HA/PDM自组装复合胶体粒子及其乳化性能

以阴离子天然大分子透明质酸(HA)和阳离子单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)组成带相反电荷的聚合物/单体复合体系, DM通过水相原位聚合可制备荷正电的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM), PDM与HA间的静电作用可诱导两者在水溶液中进行自组装, 得到HA/PDM复合胶体粒子. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪对HA/PDM复合物结构进行了表征. 用动态激光光散射(DLS)研究了HA与PDM复合体系在水溶液中的自组装行为, 并表征了反应时间对HA/PDM复合胶体粒子粒径的影响. 利用透射电镜(TEM)表征了胶体粒子的形貌. 考察了溶液pH 对胶体粒子粒径及zeta 电位的影响, 并对胶体粒子的乳化性能进行初步探索. 结果表明:DM单体聚合前, 无HA/DM复合物聚集体形成; 而随着DM的逐步聚合, HA与PDM可通过静电作用逐渐组装形成球状HA/PDM复合胶体粒子, 其粒径随反应时间延长逐渐减小并趋于稳定. 同时, 该复合胶体粒子具有pH敏感性和乳化性, 乳化性能较纯HA和PDM有较大提高.     

香豆素改性透明质酸颗粒乳化剂的制备及应用

利用7-(2-羟基乙氧基)-4-甲基香豆素(HEMC)疏水改性透明质酸(HA)制得光敏双亲大分子(HA-HEMC),并通过自组装形成了HA-HEMC胶体粒子。通过核磁共振氢谱和紫外分光光度计确定了HA-HEMC的结构及取代度;采用动态激光光散射、纳米粒度仪和透射电镜等手段对胶体粒子的性质及形貌进行了表征。进一步以HA-HEMC胶体粒子作为颗粒乳化剂稳定油水界面,研究了胶体粒子质量浓度、油相类型、水相pH和盐浓度对胶体粒子乳化性能的影响。结果表明:HA-HEMC可以在选择性溶剂中自组装形成粒径约为236nm的球形胶体粒子;该胶体粒子能够在较宽的pH范围内(3~11)稳定水包油型乳液且所得乳液有良好的耐盐性;此外,HAHEMC胶体粒子还能稳定多种油-水体系。     

肉桂酸改性透明质酸颗粒乳化剂的制备及性能

将具有紫外吸收性能的单体肉桂酸(CA)引入天然大分子透明质酸(HA)中,制得疏水性改性HA(HA-CA),然后在二甲亚砜与水的混合溶剂中自组装制备HA-CA胶体粒子,并以之为颗粒乳化剂稳定油水界面制备Pickering乳液。通过紫外、核磁、纳米粒度仪、透射电镜、光学显微镜等方法对HA-CA、HA-CA胶体粒子及其所稳定的乳液进行表征。结果表明,HA-CA可以在选择性溶剂中自组装形成粒径约为95nm的球形胶体粒子;所得的HA-CA胶体粒子可以有效地稳定油/水界面,制备水包油(O/W)型的Pickering乳液,且所得乳液具有良好的耐盐性和细胞相容性;此外该胶体粒子可稳定多种油/水体系,具有一定普适性。     

光敏共聚物P(St/VM-co-MA)自组装胶体粒子及其性能

以苯乙烯类光敏单体7-(4-乙烯基苄氧基)-4-甲基香豆素(VM)、苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)为共聚单体,采用自由基聚合法制备了光敏性双亲共聚物P(St/VM-co-MA).在选择性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/H2O)中对P(St/VM-co-MA)进行自组装,用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布.利用紫外光照使胶体粒子中香豆素基元发生光二聚反应,形成交联胶体粒子,并用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)跟踪其交联过程.用DLS研究了交联和未经交联胶体粒子的粒径和结构稳定性,用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和光学显微镜考察了胶体粒子的乳化、包覆性能.结果表明:交联和未经交联胶体粒子均具有乳化性,且在乳化过程中可实现对油溶性染料的包覆.胶体粒子交联后,粒径有所减小,结构稳定性、乳化性能、包覆性能均有所提高.     

探索光敏性共聚物P(St/CS-alt-MA)的自组装及其乳化行为

以苯乙烯(St)、马来酸酐(MA)、香豆素苯乙烯醚化物(CS)为单体, 通过自由基溶液聚合合成了双亲性交替共聚物P(St/CS-alt-MA), 用凝胶渗透色谱、核磁共振等对聚合物结构进行表征, 并对其溶液自组装及组装体的乳化性进行了研究. 结果表明双亲性P(St/CS-alt-MA)可以在选择性溶剂中进行自组装形成马来酸酐单元为亲水微区、CS与苯乙烯单元为疏水微区的胶体粒子, 用紫外分光光度计, XPS, TEM研究了聚合物胶体粒子性质, 结果显示, P(St/CS-alt-MA)在水溶液中可以形成两亲性聚合物胶体粒子, 亲水单元在胶粒表面富集, 该两亲性聚合物胶体粒子具有良好的乳化性能.     

微凝胶胶体晶体研究进展

Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)微凝胶粒子是一种软的胶体粒子.和单分散的SiO_2、PS、PMMA等硬的胶体粒子一样,单分散的PNIPAM微凝胶粒子也可以自组装成为高度有序的胶体晶体.微凝胶粒子软物质的特性及其对外部刺激的响应性赋予其不同于硬球的组装行为.微凝胶胶体晶体的高度有序结构及其刺激响应性使其在诸多领域有重要用途.本文分别介绍了三维及二维微凝胶胶体晶体组装的研究进展,并对已开发的基于微凝胶胶体晶体的应用进行了总结.     

交替共聚物P(St-alt-Ma-Dopa)的自组装及乳化性能

以二甲亚砜(DMSO)为溶剂, 用多巴胺(Dopamine)胺解聚(苯乙烯-alt-马来酸酐)(P(St-alt-Man))制备双亲交替共聚物P(St-alt-Ma-Dopa). 在选择性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/水)中对P(St-alt-Ma-Dopa)进行溶液自组装, 用紫外分光光度计(UV)、透射电镜(TEM)、荧光探针技术、zeta电位仪等技术研究了添加剂(HCl, NaOH或NaCl)对P(St-alt-Ma-Dopa)自组装行为的影响及其胶体粒子的乳化性能. 结果表明, P(St-alt-Ma-Dopa)链在选择性溶剂(DMF/水)中可自组装形成球状胶体颗粒, 其临界聚集水含量(CWC)明显大于P(St-alt-Man). 体系的pH值、盐浓度等对P(St-alt-Ma-Dopa)胶体粒子的性质(粒子大小、zeta电位、亲疏水性等)有较大的影响, 引入多巴胺结构使交替共聚物胶体粒子的乳化性能有所提高.     

基于壳聚糖/透明质酸钠胶体的温敏性Pickering乳液及其在生物催化中的应用

本文以负载脂肪酶的自组装胶体粒子为乳化剂,以十六烷为油相制备Pickering乳液,通过温度调控乳液的稳定性,提高脂肪酶的循环使用性能。首先,在荷正电的壳聚糖(CS)溶液中依次加入脂肪酶(CRL)和荷负电的天然大分子透明质酸钠(HA),利用壳聚糖与透明质酸钠之间的静电作用自组装形成脂肪酶@壳聚糖/透明质酸钠胶体(CRL@CS/HA CPs),将脂肪酶负载于胶体粒子内,提高CRL@CS/HA CPs的稳定性;以相变材料十六烷为油相,在高速均质作用下将CRL@CS/HA CPs组装到十六烷-水界面,构建温敏性Pickering乳液,应用于脂肪酶的界面催化;通过改变温度,诱导油相发生凝固-溶解实现破乳,回收CRL@CS/HA CPs,提高脂肪酶的循环使用性能。     

PS胶体粒子表面逐层自组装固定化SOD及其生物活性

通过逐层自组装技术成功地把超氧化物歧化酶(SOD)吸附在聚苯乙烯(PS)胶体粒子表面.zeta电位和TEM证明了聚阳离子或聚阴离子型SOD与相反电荷的聚电解质在PS胶体粒子表面的交替吸附.通过测定SOD被胶体粒子吸附后上清液的生物活性,得到聚阴离子型SOD(pH=8.0)和聚阳离子型SOD(pH=4.3)在PS胶体粒子表面的吸附量分别为12和51IU,相对活性分别为23.4%和2.9%.聚阴离子型SOD在PS胶体粒子表面能形成平滑规整的膜,导致较高的相对活性.研究结果表明,通过调节pH值,可以优化自组装固定化酶的聚集状态和生物活性     

光敏感三元共聚物的合成及溶液自组装

以一端为肉桂酸酯光交联基元、中间为聚己内酯长柔性链的甲基丙烯酸酯类大单体FM5C为第三单体,与马来酸酐(MAH)及苯乙烯(St)单体以AIBN引发共聚合,制备了光敏感三元共聚物P(FM5C-co-MAH-co-St).该三元共聚物可在选择性溶剂中形成纳米胶体粒子,并可先利用肉桂酸酯基元的光照交联作用使胶体粒子内聚合物交联,进而利用羧酸酐基元与2-氨基吡啶的室温氨解反应改变胶体粒子形态.用FTIR、GPC、1H-NMR等对该聚合物及其氨解产物进行了结构表征.用动态激光光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、芘探针等技术研究了该聚合物胶体粒子微观形态、粒径与微环境在光照交联后及氨解后的变化.实验结果表明,P(FM5C-co-MAH-co-St)在选择性溶剂中可自组装成球形胶体粒子,肉桂酸酯光照交联作用使胶体粒子中的聚合物团聚得更加紧密,从而使其粒径更小、疏水区域更加集中;而进一步的室温氨解反应则使聚合物胶体粒子更松散、粒径变大.     

光敏性无规共聚物P(FA_2C-co-AA)的自组装及乳化性能

光敏性单体ε-己内酯改性丙烯酸酯肉桂酸酯(FA2C)与丙烯酸(AA)在偶氮二异丁腈(AIBN)的引发作用下,于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中发生自由基共聚反应,制备了具有光敏性的双亲无规共聚物P(FA2C-co-AA)。以红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热和紫外光谱等分析测试手段对共聚产物进行了表征。P(FA2C-co-AA)在选择性溶剂DMF水溶液中自组装得到纳米粒径的胶体粒子。用紫外光引发胶体粒子内双键发生光交联反应,得到稳定的胶体粒子,并用动态激光光散射(DLS)表征了胶体粒子交联前后的粒径变化。结果表明:该胶体粒子具有良好的乳化性能。     

Lennard-Jones流体中胶体粒子间耗尽势的密度泛函理论研究

基于Roth, Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了Lennard-Jones (L-J)流体中胶体粒子间的耗尽势. 通过计算胶体稀溶液中两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势, 进一步分析了L-J流体的相关因素对耗尽势的影响. 结果表明, L-J流体分子的体积分数、胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、L-J流体分子间的相互作用以及胶体粒子与流体分子之间的弱相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响. 研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.     

Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微球

Pickering乳滴模板法制备有机/无机杂化的核壳微球越来越引起人们的关注,主要因为该方法制备出的微球具有以无机粒子为壳层的超粒子结构(supracolloidal structure),能够赋予微球独特的功能.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,得到稳定Pickering乳液,固定乳滴表面的胶体粒子来制备核壳结构的微球或者以胶体粒子为壳层的微胶囊(colloidosome).本文综述了我们课题组以Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微胶囊包括实心微球方面的工作.我们选择具有不同性能、种类的胶体粒子以及具有不同性质和功能的核材料,采用Pickering乳滴模板法,对吸附在乳滴表面的胶体粒子用不同的固定方法制备具有不同结构和性能的微球和微胶囊,利用基于多重Pickering乳液的聚合技术制备双纳米复合的超粒子结构多核聚合物微球.     

硬核Yukawa流体中胶体粒子间的耗尽势

基于Roth、Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了硬核Yukawa(HCY)流体中胶体粒子间的耗尽势.在极稀溶液条件下,通过计算两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势,分析了HCY流体的相关因素对耗尽势的影响.结果表明,胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、HCY流体分子间的相互作用、HCY流体分子的体相密度以及胶体粒子与流体分子之间的相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响.研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.     

微胶囊制备新方法——乳滴模板法

本文介绍一种新颖、灵活的微胶囊制备方法--乳滴模板法.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,交联固定乳滴表面的胶体粒子制备新型的"胶体体(colloidosome)"微胶囊,即以胶体粒子为壳的微胶囊.乳滴模板法制备微胶囊的优点是方法简单,胶囊的尺寸、渗透性、机械强度容易调控.这种新型的微胶囊在功能食品、药物载体、生物医药,尤其是细胞移植等领域具有潜在的应用前景.     

Papain/HA-Phe自组装复合纳米粒子及乳化性能

用L-苯丙氨酸乙酯(L-Phe)改性透明质酸(HA)双亲性生物大分子(HA-Phe)负载生物活性分子木瓜蛋白酶(papain),HA-Phe和Papain通过静电、氢键和疏水相互作用自组装形成生物基Papain/HA-Phe复合纳米粒子.用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对复合纳米粒子的尺寸和形貌进行表征.结果显示,形成的复合纳米粒子为球形结构,粒径约308 nm.以此复合纳米粒子为颗粒乳化剂稳定白油,形成水包油型Pickering乳液.乳液的扫描电镜(SEM)显示,复合纳米粒子吸附在油水界面,形成复合纳米粒子的吸附层以稳定乳液.详细研究了pH和盐浓度对复合纳米粒子性质和复合纳米粒子乳化性能的影响.结果表明,随着pH增加,复合纳米粒子在油滴表面的吸附数目减少,乳化性能降低;随着盐浓度增加,复合纳米粒子的形变能力增强,乳化性能提高.进一步研究了乳液中木瓜蛋白酶的活性及美白效果.研究表明,制备的乳液保留了一定的活性,且具有一定的美白效果.     

Pickering乳液聚合制备核-壳结构PS-SiO2复合微球

用二氯二甲基硅烷对纳米SiO2粒子进行疏水改性,当其表面Zeta电位由-54.8 mV变成-25.8 mV时,SiO2粒子就能在苯乙烯-水界面自组装,形成稳定的Pickering乳液,即以胶体粒子为乳化剂的乳液.利用Pickering乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、纳米SiO2为壳的PS-SiO2复合微球.用FT-IR、XPS、SEM、偏光显微镜等对复合微球进行了表征.结果表明:复合微球由聚苯乙烯和纳米二氧化硅粒子组成,二氧化硅粒子以单层、六方密排的方式分布在聚苯乙烯微球表面.     

双亲性无规共聚物P（VM-co-AMPS）的自组装及其性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和苯乙烯类光敏单体7-（4-乙烯基苄氧基）-4-甲基香豆素（VM）为共聚单体,采用自由基聚合法制备了光敏性双亲共聚物P（VM-co-AMPS）。P（VM-co-AMPS）在溶剂水中自组装胶束化,用原子力显微镜（AFM）表征了自组装胶体粒子的形态、粒径及其分布。紫外光照使胶体粒子中香豆素基元发生光二聚反应,用紫外-可见光分光光度计（UV-Vis）跟踪其光二聚交联过程,用光学显微镜考察了胶体粒子的乳化性能。结果表明：胶体粒子具有较好的紫外吸收性能和较好的乳化性能。该胶束制备工艺简单,条件温和,避免了溶剂的使用。     

溶菌酶在羊毛表面的静电自组装固定化及其抗菌性能

通过层层静电自组装法将溶菌酶和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在羊毛纤维表面, 赋予其抗菌性. 应用扫描电镜(SEM)考察组装后纤维表面形态, Zeta电位、染色、溶菌酶活性测试研究纤维表面组装机制并考察改性羊毛抗菌效果. SEM结果表明组装后纤维表面粗糙, 部分凹槽被填埋, 证明溶菌酶/PSS自发组装到纤维表面. 表面电位、染料上染量、溶菌酶活力随纤维表面沉积物质不同, 均呈现明显的“层层交替振荡”现象, 证实了组装后纤维表面电荷的交替变化|织物紫外线透过率随组装层数增加呈近似线性降低, 表明溶菌酶在羊毛表面实现了多层组装, 揭示了羊毛纤维表面抗菌功能涂层的层层静电自组装构筑机制. 同时, 组装层数增多, 溶菌酶活性逐渐增大. 载酶羊毛抗菌率达到91.7%, 具有良好的抗菌性能.     

胶体晶体

简要综述胶体晶体的研究进展情况,主要介绍胶体粒子的简单自组装、模板引导下的自组装和二元胶体晶体组装等几类主要的胶体晶体制备技术,并概述胶体晶体在光子晶体、传感器、光子纸张、三维有序大孔材料、二维纳米结构阵列等方面的应用。