糖和盐类物质对生物膜超分子结构稳定性影响的研究

用原子力显微镜(AFM)和小角X射线(SAXS)技术, 研究了NaCl、KCl、胆固醇、葡萄糖和蔗糖等与膜脂的相互作用. 研究发现它们能引起脂质膜超分子体系液晶态结构的变化. 葡萄糖和蔗糖对脂双层膜结构有稳定作用. 在NaCl溶液中制成的脂质膜, 随着NaCl浓度的增加, 它们的双层膜更稳定. 在KCl溶液中结果恰好相反. AFM研究发现液晶态脂双层膜结构与双亲性分子的结构、浓度以及介质的组分和pH等因素有关. 在1,2-反十八碳-3-磷脂酰乙醇胺(DEPE)液晶态中, 钠盐诱导形成Q²²⁹(Im3m)立方相. 油酸的含量对DEPE-PVP(聚乙烯吡咯烷酮)超分子结构也有一定的影响, 当油酸含量达到某一临界值时, 则发生从Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴)的转变. 胆固醇能促使形成Pn3m(Q²²⁴)和六角相H_II共存相. 研究结果表明, 生物膜超分子聚集体的氢键、分子van der Waals力、离子的静电力等这些弱相互作用的协同性、方向性和选择性, 可能决定着生物膜的结构和功能.     

C12EO4与氨丙基三乙氧基硅烷水溶液自组装和流变性研究

研究了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(C₁₂EO₄)水溶液的相行为、溶液自聚集作用和流变性, 小角度X-射线散射(SAXS)、低温透射电子显微镜(cryo-TEM)和氘谱核磁共振(²H NMR)测定确定了溶液中聚集体结构, 测定了聚集体混合物溶液的流变性质. 结果表明: 随着溶液混合物组分的变化, 溶液聚集体结构发生了改变, 在L_α相区内, 恒定C₁₂EO₄浓度, 随着APTES浓度增加聚集体结构由高曲率聚集体转变为低曲率的层状结构; 而在恒定APTES浓度时, 随着C₁₂EO₄增加, L_α相由低粘弹性的囊泡溶液转变为粘弹性极高的密堆积囊泡和平面层状结构共存的类凝胶相, 溶液聚集体结构和结构转变是由于APTES水解产物插入至C₁₂EO₄胶束引起的. 非离子表面活性剂和氨基硅烷混合物溶液相结构及结构转变的新结果对于完全理解该类混合物的实际应用, 特别是作为模板合成硅材料的应用具有重要理论意义.     

层状溶致液晶中磁性纳米粒子掺杂的研究

选择非离子表面活性剂十二烷基(4)聚氧乙烯醚(C₁₂E₄)与H₂O构成的溶致液晶(LLC)层状模板, 掺杂油酸铵包覆的Fe₃O₄亲水性磁性纳米粒子, 构建稳定的有机/无机杂合体. 用透射电镜(TEM), X射线粉末衍射(XRD), 偏光显微镜(POM), 小角X射线散射(SAXS)和振动探针式磁强计(VSM)等对粒子及掺杂前后的层状液晶相结构变化进行表征. 结果表明, 粒子掺入使LLC模板的层间距产生了改变, 同时增强了体系有序性．通过对杂合体表征结果的分析, 阐述了模板与粒子间相互作用的机理.     

助溶剂对L64/咪唑离子液体聚集体的影响

利用偏光显微镜(POM)和小角X射线散射(SAXS)技术研究了不同极性的助溶剂对嵌段聚合物L64(PEO₁₃PPO₃₀PEO₁₃,PEO：聚氧乙烯；PPO：聚氧丙烯)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(^[Bmim][BF₄])形成的层状液晶结构的影响。极性较小的对二甲苯、庚烷、环己烷和异辛烷均可少量增溶于层状液晶中，并使得液晶的结构更有序。极性较大的水分子与L64和[Bmim][BF₄]之间均可形成氢键和静电作用力，这种竞争性作用力，使得L64和[Bmim][BF₄]之间的静电作用力减弱，层状液晶结构被破坏。基于液晶纹理织构和SAXS谱图，提出了助溶剂对层状液晶结构影响的作用机理。     

磁性荧光双功能复合纳米粒子Fe3O4@SiO2@ZrO2:Tb3+的合成和表征

通过原位反应合成法成功合成了一种新型水溶性的磁性荧光复合纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂@ZrO₂:Tb³⁺,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、磁性测试仪和荧光(PL)光谱对其形貌、尺寸、相组成、磁性和荧光性能进行了表征。 结果表明,核(Fe₃O₄@SiO₂)壳(ZrO₂:Tb³⁺)结构组成的磁性荧光复合纳米粒子具有超顺磁性,其饱和磁化强度达到36 emu/g,并且在494 nm(⁵D₄→⁷F₆)、549 nm(⁵D₄→⁷F₅)、587 nm(⁵D₄→⁷F₄)和625 nm(⁵D₄→⁷F₃)处具有4个Tb³⁺特有的荧光发射光谱带峰值。 磁性荧光双功能的复合纳米粒子在生物医学领域具有潜在的应用价值。     

用共轭亚油酸构筑层状液晶的药物传递系统

在水相中用共轭亚油酸(CLA)及其钠盐(SCL)构筑层状液晶相, 并考察了其药物缓释行为. 借助偏光显微镜并辅以目测确定CLA/SCL/H₂O三元相图中的层状液晶相区, 然后用偏光显微镜、 小角X射线散射仪和旋转流变仪获得层状液晶的偏光织构、 相参数和流变参数等, 证实其适用于药物传递系统(DDS). 采用透析法研究了负载亲水性药物5-氟尿嘧啶或亲油性药物姜黄素的层状液晶的释药曲线, 结果表明, 该类层状液晶对2种药物均有良好的缓释能力.     

介孔磷钨酸铯盐的液相组装及酸性研究

以磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀)和氯化铯(CsCl)为原料, 两亲型三嵌段共聚物F127为模板剂, 按不同的Cs/P比制备了一系列介孔磷钨酸铯盐(Cs_xH_3-xPW₁₂O₄₀, m-CsPW). 通过X射线粉末衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 场发射透射电子显微镜(FETEM)、 N₂吸附-脱附测试和小角X射线散射(SAXS)等手段对所得样品进行了表征. 结果表明, 样品是由纳米微晶组装而成的晶态介孔材料. 以三甲基膦为探针分子, 通过³¹P魔角旋转固体核磁共振波谱(³¹P MAS NMR)测定了样品酸处理前后的酸密度和酸强度. 以5,7-二羟基-4-甲基香豆素的Pechmann缩合反应为模型反应, 考察了样品的酸性质与催化活性之间的关系.     

小角X射线散射法研究CH2Cl2,CHCl3和CCl4对PE液晶结构的影响

采用小角X射线散射法研究了CH_2Cl_2、CHCl_3和CCl_4对磷脂酰乙醇胺(PE)液晶结构影响的机理.CH_3Cl_2、CHCl_3和CCl_4对PE液晶结构影响的差别主要是其空间旋转电子云密度分布形状不同所致.空间旋转电子云密度分布呈椭球状的物质有使PE液晶形成六角形H_1相的趋向;呈圆锥状的物质有诱发PE液晶形成立方六角相的趋向;呈球状的物质有使PE液晶形成片层立方相的趋向.     

17R4/F127混合水溶液的凝胶结构

结合流变学频率扫描和同步辐射小角X射线散射(SAXS), 研究了17R4(PO₁₄-EO₂₄-PO₁₄)含量和温度对17R4/F127(EO₉₉-PO₆₅-EO₉₉)混合水溶液凝胶结构的影响. 结果表明, 溶胶、 软凝胶和硬凝胶分别对应无序结构、 无序与立方相共存结构以及立方相结构. 对于F127水溶液体系, 可以将F127形成的胶束看作硬球, 随着温度的升高, 胶束的硬球半径和胶束中F127链的聚集数随之减小, 这是因为17R4在较低温度下很难形成胶束, 当温度升高时, 17R4链参与胶束的形成, 从而使胶束数目增加, 因此每个胶束中的F127链数也随之减小. 当17R4含量较高时, 胶束外壳中F127部分的PEO链段数随着温度升高而减小, 胶束外壳变得更软, 因此, 当17R4/F127摩尔比为2: 1时, 混合溶液在高温下呈现面心立方(fcc)到体心立方(bcc)的结构转变.     

(+)-O-萘基环状磷酰二胺酯的合成、晶体结构及绝对构型

合成了目标化合物(+)-O-萘基环状磷酰二胺酯,其结构由¹HNMR,³¹PNMR及元素分析确定,并在273K下进行了X射线衍射晶体结构分析.该化合物晶体属正交晶系,P2₁2₁2₁空间群,晶胞参数a=1.0028(4)nm,b=1.1406(4)nm,c=2.4455(8)nm,V=2.7971(18)nm₃,Z=4,Dc=1.212g/cm³,F(000)=1088,μ=0.129mm^-1.晶体的结构收敛最终偏离因子R和wR分别为0.0585和0.0827.Flackx参数为0.03(12).目标化合物中磷原子的绝对构型为S.     

鞘磷脂和神经节苷脂对磷脂酰乙醇胺混合脂超分子体系液晶态立方相Im3m和Pn3m结构影响的研究

用磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Sphingomyeline, Sph)、神经节苷脂(Gm1)和胆固醇(Chol)模拟了生物膜超分子体系液晶态结构, 通过用小角X射线衍射(SAXD)对混合脂体系液晶态结构进行了研究, 鉴定出了两种立方相: 即Im3m(Q²²⁹)和Pn3m(Q²²⁴)结构. 实验发现, 鞘磷脂的含量对DEPE膜的结构有一定的影响, 随着鞘磷脂浓度的增加, 混合脂体系的液晶态结构发生了由Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴)的变化. 神经节苷脂(Gm1)的含量对混合脂体系的液晶态结构也有一定的影响, 当神经节苷脂(Gm1)含量达到某一临界值时, 混合脂体系的液晶态结构发生了从Im3m(Q²²⁹)到Pn3m(Q²²⁴) 的变化. 当DEPE-Shp-Gm1超分子聚集体中含有胆固醇时, 胆固醇的极性头部(—OH)与磷脂酰乙醇胺(DEPE)、鞘磷脂(Shp)、神经节苷脂(Gm1)的极性头部通过氢键相互作用形成液晶态立方相Im3m(Q²²⁹)结构, 再通过疏水/亲水相互作用形成稳定的Pn3m (Q²²⁴)结构.     

Liposomes Prepared from Inverse Micelles

A method for the preparation of liposome is introduced, which contains two experimental steps: (a) inverse micelles of lecithin are formed in water-in-oil system by sonication; (b) the micelles are spread on the water surface, passed Through the oil-water interface, and transformed into liposomes in the water phase. The main advantage of this method is that the inner aqueous solution encapsulated by liposomes could be different from their enviromental medium. The liposome size is less than 0.5 μm in diameter by atomic force microscope. Comparison of activities of urease with and without liposome encapsulation suggested that urease was well entraped into liposomes.     

NaGdF4:Eu3+/AAO薄膜的制备与表征

采用水热法在多孔阳极氧化铝(AAO)模板上制备了NaGdF<,4>:Eu<'3+>(摩尔分数5.0%)/AAO薄膜,并研究了制备方法、溶液浓度和退火温度对薄膜样品形貌、结构和发光性质的影响.XRD结果表明,在低于500 ℃退火,得到具有NaGdF<,4>六方相结构的NaGdF<,4>:Eu<'3+>/AAO薄膜;而在5...     

纳米铜薄膜氧化反应动力学规律研究

研究了140 ℃下纳米尺度Cu薄膜的氧化行为. 采用真空蒸发法以不同沉积速率制备一系列Cu薄膜, 利用原子力显微镜(AFM)观察其微观形貌, 选取形貌良好的Cu薄膜样品. 采用方块电阻和透射光谱两种方法为表征手段, 测量16～22 nm范围内不同厚度Cu薄膜在140 ℃下完全氧化所需要的时间, 得到了Cu薄膜氧化反应的动力学曲线, 并利用X射线衍射(XRD)分析了氧化产物的晶相结构和成分. 结果表明, 纳米尺度下Cu薄膜在140 ℃下氧化反应的动力学表征结果满足特殊的反对数生长规律, 反应产物为Cu₂O.     

Structural Forces near Phase Transitions of Liquid Crystals

The structure of the fragile liquid‐crystalline phases has a strong impact on the forces between bodies immersed in a liquid crystal (LC). We have equipped an atomic force microscope with a precise temperature control and measured various liquid‐crystalline structural forces at temperatures close to the phase transitions. The observed forces agree well with predictions of Landau–de Gennes phenomenological theory of LCs, even at a nanoscale length. In addition to this, we have observed a molecular layer, adsorbed on the surfactant‐covered glass surface, and determined its thickness and elastic properties.     

Phase behaviour of poly-(λ-benzyl-L-glutamate) in benzyl alcohol

Polarized optical microscopy has been used to investigate phase transitions in the poly-(λ-benzyl-L-glutamate) benzyl alcohol system and these have been compared with the predictions of Flory. All of the samples studied form gels at room temperature. The behaviour of the lowest concentration studied, 5 per cent by volume, shows transitions in the optical microscope compatible with the Flory phase diagram, becoming isotropic at elevated temperatures. Gels of higher concentrations exhibit bulk phase separation into an isotropic liquid phase and an anisotropic phase at room temperature, also in accord with the Flory predictions; the texture of the anisotropic phase varies with concentration. At higher temperatures these concentrations exhibit two coexistent anisotropic phases.     

静电纺丝制备Eu(BA)3phen/PANI/PVP光电双功能复合纳米纤维及其性能

采用静电纺丝技术将聚苯胺(PANI)和稀土配合物Eu(BA)3phen掺杂到高分子材料聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中, 制备出新型的具有光电双功能的Eu(BA)3phen/PANI/PVP复合纳米纤维. 采用扫描电子显微镜、 X射线能量色散谱仪、 荧光光谱仪及宽频介电松弛谱仪对样品进行了表征. 实验结果表明, 复合纳米纤维直径为(270±31) nm. 在275 nm紫外光激发下, Eu(BA)3phen/PANI/PVP复合纳米纤维发射出主峰位于580, 594和617 nm的红光, 对应于Eu3+的 5D0→7F0, 5D0→7F1和5D0→7F2跃迁. 当m[Eu(BA)3phen]:m(PANI):m(PVP)=15:10:100 时, 复合纳米纤维的荧光发射最强. 复合纤维的电导率随PANI含量的增大而升高. 在m(PANI):m(PVP)=50:100时, 其电导率在高频(106 Hz)下达到1.5×10-6 S/cm.     

Calorimetric study on the thermotropic cubic mesogen, 4'-n-hexadecyloxy-3'-nitrobiphenyl-4-carboxylic acid, ANBC(16)

The heat capacity of ANBC(16) has been measured between 15 and 500 K by adiabatic calorimetry. Three (one known and two newly found) crystal-crystal phase transitions and all the known liquid crystalline phases (SmC, cubic D and SmA) were detected. The temperatures, enthalpies and entropies of transition were determined for all the phase transitions observed. The entropy of transition is very small for the transition from/to the cubic D mesophase. The results are compared with the thermal properties of another cubic mesogen, BABH(8). The logical possibility is pointed out that the cubic mesophases of ANBC(16) and BABH(8) are of identical higher order structure, while discussing the fact that they are immiscible.     

Interfacial enzyme activation, non-lamellar phase formation and membrane fusion. Is there a conducting thread?

Previous studies from this laboratory have shown that the enzymic generation of diacylglycerol in bilayers by phospholipase C may lead to membrane fusion through the formation of transient non-lamellar lipidic intermediates. The present paper intends to explore the correlations existing among the three main processes involved, namely (a) the induction (or inhibition) of lamellar-to-non-lamellar phase transitions in lipid mixtures through the addition of small (< 5 mol%) proportions of other lipids, (b) the promotion, by the latter lipids, of fusion in otherwise stable phospholipid vesicles (large unilamellar liposomes) under conditions leading to inverted hexagonal/inverted cubic phase formation in bulk lipid systems, and (c) the modulation, by the same small proportions of lipids, of phospholipase C hydrolysis of phosphatidylcholine in liposome bilayers. It is concluded that phospholipase C may give rise to non-lamellar lipidic structures that in turn permit liposomal fusion to occur, but neither enzyme activity is directly modulated by non-lamellar phase formation, nor will whatever kind of enzyme-induced non-lamellar structure give rise to fusion. Moreover, only under certain kinetic conditions will the enzyme give rise to the organization of non-lamellar structures that are conducive to the fusion event.