深入研究了內(nèi)修飾分子管與44種親水分子的鍵合行為。由于數(shù)據(jù)量大，各種相關(guān)變量較多，很難直接從中找到它們與鍵合能力之間的關(guān)系。蔣偉課題組通過引入主成分分析的方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，揭示了鍵合常數(shù)與客體的疏水性、體積、表面積和偶極矩等參數(shù)之間的相關(guān)性。通過分子動(dòng)力學(xué)模擬，證實(shí)了空腔內(nèi)“高能水”的釋放是鍵合親水分子的主要驅(qū)動(dòng)力，而氫鍵相互作用是實(shí)現(xiàn)高選擇性的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，蔣偉課題組還總結(jié)出這類內(nèi)修飾分子管的客體選擇標(biāo)準(zhǔn)：氫鍵位點(diǎn)應(yīng)互補(bǔ)；客體體積應(yīng)足夠大，以排出所有空腔內(nèi)的“高能水”。遵循這些指導(dǎo)原則，他們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“最佳”的客體，與順式分子管的結(jié)合常數(shù)高達(dá)106 M-1。

? 該研究不但有助于理解復(fù)雜的生物分子識(shí)別現(xiàn)象，還可以為設(shè)計(jì)其他親水分子的受體提供理論指導(dǎo)。這類內(nèi)修飾分子管在鍵合機(jī)理、鍵合的客體種類上與其他大環(huán)主體都不同，是一類全新的大環(huán)主體分子。此外，很多環(huán)境污染物、藥物分子和疾病的生物標(biāo)記物都是極性分子或含有極性基團(tuán)。該研究在環(huán)境污染物的檢測與去除、疾病診斷、藥物增溶與靶向投遞、催化、分子機(jī)器、智能材料等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。