界面扩张流变法研究C12mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C₁₂-(CH₂)₂-C₁₂·2Br (Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C₁₂mimBr)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等, 探讨了C₁₂mimBr 对C₁₂mimBr/Gemini12-2-12 混合体系界面性质的影响及C₁₂mimBr 对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制. 结果表明, 随着离子液体表面活性剂的不断引入, 体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短, 扩张模量和相角明显降低, 界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜; 同时, 界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化, 慢弛豫过程消失, 快弛豫过程占主导地位, 且离子液体浓度越高, 快弛豫的贡献越大. 这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C₁₂mimBr参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果. 少量离子液体表面活性剂C₁₂mimBr 的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12 界面上的空位, 形成混合界面吸附膜. 随着C₁₂mimBr 含量的增加, 嵌入界面的C₁₂mimBr 分子数不断增多, 导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链“解缠”, 在体相和界面分子扩散交换的过程中“解缠”的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相, 与此同时, C₁₂mimBr 分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子, 最终界面几乎完全被C₁₂mimBr分子所占据.     

正负离子表面活性剂/离子液体双水相性质研究

本文把短链离子液体(IL)四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓[C2mim]BF4引入正负离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)双水相体系(SDS/DTAB/H2O)中,研究了IL对双水相相图及相分离体系性质的影响。结果表明,[C2mim]BF4的阳离子性质是影响阴离子表面活性剂过量区域性质的主要因素,IL通过静电作用、氢键作用等改变体系中聚集体的形貌,最终导致阴离子双水相(ATPSa)的消失。IL的阴离子对阳离子双水相(ATPSc)区域性质起着决定作用;IL的盐效应引起的对表面活性剂混合胶束扩散双电层的压缩作用,不但促进胶团的形成,缩短了形成稳定胶团所需要的时间,加快了双水相的相分离速度,而且也造成了形成ATPSc所需DTAB含量的提高。IL的引入改变了ATPSc上、下相表面活性剂的组成及含量,使富含表面活性剂的上相中阳离子表面活性剂含量更高,进而提高了双水相的萃取性能,其上相对甲基橙的萃取效率可高达96.67%。     

无规共聚物P(MEO2MA-co-OEGMA)的合成及其在水溶液中温度诱导相转变行为

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,由单体2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯(MEO₂MA)和寡聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(OEGMA, M_n = 500 g·mol^-1)合成了无规共聚物P(MEO₂MA-co-OEGMA).并采用动态光散射(DLS)、紫外光谱及透射电子显微镜(TEM)等技术考察聚合物在水溶液中的温度响应性聚集行为,获得其在水溶液中的最低临界溶解温度(LCST)及其随组成的变化规律.结果表明,该聚合物具有良好且可逆的温度响应行为,这主要归因于聚合物与水分子之间氢键作用,及其分子本身疏水作用之间为了保持一种微妙的动态平衡而自发对聚集形态进行的“自我调整”,从而达到新的热力学平衡状态的结果.该聚合物的LCST与聚合物中单体OEGMA所占的摩尔比例呈线性关系,可以通过改变单体的摩尔配比实现对聚合物LCST的调控.     

离子液体型表面活性剂C12mimBr与普通表面活性剂混合性质的研究

研究了离子液体型表面活性剂C12mimBr与阳离子表面活性剂Gemini 12-3-12, DTAB及阴离子表面活性剂SDS复配体系的性质, 并分别采用Rubingh-Margules模型和Rubingh-正规溶液模型计算了临界胶束浓度和混合胶团组成. 研究发现, 两表面活性剂分子结构的匹配性及带电头基之间的相互作用是影响混合溶液性质的主要因素. 对于分子结构差别较大的C12mimBr与Gemini 12-3-12的混合, 其行为远远偏离理想混合性质; 对疏水链长相同仅亲水头基不同的C12mimBr与DTAB则接近于理想混合; 而对C12mimBr＋SDS的复配体系, 正、负电荷间强烈的相互吸引使得混合体系大大偏离理想行为. 计算发现, 两种理论模型得到的混合胶团组成基本一致, 但Rubingh-Margules模型预测的临界胶束浓度比Rubingh-正规溶液模型要好     

离子液体表面活性剂1-丁基-3-甲基咪唑烷基硫酸酯的合成及其在水溶液中的聚集行为

采用离子交换法,由1-丁基-3甲基咪唑氯盐（C4mimCl）和烷基硫酸钠合成了一系列无卤素的阴离子表面活性离子液体—1-丁基-3-甲基咪唑烷基硫酸酯[C4mim][CnH2n 1SO4](n=8,12,16),利用表面张力仪、稳态荧光光谱等手段考察了表面活性离子液体在水溶液表面及体相中的聚集行为,结果表明,与传统无机反离子相比,有机咪唑阳离子[C4mim] 作为反离子的离子液体型表面活性剂具有较高的表面活性,[C4mim] 产生的氢键引起的抑制分子规则排列的作用小于其促进分子有序排列的疏水作用。长烷基链的阴离子是界面膜及胶束的主要组成成分,阴离子疏水烷基碳链的增长虽然可促进胶束的形成,但却在一定程度上抑制[C4mim] 离子参与界面或胶束的形成;阴离子所带烷基链越长,越不利于阳离子[C4mim]＋参与界面膜或胶束的形成,界面膜或胶束中表面活性剂排布越松散,即界面张力越大,体系中胶束聚集数较小。     

界面扩张流变法研究C_(12)mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br(Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mim Br)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等,探讨了C12mim Br对C12mim Br/Gemini12-2-12混合体系界面性质的影响及C12mim Br对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制.结果表明,随着离子液体表面活性剂的不断引入,体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短,扩张模量和相角明显降低,界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜;同时,界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化,慢弛豫过程消失,快弛豫过程占主导地位,且离子液体浓度越高,快弛豫的贡献越大.这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mim Br参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果.少量离子液体表面活性剂C12mim Br的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12界面上的空位,形成混合界面吸附膜.随着C12mim Br含量的增加,嵌入界面的C12mim Br分子数不断增多,导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链"解缠",在体相和界面分子扩散交换的过程中"解缠"的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相,与此同时,C12mim Br分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子,最终界面几乎完全被C12mim Br分子所占据.     

大离子诱导聚电解质/表面活性剂复合物的解离

采用分子动力学模拟方法研究了大离子与聚电解质/表面活性剂复合物的相互作用, 考察了大离子的电性、直径、表面电荷、浓度等对其与复合物相互作用的影响. 结果表明, 与聚电解质所带电性相同的大离子对复合物作用不明显, 只有当大离子所带电荷较多时, 才会引导少量表面活性剂从复合物中脱离. 当大离子所带电荷与聚电解质所带电荷电性相反时, 大离子的加入会诱导复合物的解离, 表面活性剂从复合物中释放出来, 甚至导致聚电解质/表面活性剂复合物的完全解离, 从而形成聚电解质/大离子复合物; 大离子所带电荷越多, 诱导作用越明显. 大离子的直径及浓度对其与复合物之间的作用也有很大的影响, 对于所带电荷数相同的大离子而言, 直径越小, 其与复合物的作用越显著, 越容易引导表面活性剂从复合物中解离, 若大离子的表面电荷密度相同, 大离子直径越小, 反而与复合物的作用越弱; 大离子浓度越高, 越易引起复合物的解离, 复合物中聚电解质链上结合的大离子数增多直至饱和, 相应的会出现电荷反转现象.     

Gemini表面活性剂(12-6-12)和DNA的相互作用

应用紫外光谱、荧光探针、zeta 电位、动态光散射和凝胶电泳等方法探讨了阳离子gemini 表面活性剂C₁₂H₂₅N⁺(CH₃)₂―(CH₂)₆―(CH₃)₂N⁺C₁₂H₂₅·2Br^-(12-6-12)与DNA之间的相互作用. 研究结果表明, 与传统表面活性剂相比, 偶联表面活性剂特殊的分子结构使其与DNA的作用更强烈. DNA引导表面活性剂在其链周围形成类胶束结构, 开始形成类胶束时对应的表面活性剂临界聚集浓度(CAC)比纯表面活性剂临界胶束浓度(CMC)低两个数量级. CAC与DNA的浓度无关, 而与表面活性剂之间的疏水作用以及表面活性剂与DNA之间的静电吸引作用密切相关. Zeta 电位和凝胶电泳结果显示了DNA链所带负电荷逐渐被阳离子表面活性剂中和的过程. 借助原子力显微镜(AFM)成功观察到了松散的线团状DNA, 球状体随机地分散在DNA链上形成类似于串珠的结构、尺寸较大的球形复合物以及其由于吸附多余的表面活性剂重新带正电而被溶解得到的较小DNA/12-6-12聚集体. 圆二色(CD)光谱结果显示, 12-6-12可以诱导DNA的构象发生改变.     

荧光标记pH敏感胶束的制备及其药物控释

利用原子转移自由基聚合方法（ATRP）合成了pH敏感的两亲性嵌段共聚物mPEG-b-PDPA_n（聚合度n=100-200）及荧光修饰的嵌段聚合物异硫氰酸荧光素-聚乙二醇-聚N,N-二异丙胺基甲基丙烯酸乙酯（FITCPEG₄₅-PDPA₁₀₀）。采用溶剂挥发的方法制备胶束,此胶束呈现均一的球形分布,平均粒径180-240 nm（0.3 mg·mL^-1）。以阿霉素（DOX）为模拟药物,其胶束载药量约11%（w,质量分数）左右,外环境pH对载药胶束的粒径和体外释放行为有显著影响。在弱酸环境下,胶束核质子化发生膨胀甚至解体,在2-3 h内药物可释放80%左右。体外毒性试验表明,空白胶束与人类肝癌细胞（Huh7）有良好的生物相容性。同时,与此细胞共同孵育5 h的荧光聚合物胶束体现了较好的转染效果。因此,这类荧光标记胶束可能会为实时跟踪化疗药物的输送或分布打开新的视角。     

电解质和乙醇对DNA与Gemini表面活性剂相互作用的影响

应用荧光探针和zeta电位方法研究了电解质NaBr、NaCl、KCl和有机溶剂乙醇对DNA与Gemini表面活性剂相互作用的影响. DNA诱导的表面活性剂类胶束在较低浓度即可生成, 这一浓度称为临界聚集浓度(CAC). Gemini表面活性剂比具有相同烷烃链长的单体表面活性剂更易聚集, 对应的CAC较低. 实验结果表明, 盐(NaBr)浓度对DNA/表面活性剂体系的CAC影响不大, 阴、阳离子的种类则对该体系有不同程度的影响. 阴离子(Br-、Cl-)对体系的CAC有显著的影响, 但阳离子(Na+、K+)的差异对CAC影响不大. 极性溶剂乙醇对DNA与表面活性剂相互作用的影响比较复杂. 乙醇浓度较低时有利于表面活性剂的聚集, 使得CAC减小; 而浓度较高时, 则不利于表面活性剂聚集,从而使CAC变大. 乙醇可显著改变DNA/表面活性剂复合物的zeta电位.