表面活性剂SDS/TX-100混合体系的NMR研究

用NMR测量了不同比例的SDS/TX-100混合溶液中质子化学位移,结合表面活性剂溶液的两态交换模型,分析了质子化学位移随浓度的变化趋势, 求出了不同比例混合溶液中两种表面活性剂各自的临界胶束浓度及混合胶束的临界胶束浓度. 依据理想混合溶液理论,预测了混合胶束的临界胶束浓度,计算了溶液中SDS与TX-100之间的相互作用参数和SDS在混合胶束中的摩尔分数. 根据所得参数讨论了混合胶束的形成过程. 利用文中和文献中混合体系的实验数据验证了协同作用理论改进前后的适用性,表明改进后的协同作用理论完善一些.     

利用~1H NMR探究混合离子型/非离子型表面活性剂临界胶束浓度降低的实质（英文）

利用~1H NMR技术研究了离子/非离子表面活性剂形成的二元混合体系,结果显示表面活性剂的混合导致各组分的临界胶束浓度(CMC)均比各自纯溶液有所降低,用吸附平衡理论清楚地解释了这个现象.通过定量分析,发现不同的表面活性剂混合使得其组分CMC降低的程度各异,可以理解为它们吸附于界面单分子吸附层上的分子之间相互作用的不同(相吸或相斥)引起的.由此揭示了"协同效应"的实质,可以为选择适当的表面活性剂类型和混合比例以达到预期的性能提供有力的参考.     

稳态荧光探针法测定Tween系列非离子表面活性剂临界胶束浓度

以芘为荧光探针,测定了不同条件下的Tween系列表面活性剂增溶芘后的稳态荧光光谱,建立了Tween非离子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)的测试方法,研究了影响非离子表面活性剂临界胶束浓度的因素。根据I338/I333与Tween浓度的变化关系,可得到Tween20、40、60、80的临界胶束浓度分别为5.1×10-5、3.7×10-5、3.1×10-5、8×10-6mol/L。结果表明,同系列的非离子表面活性剂的分子结构对其临界胶束浓度有一定影响。同时,制备温度和外部添加的试剂如无机盐、乙醇、丙三醇均影响其临界胶束浓度。     

两个非离子表面活性剂复配体系的NMR研究

通过核磁共振（NMR）技术对NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆两个复配体系在不同比例下混合胶束的排列方式、相互作用点及其不同分子间与相同分子间的作用变化进行了研究和比较.二维NOESY实验结果证明了：（1）这两种复配体系的相互作用是随混合比例的不同而变化的;（2）两个复配体系的不同分子间相互作用点有相同之处,但NP-10/Tween40分子间相互作用大于NP-10/C₁₀E₆.横向弛豫时间（T₂）表明,当NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆体系的混合比分别为1：2和1：4后,其不同分子间的相互作用开始减小,相同分子间作用开始起主导作用,暗示了复配体系中的理想混合配比和协同效应的变化.横向弛豫时间与纵向弛豫时间之比（T_R=T₂/T₁）反映了与NP-10/C₁₀E₆相比,NP-10/Tween40混合胶束分子链的运动受限更加严重.空间距离计算结果也佐证了NP-10/Tween40和NP-10/C₁₀E₆复配体系的较为理想的配比分别为1：2和1：4;NP-10/Tween40不同分子间距离小于NP-10/C₁₀E₆.     

单链和gemini表面活性剂的NMR研究

应用核磁共振技术,对几种典型的表面活性剂在水溶液中的聚集行为、结构特征、动力学特性和相互作用等进行了研究. 
利用1D ¹H NMR方法测得4-癸基萘磺酸钠（SDNS）在313 K温度时的临界胶束浓度（CMC）在0.82~0.92 mmol/L之间,与报道的298 K时的CMC范围相同. 弛豫时间和2D NOESY实验结果表明,与298 K时的SDNS胶束相比,313 K温度时,SDNS胶束中烷烃链排列得更紧密,其中与萘环相连的第一和第二个亚甲基参与了胶束紧密层的形成,更紧密地堆积在萘环之间. SDNS质子T₂值随温度的变化表明,在单体和胶束两种状态下,质子运动对温度的敏感性明显不同. 由自扩散系数分析得到,SDNS胶束的水合半径约为其单体水合半径的5.3倍. 而在十二烷基磺酸钠（SDSN）胶束中,由于静电排斥力的作用,在同样温度下SDSN的胶束紧密层排列比SDNS更疏松. 
NMR实验表明,在SDNS/Triton X-100 (TX-100)和SDNS/SDSN体系中形成了混合胶束. 在SDNS/TX-100混合胶束中,TX-100的苯环靠近SDNS的烷烃链,而它的聚烷氧链除与苯环相连的第一个乙氧基基团以外都被限制在SDNS的萘环附近. 在SDNS/SDSN混合胶束中,SDSN的磺酸基比SDNS分子更靠近胶束内部. 而SDNS的萘环将SDSN的磺酸基分隔开,在降低带负电荷的磺酸基极性头之间的静电排斥力中起到了积极的作用,有助于混合胶束的形成.
从自扩散系数、横向弛豫和质子距离等NMR测定参数推测,在浓度为0.26 mmol/L（318 K）的N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丙烷溴化铵(16-3-16)溶液中形成了近似球形的胶束,胶束表面的带正电荷的铵基极性头呈锯齿状排列以减弱分子间静电排斥力的影响. 弛豫时间测定表明,与N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)相比,16-3-16在胶束表面的spacer链段更僵硬, 在胶束核区的烷烃侧链排列的更紧密. NMR共振峰的线形分析表明,16-3-16和16-4-16侧链末端的甲基在胶束中位于两个不同的位置.      

表面活性剂在水溶液中聚集状态的1H NMR研究

表面活性剂在水溶液中的自扩散系数,¹H化学位移和自旋晶格弛豫的NMR测量表明,上述参数随表面活性剂浓度而变化,并在某一浓度开始有转折点.这一转折点恰好对应着各自的临界胶团浓度.表面活性剂分子的不同基团的质子化学位移随其浓度变化幅度的不同提供胶团形成的分子水平描述.     

表面活性剂全氟庚酸和全氟辛酸的19F NMR研究

测定了全氟庚酸(PFHA)和全氟辛酸(PFOA)在三氟三氯乙烷或正戊醇溶液中的不同浓度的¹⁹F NMR 化学位移并归属了谱图. 研究了活性剂浓度对化学位移影响的机理和对不同核的不同影响. 由化学位移δ值对浓度倒数作图,可求得活性剂的临界胶束浓度（cmc）：全氟庚酸：0.0195 mol/L (戊醇溶剂)和0.0406 mol/L（三氟三氯乙烷溶剂）;全氟辛酸：0.0547 mol/L（戊醇溶剂）. 用计算模拟法使δ对浓度倒数作图同实验数据作图相比较,可推测得全氟辛酸戊醇溶液的单体分子与胶束大分子的平衡常数为K=21（mol/L）^-(n-1)和胶束聚集数n=3.9.     

表面活性剂及水溶性功能高分子的NMR研究

核磁共振（NMR）技术是研究表面活性剂在溶液中聚集状态的一种非常有用的工具,本文运用多种NMR技术研究了几种不同类型表面活性剂及水溶性功能高分子在水溶液中的聚集行为： 1. 季铵盐型双子表面活性剂16-4-16的聚集行为季铵盐型双子表面活性剂N,N′-双(十六烷基二甲基)-α,ω-丁烷溴化铵(16-4-16)分子中联接基团及靠近离子头的质子位于胶束的壳层, 运动受到一定限制. 而距离离子头较远的烷烃链位于胶束的内部,运动相对自由. 与对应的单链表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比,16-4-16形成的胶束堆积更为紧密. 通过NOESY谱中交叉峰强度的定量计算,认为16-4-16在胶束中分子以上下交错排列的方式形成球形聚集体.  2. 脱氧胆酸钠与十六烷基三甲基溴化铵的相互作用在脱氧胆酸钠(NaDC)溶液中,NaDC质子H3与其他质子不同,其横向弛豫时间(T₂)表现为双指数衰减,表明此质子可能存在两种不同的状态. 实验证明,其它胆酸盐的H3的横向弛豫也呈现双指数衰减. 因此推测在胆酸盐的稀溶液中,3-OH质子和羰基氧之间有可能存在氢键作用,形成了头尾相连的分子对结构.  在NaDC和CTAB的混合溶液中,两者形成1∶1的混合胶束. 用NOESY和ROESY研究混合胶束的结构,显示CTAB的离子头位于NaDC的羧酸基团附近. 这可能是正负离子之间的静电性相互作用的结果.  3. 丙烯酰胺/丙烯酸模板共聚物的微结构研究了不同pH值条件下,丙烯酰胺和丙烯酸共聚物分子在水溶液中的聚集形态. 在酸性溶液中,分子内的氢键致使聚集体形成较为紧密的堆积,侧链的苯氧基团运动受阻;随着溶液pH值的增大,丙烯酸电离产生的阴离子使得分子间的静电斥力增大,分子链变得伸展,分子间的氢键作用导致了聚集体体积变大. 当溶液呈强碱性,丙烯酸完全电离,氢键作用力被破坏,分子呈现自由伸展的状态,侧链的苯氧基团运动相对自由.     

双子表面活性剂的NMR研究现状与展望

双子表面活性剂是一类新型的表面活性剂, 其分子由化学键通过联接基团将两个单链表面活性剂的离子头联接构成. 由于其结构的特殊性, 使其具有特殊的性质, 如高表面活性, 特殊的聚集形态等. 多年来的研究结果表明, 联接基团的结构和长度对双子表面活性剂的活性影响最大. 与其它研究手段相比, NMR在从分子水平上研究双子表面活性剂溶液中胶束的形成以及自聚集状态, 有着独特的优势.     

表面活性剂CTAB水溶液中的T2弛豫分散研究

用CPMG脉冲序列测定了表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）分子中的氮甲基(N-CH₃)质子的横向弛豫时间（T₂表观）,并发现测得的T₂表观\}与序列中的重聚脉冲间隔时间的一半τ _cp有关,说明存在横向弛豫分散现象. 当在τ_cp≤1 ms时,T₂表观与τ²_cp}呈线性关系;而当τ_cp≥4.6 ms时,T₂表观变得与τ_cp无关. 利用Luz-Meiboom两体化学交换模型计算了不同浓度的CTAB溶液中的N-CH₃质子的本征横向弛豫时间（T₂本征）和化学交换速率k_ex,发现k_ex与T₂本征和自扩散系数D一样,在临界胶束浓度（CMC）附近发生突变. 这个突变反映了CTAB分子在从单体到胶束的转变过程中其动力学特性发生了改变.      

季戊四醇硬脂酸酯同系物的结构解析

通过多种核磁共振（NMR）技术（包括¹H NMR、定量¹³C NMR、DEPT135、¹H-¹H COSY、¹H-¹H NOESY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC）技术,对季戊四醇硬脂酸酯润滑剂的组成进行了表征.结果表明：该润滑剂主要成分是单季戊四醇四硬脂酸酯,同时还含有少量的单季戊四醇三硬脂酸酯、单季戊四醇双硬脂酸酯、双季戊四醇硬脂酸酯和三季戊四醇硬脂酸酯,以及微量的多季戊四醇硬脂酸酯.     

Conceptual Design Study of a Novel Gyrotron for NMR/DNP Spectroscopy

In this paper we present some initial results from a conceptual design study focused on the development of a novel frequency tunable gyrotron for nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy with signal enhancement based on the utilization of high field radiation and dynamic nuclear polarization (DNP) technique. The first variants of both the electron optical system and the resonant cavity which have been designed aiming continuous frequency tunability in a broad frequency band are presented and discussed. The selected method for frequency tunability is based on the excitation of higher order axial modes and smooth transition between them. It was selected after a critical examination of the known theoretical and practical results related to the frequency control in gyrotrons. It is believed that the current conceptual design is an appropriate basis for development of the next (optimized) design which will include also a detailed design of other components (mode converter, output window etc.) and magnetic circuit (superconducting magnet and supplementary solenoids) as well as for the overall mechanical design and fabrication of the prospective gyrotron.     

核磁共振氢谱中二苯基乙二胺衍生物手性识别其结构类似物

本文通过手性二苯基乙二胺与异氰酸酯的衍生化反应,合成了一种C₂对称的手性主体1.该主体可以手性识别其结构类似物：α-苯乙胺（客体2）、α-对甲氧基苯乙胺（客体9）以及它们的衍生物（客体3~8和10~13）.高分辨核磁共振氢谱（¹H NMR）显示了对映体识别中主客体间的氢键作用.结果表明,除含2个NO₂的客体7和12外,主体1可以较易识别含有两个伯胺的脲和酰胺衍生物.研究还发现,主体1对脲衍生物2、9比对酰胺衍生物有更强的氢键作用,此外主体1对（R）和（S）-脲衍生物中的CHCH₃基团也有更高的辨识能力.     

不均匀场下基于分子间双量子相干核磁共振技术的果肉检测

核磁共振（NMR）谱图可在不破坏生物样品的状态下提供组织成分组成及其含量的信息,已被广泛应用于生物、医学和食品检测等领域.NMR谱图分辨率越高,提供的与组织成分相关的信息越丰富、越准确,也越有利于未知成分的定性和定量分析.传统的高分辨NMR谱图通常要在均匀磁场下采集.但在实际应用中,均匀的磁场较难获得.这就使得我们采集的NMR谱图的分辨率,以及由此获得的生物组织成分组成和含量等信息的准确性受到影响.源于远程偶极相互作用的分子间双量子相干（iDQC）技术对磁场均匀度不敏感,可在不均匀场下获得高分辨率NMR谱图.本文采用基于iDQC技术的IDEAL-Ⅱ序列对甲基丙烯酸丁酯、蕃茄和西瓜三种样品进行了NMR实验,结果证明基于iDQC技术在不均匀场下获得水果的高分辨NMR谱图是可行的,这对食品科学以及食品检测具有积极的意义.     

取代基效应对二芳基硝酮CH=N(O)桥基1H NMR化学位移的影响

合成一系列取代二芳基硝酮XArCH=N（O）ArY化合物,测定其核磁共振氢谱（¹H NMR）,指认出桥基CH=N（O）上质子的化学位移δH[CH=N（O）],定量研究取代基效应对δH[CH=N（O）]的影响.得到一个4参数定量方程,标准偏差（S）为0.020,较好地表达了δH[CH=N（O）]的变化规律.结果表明,该类化合物的δH[CH=N（O）]主要受4个因素影响：X基团的场/诱导效应[σ_F（X）];Y基团的共轭效应[σ_R（X）];基团X和Y之间的特殊交叉作用（Δσ²）;以及基团X和O^-之间的特殊交叉作用[Δσ²_（X-O^-）].其中,Δσ²_（X-O^-）对δ_{H[CH=N（O）]}变化的贡献超过70%.通过δH[CH=N（O）]与二芳基希夫碱XArCH=NArY桥基CH=N上质子化学位移的δH（CH=N）比较发现,这两类化合物桥基上质子的化学位移之间没有良好的线性关系.因而,在应用NMR谱图解析有机化合物分子结构时,不能简单地用δH（CH=N）的变化去类比δ_{H[CH=N（O）]}的变化.     

正十二烷基硫酸钠在聚丙烯酰胺溶液中聚集的1H NMR研究

利用核磁共振自旋-晶格弛豫时间（T₁）、自旋-自旋弛豫时间（T₂）、自扩散系数（D）以及二维核Overhause增强谱（2D NOESY）技术研究了表面活性剂正十二烷基硫酸钠（SDS）在聚丙烯酰胺（PAM）浓度固定为10 g/L水溶液中的聚集. 结合与SDS水溶液体系核磁共振实验数据比较,得到了如下信息：（1） 当溶液中有PAM存在时,SDS分子的运动性下降,临界聚集浓度提前;（2） 随着SDS浓度的增加,PAM分子的自扩散性能下降,同时分子链的柔软性也下降了;（3） 2D NOESY谱结果表明,PAM与SDS分子间未发生直接的缔合作用.     

PSSS50-b-PNIPAM300嵌段共聚物在二元溶剂中自组装的NMR研究

本文结合核磁共振（NMR）、动态光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）等表征方法,对自主合成的聚阴离子型温敏嵌段共聚物—聚（苯乙烯磺酸钠）-b-聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PSSS₅₀-b-PNIPAM₃₀₀）在纯水、水/甲醇以及水/丙酮三种溶剂中的温度响应性和自组装行为进行了系统研究.结果发现PNIPAM链段在水/丙酮以及水/甲醇二元溶剂中的临界溶解温度（LCST）比在纯水溶液中略低,而在水/丙酮体系中的塌缩程度却明显低于纯水和水/甲醇体系.同时,PSSS₅₀-b-PNIPAM₃₀₀在不同溶剂体系中的聚集形貌也存在显著差异,表明加入有机溶剂小分子可以有效地调控温敏嵌段共聚物在水溶液中的自组装过程和聚集形貌.     

JAK/STAT通路抑制剂对C57BL/6小鼠血清代谢组影响的1H NMR研究

JAK/STAT通路抑制剂已被应用于多种疾病的临床试验,但其全身性用药对机体组织细胞功能活性的影响目前尚不明确.本研究运用基于核磁共振氢谱（¹H NMR）的代谢组学方法分析了JAK/STAT通路抑制剂WP1066（20 mg/kg.bw,2天一次,持续2周）对C57BL/6小鼠血清代谢组的影响.首先采用¹H NMR技术检测了WP1066处理组和对照组小鼠血清的代谢物,然后对所得的图谱数据进行了主成分分析（PCA）以及正交偏最小二乘法分析（OPLS）.研究结果表明,抑制JAK/STAT通路可明显下调小鼠血清中的N-甲基烟酰胺（N-methylnicotinamide）水平,而上调顺乌头酸（cis-aconitate）、草酰乙酸（oxaloacetate）和乙酰胺（acetamide）水平,这些代谢物改变均与能量代谢密切相关.该结果提示代谢失衡相关指标可能作为JAK/STAT通路抑制剂治疗的临床监测参考指标.     

基于磁共振的胞浆中无标记酵母细胞色素c构象变化追踪

细胞色素c(cytochrome c,cyt c)是一个重要的多功能蛋白.在线粒体中,它作为载体传递电子.而在细胞质中,它可能会作为凋亡起始因子启动细胞凋亡程序.复杂的细胞质环境是否会对其构象产生影响,以及产生怎样的影响,目前仍然没有得到确证.本研究通过无标记的基于甲基的核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）技术追踪了野生型酿酒酵母iso-1 cyt c在酵母细胞匀浆液中的构象变化.发现cyt c在细胞匀浆中至少存在4种不同的氧化态构象和1种还原态构象.而且随着时间的推进,不同构象之间发生转换.结果表明cyt c的构象会随环境改变,这可能与抵抗氧化应激相关.