蛋白质作为生命体的重要组成成分之一广泛地存在于生物体系中.天然态的蛋白质通常呈现疏水(非极性)基团埋藏在内部而亲水(极性)基团包覆在外部的紧密折叠状态(nativestate)[1].当蛋白质与外界环境相接触时可能诱发蛋白质从紧密折叠的天然态舒展开从而发生变性(protein denaturation)并且失去其原有的生物功能.生物医用高分子材料在使用过程中不可避免的要与蛋白质相接触,如果蛋白质与材料接触后发生变性将会导致其在材料表面上吸附与沉积,这一现象如果发生在血液中将会诱发更为严重的凝血与溶血现象[2].如何抑制蛋白质在材料表面上的吸附成为目前人们所关注的热点问题.目前,人们采用分子动力学,Monte Carlo等模拟方法针对单个蛋白质分子在具有不同性质的基板表面的吸附后的分子构象转变及取向等方面进行了细致的研究[3,4].但由于模拟方法中对蛋白质分子结构的处理较为细节化使得考察具有一定浓度的蛋白质溶液中的多个蛋白质分子的构象变化难度较大并且效率较低,另一方面,考察蛋白质在表面接枝有不同性质聚合物的基板上的吸附行为的模拟研究非常少,然而材料表面接枝链构象对于蛋白质吸附行为也有着至关重要的影响,因此,我们采用粗粒化的Monte Carlo模拟方法,并结合HP模型来构建具有一定浓度的蛋白质溶液,考察多个蛋白质分子在具有不同性质的聚合物刷表面的吸附行为.我们采用Monte Carlo 模拟中的HP 模型,借鉴Dill 等人[5]构造的具有一定蛋白质结构特征的类蛋白质分子(protein-like polymer)的HP序列,得到了类蛋白质分子的紧密折叠构象,并以此为初始态构造了浓度约为1.6％的蛋白质溶液,研究其在接枝密度、接枝链长以及接枝链亲水性不同的表面上的吸附行为(图1a).模拟结果表明,蛋白质分子在聚合物刷表面上的吸附量随体系接枝密度的增加而增加.另一方面,链长不同的聚合物刷其亲水性对于蛋白质吸附量的影响有所不同.当聚合物刷链长较短时,吸附量随着聚合物刷亲水性的增加而减少；当聚合物链长较长时,吸附量随着聚合物刷亲水性的增加先减小后增加.此外,模拟结果还表明当接枝单体摩尔数近似相同时,相对于链长较长但接枝密度较低的表面(图1c),链长较短而接枝密度较高的表面(图1b)具有更为良好的抗蛋白质吸附性能,这与本课题组近期采用石英晶体微天平(QCM-D)研究血浆蛋白在表面接枝材料上的吸附行为时所观察到的现象较为相似[6].