Perfluorocarbons in Chemical Biology

Perfluorocarbons, saturated carbon chains in which all the hydrogen atoms are replaced with fluorine, form a separate phase from both organic and aqueous solutions. Though perfluorinated compounds are not found in living systems, they can be used to modify biomolecules to confer orthogonal behavior within natural systems, such as improved stability, engineered assembly, and cell-permeability. Perfluorinated groups also provide handles for purification, mass spectrometry, and ¹⁹F NMR studies in complex environments. Herein, we describe how the unique properties of perfluorocarbons have been employed to understand and manipulate biological systems.     

空气-水界面氧化物薄膜研究现状及展望

介绍了一种新型的无机纳米薄膜——空气-水界面氧化物薄膜。用表面活性剂为模板,在特殊区位空气-水界面自组装纳米无机薄膜,已成为一个重要研究课题。在应用基础研究方面,建立了高分子稳定空气-水界面无机薄膜模型,来更系统的理解这些无机薄膜的物理、化学性质。采用了X射线衍射、透射电子显微镜等一系列分析手段,对这种薄膜样品的结构、性质、机理等诸多方面进行了研究。     

The Physical Properties and Self‐Assembly Potential of the RFFFR Peptide

The self‐assembly of fibers from peptides has attracted a tremendous amount of attention due to its many applications, such as in drug‐delivery systems, in tissue engineering, and in electronic devices. Recently, the self‐assembly potential of the designer peptide RFFFR has been reported. Here it is experimentally verified that the peptide forms fibers that are entangled and form solid spheres without water inside. Upon dilution below the critical fiber concentration, the fibers untangle and become totally separated prior to dissolution. These structures readily bind thioflavin T, resulting in a characteristic change in fluorescent properties consistent with β‐sheet‐rich amyloid structures with aromatic/hydrophobic grooves. The circular dichroism spectroscopy data are dominated by a π→π* transition, thus indicating that the fibers are stabilized by π‐stacking. Contrary to what was expected, the dissolution of the spheres/fibers results in increasing fluorescence anisotropy over time. This is explained in terms of HomoFRET between phenylalanine residues with a T‐shaped π‐stacking mode, which was determined in another study to be the dominant mode through atomistic simulations and semiempirical calculations. Kelvin probe force microscopy measurements indicate that the spheres and fibers have a conductivity comparable to that of gold. Hence, these self‐assembled structures might be applicable in organic solid‐state electronic devices. The dissolution properties of the spheres further suggest that they might be used as drug‐delivery systems.     

嵌段共聚物模板法制备CoFe2O4纳米有序点阵列

嵌段共聚物PS-b-PMMA经离心涂膜,在丙酮蒸汽熏蒸条件下发生微相分离自组装,选择性刻蚀后制备了具有有序阵列纳米孔洞的嵌段共聚物模板。然后使用溶胶凝胶法在嵌段共聚物模板上沉积CoFe2O4前驱体,通过热处理去除交联的聚苯乙烯以及使CoFe2O4结晶化,从而制备了CoFe2O4纳米点阵列。扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)被用于研究嵌段共聚物模板以及CoFe2O4磁性纳米点阵列的形貌、结构与磁性能。结果显示制备的CoFe2O4纳米点阵列中的纳米点为反尖晶石型CoFe2O4相,直径15~20nm左右、点间距100nm左右。同时,VSM测试显示CoFe2O4纳米点阵列呈铁磁性,矫顽力约为1350×79.6A/m,无明显磁性各向异性。     

紫苏油多层乳液的制备及乳液油脂体外消化特性

针对紫苏油在贮藏过程中极易氧化的特点,以大豆分离蛋白、壳聚糖和海藻酸钠为乳化剂,采用静电层层自组装技术对紫苏油进行包封,使紫苏油保持良好的物理稳定性,并能达到油脂缓释的目的。分别对紫苏油单层乳液、双层乳液和三层乳液微观形态和稳定性进行考察,建立体外模拟消化模型,通过气相色谱测定3 种乳液消化前后的脂肪酸组成。结果表明：壁材质量分数为大豆分离蛋白1.0%、壳聚糖2.0%、海藻酸钠1.5%时制备的3 种乳液粒径较小、电位较高,具有良好的理化稳定性。在酸性条件下的多层乳液能够更好保护多不饱和脂肪酸,随着包埋层数的增加,紫苏油的氧化速率越慢。体外模拟消化结果表明三层乳液较单层和双层乳液具有更好的缓释效果,多层乳液可以保证油脂中脂肪酸有效释放。本实验阐明不同界面层对紫苏油消化和脂肪酸释放特性的影响,为指导油脂缓释体系加工提供一定的参考。     

模拟青铜文物粉状锈表面的超疏水制备及表征

目的粉状锈会严重危害青铜文物,研究青铜文物粉状锈表面性质对建立合理有效的防护方法具有重要的意义。方法通过自组装技术,在染有粉状锈的青铜试片表面制备3-巯基丙基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷复合膜。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和接触角测量仪,对复合膜表面的形貌特征和结构特点进行了表征和分析,利用电化学测试研究试片的耐腐蚀性能。结果红外光谱及扫描电镜显示,在试片的粉状锈表面形成了良好的硅烷复合膜。经自组装后的试片表面具有超疏水性,接触角从86.3°提高到155.2°。水滴与试片表面的接触面中约91.3%是液/气界面,只有较少一部分液体与试片接触。自组装后,试片的耐腐蚀性显著提升,试片的自腐蚀电流密度Jcorr由2.58×10–2 m A/cm2降低到1.081×10–2 m A/cm2,缓蚀效率为95.81%。结论硅烷复合膜可以在试片的粉状锈表面形成一层保护膜,有效地隔绝试片与液体的接触,使其具有超疏水性,同时提高其耐腐蚀性。     

V2O5@CeO2核壳微球结构的脱硝催化剂制备及其抗硫性能

利用静电自组装法制备了V₂O₅@CeO₂核壳微球结构,并负载在TiO₂上。考察了分散剂六偏磷酸钠（SHP（对表面zeta电位的影响,采用扫描电镜（SEM（、投射电镜（TEM（观察了核壳结构的形貌,并在固定床上进行了脱硝性能测试,并通过比表面积（BET（、氨气吸附漫反射（in situ DRIFTS（等进行表征。结果表明：SHP使纳米颗粒表面带负电,且一定范围内SHP浓度越高,zeta电位越大;含质量分数1%V₂O₅、5% CeO₂的催化剂,在260~400℃间具有80%以上的脱硝效率,对比了该核壳结构与传统浸渍法制备催化剂的抗硫抗水性,烟气中含15%（体积分数（H₂O,SO₂含量较低时,脱硝性能优于传统浸渍法制备的催化剂。     

刚柔嵌段共聚物聚苯基喹啉-b-聚苯乙烯的合成

利用原子转移自由基聚合合成了端羧基聚苯乙烯,然后与4-氨基苯乙酮反应,生成末端为乙酰基的聚合物,以P2O5为催化剂,将功能化的聚合物与5-乙酰基-2-氨基二苯甲酮共聚,合成出刚柔嵌段共聚物聚苯基喹啉-b-聚苯乙烯(PPO-b-PS),用红外光谱(IR)、氢核磁共振(1HNMR)和热重分析(TGA)对其结构和性能进行了表征,并在三氟乙酸／二氯甲烷混合溶剂中进行了初步的自组装研究。     

NCC负载纳米TiO2复合膜的表征

采用交替沉积自组装的方法制备聚乙烯醇（PVA）/纳米纤维素（NCC）-纳米TiO2/PVA复合膜,用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征,结果表明PVA/NCC-纳米TiO2/PVA复合膜形貌规整,NCC负载纳米TiO2粒子只是物理共混,没有化学键合.性能分析结果表明PVA/NCC-纳米TiO2/PVA复合膜在紫外光区有较强吸收,较高的拉伸强度109.5 MPa,且比PVA膜热稳定性好,热分解温度提高约20℃.     

自组装技术在水处理中的应用

介绍了自组装单层及其制备方法，论述了有机硅烷系自组装单层材料可吸附水中金属离子和有机污染物，使水质得到净化，并可用于处理果汁、酒中的有害杂质。采用制备的NH2-SAMs／SiO2处理水中残留的杀虫剂simazine（4mg／L）作为探针反应，去除率达到了76．5％。进一步利用固定在基质上的自组装单层诱导生长TiO2和FeOOH纳米膜作为新型光催化水处理材料，讨论了其吸附、光催化降解水中污染物的方法和应用前景。