电移动反应实验后出现的前沉淀带成因研究

在电场作用下 ,Co2 与 OH- 在 1 % ( W/V)琼脂糖凝胶中形成移动化学反应界面。实验后 ,在界面之前形成“前沉淀带”。但对于“前沉淀带”形成的原因尚不清。为了阐明“前沉淀带”的成因 ,设计了两种实验方法 :即‘凝胶切断实验’和‘离子扩散反应实验’。结果显示 :按前一方法进行实验 ,未见“前沉淀带”的出现。但按后一方法进行验 ,在凝胶中出现了沉淀带 ,该沉淀带与移动化学反应界面形成的“前沉淀带”相似。因此 ,我们认为“前沉淀带”是由凝胶中残存的 Co2 与 OH- 扩散反应所引起。     

气固反应与多组分气体对流反应扩散问题的研究

研究填充床中的气固反应aA(g) bB(s)=cC(g) dD(s).在等径圆球密堆积条件下,由颗粒综合反应速率得到微元体综合反应速率;考虑到气体的可压缩性和惰性组分的存在,导出了反应气体与产物气体的非线性对流反应扩散方程和渗流方程2用有效容积法求出了数值解,并进行了实例计算;结果表明,颗粒尺度和反应器长度对反应进程有明显影响,这些影响可以用Peclet数、Thiele数和它们的比值进行衡量.适当选取颗粒尺度和反应器长度可以改善反应器性能.     

综合理化知识解析离子迁移数和淌度的测定实验*

基于大学物理化学基础电化学实验--界面移动法测定离子迁移数和离子淌度,讨论了(1)氢离子迁移数的表达;(2)镉离子和氯离子的离子迁移数;(3)恒电流条件下离子的匀速直线运动;(4)氢离子和镉离子电位梯度的求解;(5)摩尔电导率与离子淌度的线性关系;(6)实验条件下的电化学反应等内容。做了3组平行测定实验,并结合实验数据对前述内容特别是前4项内容进行了讨论和分析。讨论整合了化学和物理学等多个学科的知识,有助于学生优化知识体系,进而提高其化学学科核心素养。     

明胶层中的扩散和反应的动力学研究——(Ⅳ)扩散伴随油珠界面反应的动力学数值模型

设计了一个数值模型来模拟一个反应物在明胶层中边扩散边在油珠界面上与另一个反应物反应的动力学过程。提出了处理油珠界面反应的动力学方程,并应用在模型设计中。采用模型模拟与动力学实验测量相结合的方法不仅可以获得反应物在明胶层中的扩散系数和界面反应的比速率常数等重要动力学参数,而且可以提供反应物和生成物在明胶层中的时空分布,并预测不同条件下的动力学过程。对模型的适用性也作了详细的讨论。     

溴乙烷消去反应不宜采用演示实验进行教学

针对中学化学溴乙烷消去反应演示实验教学存在实验条件下反应复杂、演示实验反应方程式的表达与事实不符、实验现象易误导学生3个方面的问题,阐述了由于中学生思维方式和知识水平的局限,中学化学中溴乙烷消去反应内容的教学不宜采用演示实验。     

界面膜引发的乳化燃油燃烧中的振荡反应

有关小分子醇、H。和CO等易燃气体在铂催化下的高温燃烧的温度振荡及以表面活性剂为关键组分的液膜扩散振荡已有报道"－'－．但由界面膜作用而产生的乳化燃油燃烧中的振荡反应尚无其它可操作的原始研究文献,只是在前文［'j中提及过出现该现象．为了解乳化燃油燃烧过程中界面变化及其对燃烧的作用,通过静态燃烧实验配方的调节及变换以改变燃烧界面的情况．实验发现,在乳化燃油中加入一般的食用豆油,并使之水解出长链竣酸盐,则富集在燃烧界面上的长链竣酸盐所形成的界面膜对燃烧的自阻抑作用便会产生明显的振荡反应,形成火焰温度与高…     

微型色谱装置测定氢型丝光沸石的活性中心

催化专业的学生在课堂上已经学过怎样来评价催化剂的优劣,什么是催化剂的活性中心,以及怎样来测量其活性中心数等基本概念.为了使同学对学过的知识有进一步的理解和巩固,我们设计了使用脉冲微型反应器(微反)对氢型丝光沸石(HM)上的甲苯歧化反应活性进行评价,用吡啶中毒法测定沸石的活性中心数的实验.在近几年的教学中收到了较好的效果.     

微尺度铜管催化三臂星形聚合物的制备

利用微尺度Cu(0)催化可逆失活自由基聚合的方法设计并合成了具有三臂星形结构的聚甲基丙烯酸酯类嵌段共聚物，并通过核磁共振、凝胶渗透色谱、流变等方法对聚合物的结构和性能进行了研究.首先，设计并搭建了微尺度铜管催化的聚合反应平台，以1,1,1-三(2-溴异丁酰氧甲基)乙烷为引发剂，高效合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基丙烯酸十二烷基酯(PLMA)均聚物，研究表明微尺度铜管催化的可逆失活自由基聚合反应速率快，聚合过程可控，制备的聚合物分子量调节范围宽，分子量分布窄.通过铜管微反应单元的串联，制备了PMMA-b-PLMA共聚物.实验结果表明微尺度下铜管催化制备的聚甲基丙烯酸酯类嵌段共聚物具有结构可控，分子量可调节，分子量分布窄，分子链为三臂星形结构等特点.以制备的PMMA-b-PLMA和PMMA-b-聚甲基丙烯酸十六烷基酯(PMMA-b-PHMA)为润滑油添加剂，实现了对烷烃类润滑油缠结性能的响应性调节，提高了润滑油在不同温度下的黏度保持率.本研究为高效合成和应用三臂星形结构的聚甲基丙烯酸酯类聚合物提供了新的方法.     

液滴模板法制备颗粒材料过程中介尺度结构调控的研究进展

以液滴模板法来制备颗粒材料,可通过对液滴以及颗粒界面介尺度结构的形成与反应的定向调控来实现对固体颗粒功能材料的高效制备和性能强化。深入研究液滴和固体颗粒界面介尺度结构与反应-扩散过程的相互关系及其定向调控规律,揭示反应与扩散过程的机制及其耦合,对于实现反应过程强化与理性调控具有重要的意义。本文主要介绍了液滴模板法制备颗粒材料过程中的介尺度结构调控的研究新进展,着重介绍了界面两亲分子聚集态介尺度结构对液滴形貌的定向调控及对液滴稳定性的影响、以及液滴界面传递与反应对颗粒材料介尺度结构的定向调控,以期为液滴模板法合成颗粒材料的反应过程强化与理性调控提供科学指导。     

磷酸体系中微量稀土元素萃取动力学研究

采用新型恒界面池法进行了磷酸体系中用P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)的动力学研究,考察了搅拌速度、温度、比界面积、磷酸浓度及萃取剂浓度等因素对萃取速率的影响.结果表明:磷酸体系中用P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)的表观活化能E_a分别为27.0,22.2和21.1 kJ·mol~(-1),在体相P204浓度大于在液一液界面饱和吸附时的最低浓度C_(min)时,其在界面已达到吸附饱和,反应的主通道由界面变为体相,在该体系下P204萃取La(Ⅲ),Sm(Ⅲ)和Y(Ⅲ)反应为体相化学反应和扩散反应混合控制.     

PCR生物微流体芯片中的表面钝化技术

聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）是一种重要的体外DNA扩增技术,在生物化学、分析化学以及分子生物学等领域中得到广泛的应用．基于微电子机械系统（Microelectromechanical system,MEMS）技术构建而成的PCR生物微流体芯片由于具有反应速度快、样品消耗少以及所占空间体积少等优点而倍受人们亲睐．然而,伴随之较大比表面积以及其所用的裸露衬底材料常常抑制PCR反应,从而导致PCR不能顺利进行．本文结合本试验室的研究工作,综述了PCR生物微流体芯片中为了获得“友善”的PCR扩增体系而采取的表面钝化技术,主要包括表面钝化的必要性、静力学／动力学表面钝化技术以及硅相关材料对PCR抑制的机制等等．     

在微流控芯片上合成对甲氧基苯甲醛肟

本文用负压进样的方法, 在自制的玻璃微流控芯片中进行了对甲氧基苯甲醛和盐酸羟胺合成对甲氧基苯甲醛肟的相转移反应. 测定了不同反应时间的产率, 并与常规方法进行了比较. 讨论了相接触面积和塞流对产率的影响.     

微流控PCR芯片的研究进展

基因是人类的遗传密码,人类个体之间只有万分之一的基因不相同,却导致了人与人之间丰富的差异.了解这种差异对于科学研究具有巨大的应用价值.PCR是基因研究中常用的手段之一,但传统PCR仪存在反应时间长、能量消耗大、不便于集成与携带等缺陷,微流控技术与PCR结合可以有效缩小反应体系,提高反应效率,且易于集成化与微型化.本文按照微流控PCR芯片的结构分类,详细介绍了微池型、连续流动型PCR芯片,以及电泳、荧光、电化学和DNA杂交阵列等检测方法,并在最后进行了总结与展望.     

连续流动式聚合酶链式反应芯片的设计进展

介绍了PCR的概念以及微型PCR芯片的优点，着重介绍连续流动式PCR(continuous-flow PCR)芯片／微装置的一般原理、串行流动及其设计进展。     

一种可绝对定量核酸的数字PCR微流控芯片

构建了一种新型的可进行核酸单分子扩增和核酸绝对定量的数字聚合酶链式反应(数字PCR)微流控芯片. 应用多层软光刻技术, 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为芯片材料, 盖玻片作为基底制作了具有3层结构以及微阀控制功能的微流控芯片. 芯片的大小与载玻片相当, 可同时检测4个样品, 每个样品通入芯片后平均分配到640个反应小室, 每个小室的体积为6 nL. 以从肺癌细胞A549中提取的18sRNA为样品检测了该芯片的可行性. 将样品稀释数倍后通入芯片, 核酸分子随机分布在640个小室中并扩增. 核酸分子在芯片中的分布符合泊松分布原理, 当样品中待测核酸分子平均拷贝数低于0.5个/小室时, 则每个反应小室包含0个或1个分子. 经过PCR扩增后, 有模板分子的小室检测结果为阳性反应, 而无模板分子的小室为阴性反应, 最后通过计数阳性反应室的个数, 可绝对定量原始待测样品中的目标DNA分子拷贝数. 实验结果表明, 该数字 PCR芯片可实现DNA单分子反应和核酸绝对定量, 具有成本低、 灵敏度高、 节省时间和试剂以及操作简单等优点, 为数字PCR方法在普通实验室的应用提供了一种新途径, 可用于癌症及感染性疾病的早期诊断、 单细胞分析、 产前诊断以及各种细菌病毒的核酸检验等研究.     

一种用于核酸绝对定量检测的高鲁棒性液滴式数字PCR芯片

为满足液滴式数字聚合酶链式反应（PCR）技术对扩增反应过程中稳定保存液滴以及反应后高效检测的核心需求,构建了一种具有过滤气泡和增强荧光信号功能的液滴式数字聚合酶链式反应芯片.该芯片可在10 min内产生20多万个半径约为21 μm的液滴.利用“玻璃天花板”的方式构建了独立于芯片主体材料的液滴收集腔,为液滴提供稳定的保存与反应环境;还构建了过滤结构,可有效过滤混入液相中的空气,提高芯片鲁棒性.同时,在液滴收集腔中引入反射层,增强荧光信号,使单个视野荧光成像时间缩短约40%,提高了检测效率.利用该芯片定量检测EGFR基因第21号外显子,检测信号与DNA浓度在10¹~10⁵ copies/μL范围内呈现良好的线性关系（R²=0.998）.该方案在载玻片大小的芯片上实现了液滴产生、PCR扩增和荧光信号读取,并具有较高的鲁棒性与检测效率,在核酸检测等方面具有应用潜力.     

硅基芯片表面化学性质对蛋白质固定化的影响

制备蛋白质芯片的关键在于将蛋白质固定到芯片表面并保持其生物学活性.本实验中,我们分别采用物理吸附、直接化学固定、加入间隔臂化学固定和生物亲和作用固定的方法将癌胚抗原(CEA)抗体固定到硅基芯片的二氧化硅表面.基于抗原-抗体的特异性相互作用,利用双抗体夹心酶联免疫法(ELISA)评价各种方法固定抗体的效果.实验结果表明,在修饰有氨基的表面采用戊二醛作为偶联试剂固定CEA抗体具有最高的偶联效率,引入多聚赖氨酸(poly-L-lysine)作为间隔臂可以显著增强固定效果,并可进一步降低非特异性吸附.而利用生物亲和作用固定CEA抗体也可获得较好的固定效果,但是非特异性吸附较严重.     

Chip electrochromatography

Electrochromatography (EC) in microfluidic chips is emerging as an attractive alternative to capillary electrophoresis (CE) for on-chip separations. This review summarizes recent developments in the rapidly growing area of chip electrochromatography with a focus on "column" technologies. Relevant achievements are summarized according to the types of stationary phase used for the separations including open channels, microfabricated structures, and channels packed with beads or containing a porous monolith. The advantages and disadvantages of each, as well as practical aspects of their application, are discussed. The analytical performance of these devices is demonstrated with separations involving various families of compounds mostly in the reversed-phase chromatographic mode.     

微流控芯片-激光诱导荧光快速检测4种食源性致病菌

建立了食品中4种常见食源性致病菌的微流控芯片快速检测方法。根据副溶血弧菌的Vpara(16S-23S rDNA IGS)基因、沙门菌的invA基因、大肠杆菌O157:H7的rfbO157基因和志贺菌的ipaH基因序列设计了4对特异性引物,对上述致病菌进行四重PCR扩增,采用微流控芯片-激光诱导荧光检测食品中4种常见致病菌的多重PCR扩增产物。优化了多重PCR扩增和微流控芯片电泳分离的实验条件。当芯片电泳的筛分介质HPMC-50浓度为2.2%、溴乙锭(EB)含量为3.75μmol/L、电场强度为120 V/cm时,pUC Mix DNAMarker-8和待测致病菌的多重PCR扩增产物可以实现基线分离,600 s内即可完成上述4种致病菌的同时检测,迁移时间的日内相对标准偏差为0.74%~2.09%。本方法能够检出1×102cfu/mL的副溶血弧菌、沙门菌、大肠杆菌O157:H7和志贺菌。方法特异性高,所设计的引物在10种非目的菌株体系中均未见扩增的片段。将本法应用于食品中上述致病菌的测定,获得了满意的结果,为常见食源性致病菌的快速检测提供了一种新的可靠分析手段,对保障食品安全具有重要的现实意义。