采用测电导率法研究CTAC与环湖精分子间识别模式.docVIP

精品论文 参考文献 采用测电导率法研究CTAC与环湖精分子间识别模式 张波 谢光杰 黄文 　　提要 |表面活性剂自组装体系在某种程度上可以看做纳米微粒的聚集体，与介观物理有某种内在联系。由于表面活性剂多组分体系的结构极其复杂，导致相互作用机理也异常复杂。又由于其发生作用的浓度非常之低，由此限制了很多实验方法的使用。 　　本文以生物模拟和环境治理为背景，在总结前人的基础上，以测电导率法的手段系统地研究了beta;-环糊精对表面活性剂CTAC在水溶液中的分子间自组装行为的影响，以及beta;-环糊精和表面活性剂分子之间的相互作用机理。 　　关键词 |分子自组装 CTAC beta;-环糊精 表面活性剂 电导率 　　中图分类号 | N33 　　作者信息 |张波，男，1986年生，河北省邢台，四川化工职业技术学院制药与环境工程系人事处， 助理实验师，研究方向为应用化学，646005。 　　表面活性剂具有双亲特性，即亲水又亲油，是唯一一类即能溶于水又可以溶于有机溶剂的表面物质。因此，对表面活性剂的研究一直得到人们的高度重视。当前它正广泛应用在制药工业、洗涤去污、农产品加工、分离富集、食品添加剂、乳液聚合、表面改性、生化制药、化学分析以及环境治理等诸多领域[1-3]，可以说在工农生产中无处不出现着其身影，所以表面活性剂有“工业味精”之称[4]。 　　 表面活性剂分子结构的一端是亲水基,另一端是疏水基,这种不对称的“双亲分子”结构既能溶于水,又有较强的逃逸谁的趋势,既可在界面形成吸附,又可在溶液中通过自组装而聚集形成分子集合体----胶束[5]。随着1913年胶束概念的建立，表面活性剂溶液即成为胶体体系中极有特色的一大类—自组装缔合胶体体系[6,7]。它可以是缔合胶体和界面层，如胶束、囊泡、脂质体、单层及多层分子膜、超分子体系等。 　　表面活性剂溶液是由大小在10-7-10-4cm之间的质点分散于介质中所组成，由于质点很小，质点相与界面相之间的界面积很大，故有相当可观的界面自由能，从而易于产生各类界面现象和过程。由于它既不是常见的宏观大物质，也不是微观的基本质点（如原子、分子），往往容易被忽视。Austvalder 曾将其称之为“被遗忘了尺寸的世界”[8]。近年来发现微胶体粒子和超薄（分子）组合膜表现出不同寻常的“量子尺寸效应”和奇异性质，可以构成各种与大块物质迥异的特性功能材料。当今引人注目的“纳米（nano-）”技术与表面活性剂分子自组装尺寸的吻合，绝非偶然，其内在原因的确值得研究。实际上，表面活性剂自组装体系在某种程度上可以看做纳米微粒的聚集体，与介观物理有某种内在联系[9]。这就向人们提示，决不可忽视这个从宏观到微观的过渡世界。 　　同时，表面活性剂科学与其他重要科学如生命科学、能源科学、材料科学、环境科学以及信息科学的发展在很大程度上是相互依赖、相互促进的。表面活性剂分子自组装体系的研究，对这些科学的发展有着非常重要的作用[10]。 　　在生命科学方面，表面活性剂分子自组装可以模拟生物膜。生物膜在生命现象中扮演着重要角色，具有形成细胞、控制体液溶质传输、细胞融合、渗透作用等功能。细胞膜主要是以类脂分子膜为骨架，嵌合和吸附蛋白质而形成的一种复杂的自组织体系。目前我们对膜结构的一些了解，相当部分都是得自表面活性剂单分子层、双分子层，以及磷脂囊泡、脂质体模型的研究[11-13]。从这些简单的表面活性剂自组装模型的研究，可以进一步了解生物膜在生命现象中的功能和作用。随着“生物模拟化学”的形成[14]，科学界对人工模拟膜的研究也逐渐的系统和深入。德国科学院院士Ringsdorf教授设计的抗癌药物[15]，其方法就是将药物基通过间隔基团连接在无毒副作用的表面活性剂疏水链上，注射到人体后，特异性识别作用，聚合物抗癌药物能结合到癌细胞上，使聚合物抗癌药有很好的选择性。由于细胞膜的主动运输作用,与酶结合的聚合物可以进入癌细胞，从而把抗癌药运载到癌细胞内，又由于酶对间隔基的特异性切断作用而将抗癌药释放出来。 　　在能源科学方面，一些重大课题（如863，973计划项目）都包含着表面活性剂体系的研究与应用[16]。例如，在石油开采中，直接采油和注水采油一般只能采出储量的30-40%，一半以上的油不能采出。采用化学驱油方法，利用表面活性剂，高分子物质可使油/水界面表面张力降至极低值（可达10-6mNmiddot;m-1），并调节流体粘度，甚至形成与油，水皆可混溶的微乳状液，可以极大限度的提高石油采收率，此即所谓的“三次采油”。其他如稠油开采、输送中的乳化降粘，油井防蜡、堵水，以及原油乳化等油田化学问题，皆与表面活性剂化学密切相关[17]。在煤的开采中，煤粉与分散于水中的水煤浆（浓度-70%），有较好的流动性，