Dynamic control of volume phase transitions of poly(N‐isopropylacrylamide) based microgels in water using hydrazide‐aldehyde chemistry

We demonstrate that the volume phase transition temperature (VPTT) of copolymer microgel particles made from N‐isopropylacrylamide (NIPAm) and methacryloyl hydrazide (MH) can be tailored in a reversible manner upon the reaction of the hydrazide functional groups with aldehydes. The microgels were synthesized by precipitation polymerization in water. Due to the water‐soluble nature of the MH monomer, the VPTT at which the microgel particles contract shifts to higher values by increasing the incorporated amounts of methacryloyl hydrazide from 0 to 5.0 mol %. The VPTT of the copolymer microgel dispersions in water can be fine‐tuned upon addition of hydrophobic/hydrophilic aldehydes, which react with the hydrazide moiety to produce the hydrazone analogue. This hydrazone formation is reversible, which allows for flexible, dynamic control of the thermo‐responsive behavior of the microgels. The ability to “switch” the VPTT was demonstrated by exposing hydrophilic streptomycin sulfate salt incubated microgel particles to an excess of a hydrophobic aldehyde, that is benzaldehyde. The temperature at which these microgels contracted in size upon heating was markedly lowered in these aldehyde exchange experiments. Transformation into benzaldehyde hydrazone derivatives led to assembly of the microgel particles into small colloidal clusters at elevated temperatures. This control of supracolloidal cluster formation was also demonstrated with polystyrene particles which had a hydrazide functionalised microgel shell. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2014 , 52, 1745–1754     

改性二氧化硅纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究

通过纳米二氧化硅的硅烷化改性, 使其在高矿化度盐水中可以稳定存在的前提下, 研究了改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵混合体系的溶液稳定性及协同稳定CO₂泡沫的效果. 研究结果表明, 无机盐离子对改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂间的静电吸引力具有屏蔽作用, 且矿化度越高, 屏蔽效果越明显, 从而混合溶液更易于在高盐水中稳定; 纳米颗粒表面的活性剂吸附层受二者浓度的影响, 进而影响了颗粒的亲/疏水性; 当混合体系中的表面活性剂浓度低于临界胶束浓度(CMC)时, 混合溶液与CO₂的界面张力高于单独活性剂溶液, 而当活性剂浓度高于CMC时, 对CO₂-溶液界面张力几乎无影响, 最低界面张力可降至6 mN/m左右; 改性纳米颗粒的加入可以进一步提高CO₂体相泡沫半衰期一倍以上, 但受二者浓度比例的影响; 纳米颗粒的加入有效提高了多孔介质中泡沫的表观黏度, 最大增幅由20 mPa·s增至55 mPa·s左右, 泡沫黏度增加接近3倍, 增强了CO₂泡沫驱的封堵作用.     

基于ABC-NB的慢性病诊断分类研究

在医疗领域,医生做出有效正确的决策非常重要,为了提高医生诊断的准确性,避免诊断结果受到医生的直觉、潜意识和自身知识不全面等因素的干扰而造成误判。提出了将改进的ABC-NB算法应用于慢性病诊断领域,以提高诊断效率,减少误判几率。将基于改进尺度因子的人工蜂群算法应用于慢性病特征的选择,对数据进行降维,剔除冗余、无关的特征,提高收敛速度,增强算法搜索全局最优解的能力。接着将预处理后的数据各特征值进行训练和学习生成贝叶斯分类器,构建预测模型。预测模块将诊断结果显示出来供医护人员参考,辅助进行诊断和决策。实验表明该模型具有很好的柔性和鲁棒性,能够稳定的计算出慢性病的概率,有效的辅助医护人员进行诊断。     

2型糖尿病患者尿液的代谢组学研究

目的 从代谢组学角度分析并寻找2型糖尿病（T2DM）患者可能的代谢标记物。方法 选取30例初诊、或有糖尿病史经药物治疗控制不理想且无并发症的T2DM 患者,另选取30例性别、年龄匹配的健康者为正常对照。收集清晨空腹中段尿,以气相色谱- 质谱联用（GC-MS）技术对尿液样本进行代谢图谱分析,正交偏最小二乘法判别研究尿液内源性化合物在两组间的差异。结果 T2DM 组和正常对照组尿液代谢谱明显分离。与正常对照组比较,T2DM 组尿液2,3,4- 三羟基丁酸、肌醇、D- 葡萄糖、D- 葡萄糖酸及尿素含量升高（P＜0.05 或0.01）,马尿酸含量减少（P＜0.01）。结论 代谢组学检查提示T2DM 患者尿液中代谢标志物为2,3,4- 三羟基丁酸、肌醇、马尿酸、D-葡萄糖、D- 葡萄糖酸及尿素,观察这些标志物含量的变化有助于T2DM 的临床诊断及发病机制研究。     

2,7-萘二磺酸阴离子导向五元瓜环基超分子自组装体的制备及其荧光检测性能

通过引入2,7-萘二磺酸(2,7-NDA^2-)阴离子作为结构导向剂,与五元瓜环(Q[5])和过渡金属离子(Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺)在水热条件下制备了4种新颖的Q[5]基超分子自组装体(Q[5]-SA),即{[M (H₂O)₄(Q[5])]·(NDA)}·xH₂O (M=Co (1)、Ni (2)、Zn (3))和{[Cd₂Cl₂(H₂O)₄(Q[5])]·(NDA)}·13H₂O (4)。单晶X射线衍射测试结果表明,自组装体1~3同构,其中Q[5]仅一端的部分端口羰基氧原子与金属离子配位形成简单配合物;而4中Q[5]的2个端口均与金属离子Cd²⁺配位形成了一维配位链。在自组装体1~4中,配体2,7-H₂NDA均全脱质子,形成2,7-NDA^2-阴离子平衡体系电荷,但均未能与金属离子配位,而在2,7-NDA^2-阴离子与Q[5]外壁之间的瓜环外壁作用下进一步形成三维超分子结构。此外,还研究了自组装体1和4的荧光传感性能,结果表明它们都能够作为抗生素诺氟沙星(NFX)的比率型荧光探针。     

高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

储能技术的革命性变化对下一代锂离子电池(LIBs)负极材料提出了更高的要求。近年来,一类具有复杂化学计量比的新型材料——高熵氧化物(HEOs)逐渐进入人们的视野并走向繁荣。理想的元素可调节性和吸引人的协同效应使 HEOs有望突破传统阳极的综合性能瓶颈,为电化学储能材料的设计和发展提供新的动力。本文分别从化学成分调控和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献,综述了HEOs作为LIBs负极材料的研究进展。在化学成分调控方面通过金属杂原子掺杂、非金属杂原子掺杂来提高HEOs的本征活性。在结构设计方面,通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构以及复合碳材料来增加HEOs的反应活性位点数量,从而提高储锂性能。最后,对HEOs在LIBs领域的发展进行了展望。     

预处理气氛对CuO/CeO2/γ-Al2O3催化剂表面性质及“NO+CO”反应性能的影响

用不同的预处理气氛制备了CeO₂/γ-Al₂O₃载体以调节表面Ce的价态,并以Cu(CH₃COO)₂为前驱体制备了CuCeAl催化剂。XRD和H₂-TPR的结果表明在还原气氛下处理的CeO₂/γ-Al₂O₃载体具有更多的活性氧原子,因此相应的CuCeAl催化剂表面有更多分散态的Cu²⁺/Cu⁺物种。NO+CO反应的结果表明分散态的Cu²⁺/Cu⁺是NO转化的活性物质,而Cu⁰在低温下具有较好的N₂选择性。因此,同时含有分散态Cu²⁺/Cu⁺和少量晶相Cu⁰的催化剂具有最好的催化性能。     

稀土化合物TbCl3对成骨细胞系MC3T3-E1增殖、分化和矿化功能的影响

在细胞和分子水平上,研究了稀土化合物氯化铽(TbCl₃)对成骨细胞MC3T3-E1增殖、分化及矿化功能的影响。结果表明,细胞水平上,浓度为0.0001、0.001、0.01、0.1、1和10 μmol·L^-1的TbCl₃均促进MC3T3-E1细胞的增殖、分化及其矿化功能,然而,当浓度升至为100和1000 μmol·L^-1时,TbCl₃表现出抑制作用。分子水平上,浓度为0.0001和0.1 μmol·L^-1的TbCl₃明显上调成骨分化相关基因骨形成蛋白2(BMP-2),碱性磷酸酶(ALP),骨涎蛋白(BSP),Ⅰ型胶原蛋白(Col Ⅰ),骨钙素(OCN)和runt 相关转录因子2(Runx2)的表达。浓度为1 000 μmol·L^-1的TbCl₃则抑制上述成骨分化相关基因的表达。浓度为0.000 1、0.1和1 μmol·L^-1的TbCl₃促进成骨分化相关蛋白Runx2,BMP-2和OCN的表达;结果显示,低浓度的TbCl₃促进MC3T3-E1细胞的成骨分化及矿化功能,而高浓度TbCl₃则呈现出抑制作用。TbCl₃通过调控Runx2的表达刺激早期成骨分化相关基因BMP-2、Col Ⅰ和晚期成骨分化相关基因ALP、OCN的表达,从而诱导MC3T3-E1成骨分化。     

黄渤海近岸海域酚类内分泌干扰物分布特征及其来源解析

在黄渤海近岸海域采集了34个水体样品,利用HPLC-MS/MS分析了双酚A、辛基酚、壬基酚、2,4-二氯酚、对叔丁基苯酚和对特辛基苯酚等6种酚类内分泌干扰物的含量,并探讨了其分布特征及来源.结果表明,中国北部近岸海域6种酚类内分泌干扰物的含量范围在5.25～1351.20ng/mL之间.结合因子分析和层次聚类分析结果,说明渤海、黄海近岸海域中酚类化合物主要以辛基酚、壬基酚、2,4-二氯酚为主,局部海域伴有双酚A的高残留;从整个海域范围看,黄渤海近岸海域水体中酚类化合物污染状况具有区域特征,整体呈现出南高北低的特点,且酚类物质分布具有明显的地区特性,一定程度上具有聚集性;来源解析结果表明黄渤海近岸海域中酚类内分泌干扰物主要来源为生活污水和工业废水.     

光谱分析法研究瓜环对苯并咪唑衍生物的分子识别

利用紫外吸收光谱法、荧光光谱法测定了三种苯并咪唑衍生物与六、七、八元瓜环的相互作用,计算出了主客体配合物的稳定常数,并考察了酸度对苯并咪唑衍生物与瓜环相互作用的影响,最后用紫外吸收光谱法测定了瓜环对三种客体化合物的回收率。实验结果表明:在一定的pH范围内,用紫外吸收光谱法、荧光光谱法可以很明显的观察到瓜环与三种客体的相互作用。六元瓜环与客体相互作用形成1∶1的包结配合物,七、八元瓜环与客体相互作用分别形成1.5∶1和1∶2的包结配合物,六、八元瓜环与三种客体相互作用形成的主客体配合物的稳定常数分别在103～104L·mol-1和1011～1012L2·mol-2范围内。瓜环对三种客体的回收率在98%～105%之间。