入生理电解质溶液时，溶液中的一价与二价反离子以一定比率结合到大分子上，从而几乎完全中和其电荷。对于生物介质中的带电大分子，结合的一价与二价离子的数量比对其预期功能具有决定性意义。此类吸附比的理论预测颇具挑战，因为存在静电（价态）、离子特异性与结合饱和效应的竞争。在此，我们通过扩展并组合已建立的静电结合理论（如 Donnan、Langmuir、Manning 以及 Poisson-Boltzmann 方法）来设计并讨论若干近似模型，以预测此种平衡吸附比，从而系统研究大分子对一价与二价反离子的竞争性摄取。我们将模型与混合价态盐溶液中球状聚电解质硫酸化树枝状甘油（dPGS）的粗粒化（隐式溶剂）计算机模拟数据进行比较与拟合。dPGS 极有潜力用于生物系统中的大分子载体，同时也构成了高电荷大分子的优良模型体系。我们最终利用经模拟校正的模型外推并预测静电特征，例如作为二价离子浓度函数的高效电荷，适用于广泛的 dPGS 代次（尺寸）。
引用
@article{arxiv.2007.05404,
title = {Competitive sorption of mono- versus di-valent ions by highly charged globular macromolecules},
author = {Rohit Nikam and Xiao Xu and Matej Kanduč and Joachim Dzubiella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05404},
year = {2020}
}