質(zhì)譜儀(MS)具有快速識(shí)別樣品中化學(xué)成分的能力，如放射性碳定年、蛋白質(zhì)分析和監(jiān)測(cè)藥物代謝等，已經(jīng)成為化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室中必不可少的工具，用于各種實(shí)驗(yàn)。
質(zhì)譜儀器的工作原理是給分析物分子一個(gè)電荷，然后讓其通過(guò)一個(gè)均勻電場(chǎng)的空間區(qū)域，電場(chǎng)使它們的軌跡彎曲成一個(gè)圓。該圓的半徑，取決于分子質(zhì)量與電荷的比例，被檢測(cè)并與已知樣品進(jìn)行比較。這種方法只能測(cè)量這個(gè)比例，而不能測(cè)量質(zhì)量本身，過(guò)量的電荷會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確或模糊。
現(xiàn)在，日本金澤大學(xué)的研究人員使用了一種強(qiáng)大的分子動(dòng)力學(xué)模擬來(lái)更好地理解過(guò)量電荷對(duì)由質(zhì)譜測(cè)試的分子的影響。
研究人員模擬了添加相反電荷的分子以中和過(guò)量電荷的效果。在這種情況下，聚乙二醇上的正電荷可以通過(guò)與帶負(fù)電荷的NO2-離子碰撞而減少。然而，由于碰撞的可能性首先取決于電荷的數(shù)量，這一事實(shí)使情況變得復(fù)雜。研究人員表示，在少量過(guò)量電荷的情況下，聚乙二醇呈現(xiàn)致密形式。然而，隨著電荷的增加，正電荷之間的相互排斥導(dǎo)致它變直。
為了幫助加快計(jì)算速度，研究小組使用了“連續(xù)體近似”方法，只有當(dāng)NO2-分子接近聚乙二醇時(shí)，才開(kāi)始模擬它的所有原子。
這一研究成功表明，混合連續(xù)分子動(dòng)力學(xué)模擬可以更廣泛地用于研究碰撞驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)，分子可以采取不同的構(gòu)象。這一成果可以催生更有效的方法來(lái)控制樣品分子中的過(guò)量電荷，從而獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
研究成果已發(fā)表在《化學(xué)物理以及物理化學(xué)》(Phys。 Chem。 Chem。 Phys。， PCCP)上。
