引入静电相互作用的SiO_(2)纳米复合水凝胶制备及其性能研究

提升纳米粒子与凝胶高分子网络的结合程度以改善两者之间的异质性,对于提升纳米复合水凝胶的力学性能极为关键。为此,在纳米复合水凝胶中引入静电相互作用,进一步提升复合凝胶的力学性能。首先,对纳米二氧化硅(SiO_(2))进行表面改性,制备聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)接枝的PSS-SiO_(2)纳米粒子;再将其与聚N,N,N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基)-1-氯化丙铵(PMPTC)共聚改性的聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶复合,制备得到PSS-SiO_(2)/P(AM-co-MPTC)纳米复合水凝胶;研究PSS-SiO_(2)/P(AM-co-MPTC)复合水凝胶中PSS-SiO_(2)纳米粒子的—SO-3与PMPTC的—N+(CH3)3间的静电相互作用对其微观形貌、溶胀性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:通过PSS-SiO_(2)纳米粒子表面聚阴离子与水凝胶网络聚阳离子间形成的静电相互作用,SiO_(2)纳米粒子与水凝胶基体间的结合程度显著增强。与添加纯SiO_(2)纳米粒子的SiO_(2)/P(AM-co-MPTC)纳米复合水凝胶相比,添加PSS-SiO_(2)纳米粒子的PSS-SiO_(2)/P(AM-co-MPTC)纳米复合水凝胶力学性能提升明显,最优组分的拉伸模量可达160.9kPa、强度为95.7kPa、韧性为31.1kJ/m3,分别提高了176%、297%和556%,并表现出反聚电解质效应的盐响应行为。该研究表明,纳米粒子与复合凝胶基体之间静电相互作用的引入,有助于进一步提升复合水凝胶的力学性能,同时赋予其类似反聚电解质效应的盐响应行为。该设计策略对开发高性能纳米复合水凝胶具有一定的参考价值。

基于静电相互作用的卵白蛋白与岩藻多糖相行为分析及流变学分析

为了解卵白蛋白(ovalbumin,OVA)与岩藻多糖(fucoidan,FUC)复合凝聚体的形成过程及二者的相互作用机制,采用浊度滴定、Zeta电位、圆二色光谱法、荧光光谱法和动态旋转流变仪测定等手段分析OVA和FUC的复合凝聚相行为及临界pH值(pHc、pHφ1、pHmax)。浊度滴定结果表明复合凝聚体形成的临界pH值与生物聚合物的比例和盐浓度密切相关,Zeta电位分析结果表明复合凝聚体的形成主要是由静电相互作用驱动。随着OVA/FUC的质量比增加,复合凝聚体形成的临界pH值向高pH值方向移动。低盐浓度(c(NaCl)<100 mmol/L)会促进凝聚体的形成,而较高的盐浓度(c(NaCl)≥100 mmol/L)则会因静电屏蔽作用使凝聚体形成的临界pH值显著降低。此外,在酸性条件下(pH 4.5),OVA/FUC质量比为20∶1和NaCl浓度为400 mmol/L时显示出最大的黏弹性。本研究可为开发基于硫酸化多糖/蛋清蛋白的功能性产品奠定理论基础。

反胶束萃取蛋白质中静电相互作用能的研究

在双球坐标系中，求解了描述蛋白质位于反胶束水池中偏心位置时所形成扩散双电层的非线性Ｐｏｉｓｓｏｎ－Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程，同时也求解了蛋白质与反胶束单独存在时，以及蛋白质位于反胶束水池中心位置时所形成扩散双电层的上述方程。求解时，在反胶束内表面处使用了非线性的电荷调节边界条件。基于上述数值解，应用自由能方法，计算了蛋白质被萃取进入反胶束水池过程中的静电相互作用能量，在此基础上，就反胶束水池中、耦合水相中离子种类、离子强度、被萃取物蛋白质分子大小与电荷量、以及偏心距对萃取体系的效果进行了预言。

ABEEMσπ/MM模型中静电相互作用能的并行化

ABEEMσπ/MM模型程序中,计算静电相互作用能非常耗费机时.针对原串行程序中多个循环相互嵌套的求解部分,进行循环带状划分并行化处理.经测试表明,利用新编制的并行程序进行动力学模拟,并行加速比以线性趋势提高、求解静电相互作用能速度大幅度加快、尤其是针对原子数较多的分子体系效果比较理想.利用36个CPU,对于位点数为10 000左右的蛋白质体系,进行1ns的动力学模拟,至少可以节省1年左右的时间,明显地提高了研究蛋白质体系性质的效率.

静电相互作用微米粒的构筑

通过静电相互作用构筑海藻酸钠 -壳聚糖微囊并优化其制备工艺 ,初步考察微囊的载药性能。在单因素实验的基础上用正交设计优化了海藻酸钠 -壳聚糖微囊的制备方法 ,用显微照相考察微囊的外观形态。以阿霉素为模型药初步研究其载药性能。结果发现 :微囊外观圆整 ,平均粒径为 5 9.6 8μm(30～ 2 5 0 μm,5 6 .0 8% ) ,载药微囊的包封率可达 80 .4 6 %。制备了外观圆整的微囊 ,其对阿霉素有较好的包载能力。

静电相互作用对驱动蛋白马达运动的影响

利用一种常见驱动蛋白(1BG2)和微管蛋白(1TUB)的结晶结构,通过静电计算得到了马达头部和微管蛋白表面的电势分布,并对比晶体结构分析了微管势场对马达头部正电势区域的作用.此外,利用解泊松方程的方法计算了驱动蛋白与微管间的静电相互作用,并发现马达沿微管轴向运动时所处的微管电势场具有周期性,其周期与马达步进周期有很好的一致性.最后,结合计算结果提出了驱动蛋白在静电作用下的运动机制.

静电相互作用能的普适公式及1/2系数因子问题

以更简洁的方法导出用电势和电荷密度表示的静电相互作用能的普适公式。该公式通常含有1/2系数因子,它的特点是不涉及极化强度等不易获得的量,使用更为方便。利用该公式对含极化电荷场的能量进行了分析,得出自由电荷场与极化电荷场间的相互作用能具有1/2系数因子的结论,从而更正了"在任意情况下相互作用能都没有1/2系数因子"的错误认识。

细菌对肉类吸附的静电相互作用(英文)

所研究的吸附在肉类表面上的两种互生菌群 Pseudomonas fragi 和 Brochothrix thermophacta,能很容易而且很迅速地吸附到瘦肉组织和脂肪组织上。为了了解静电在细菌吸附到肉类表面过程中所起的作用 ,用测定电子迁移率的方法来研究其表面电荷分布。测定结果证明 ,在低离子浓度的介质中 (PBS0 .0 0 15 M) ,静电相互作用力表现为相互排斥 ,削弱了细菌在瘦肉组织表面的吸附 ,而不像在脂肪组织所观察到的那样 ;在高离子浓度的介质中 (PBS0 .15 M) 。

大豆分离蛋白与寡糖静电相互作用及复合物乳化性的分析

以大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)和寡糖(棉子糖和水苏糖)为原料制备复合溶液,通过调节pH值(3.0~10.0)研究SPI-寡糖形成复合体系的相行为、微观结构,确定形成可溶性静电复合物的条件及其对蛋白质溶解性、乳化性的影响。Zeta电位、激光共聚焦显微镜观测和浊度测定的结果显示,在酸性条件下,SPI与寡糖通过静电相互作用形成复合物,且等电点与SPI相比向酸性偏移;内源荧光光谱扫描发现SPI-寡糖复合物的荧光强度低于SPI,且静电相互作用越强荧光强度降低越明显。当pH 6.0时,SPI-寡糖较大程度形成可溶性静电复合物,此时复合物的功能性质较SPI有所改善,SPI-水苏糖和SPI-棉子糖的乳化性与SPI相比分别提高了50.66%和39.69%。

基于分子模拟的离子交换层析中静电相互作用研究

将分子模拟方法引入到蛋白质离子交换层析中的静电相互作用研究。选用蛋清溶菌酶和牛胰凝乳蛋白酶为模型蛋白质,阳离子交换吸附剂SP Sepharose FF等为模型层析介质。从蛋白质数据库(PDB)中获得蛋白质三维结构数据,分析了介质孔径和配基分布,以点电荷模拟离子交换层析介质的功能配基,构筑了蛋白质-介质配基模拟表面体系。采用MCCE、Delphi和GRASP等程序包进行了分子模拟计算,考察了作用方向、作用距离、盐浓度、pH等对蛋白质和模拟配基平面间静电相互作用的影响。结果表明,宏观的层析平衡常数与微观分子模拟计算的相互作用能量参数间存在良好的线性关系。

静电相互作用对荷电超滤过程中带电小分子清除的影响

研究了不同荷电量小分子(分子量为1kD左右)通过表面带同种电荷但荷电量不同的超滤膜(截留分子量为10kD)时的行为.实验结果表明,荷电超滤膜对带电小分子的截留作用与超滤膜荷电量、小分子带电量以及溶液离子强度密切相关.低离子强度条件下,荷电超滤膜对高荷电小分子的截留率很高,这主要是静电相互作用的结果.随着离子强度的增加,静电屏蔽作用增强,荷电超滤膜对带电小分子的截留作用也相应减小.结果还表明,表观透过率的实验值与基于滞膜模型的理论计算值有较好的吻合.

基于静电相互作用的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜

为了提高胶原纤维膜的性能,基于聚丙烯酸钠的负电性与酸膨胀的胶原纤维的正电性,利用其静电相互作用原理,采用质量分数为0.1%~1.0%的聚丙烯酸钠强化胶原纤维膜,评价了其对膜性能的影响。结果发现:随着聚丙烯酸钠质量分数的增加,成膜液的Zeta电位有显著变化(P<0.05),表明其静电相互作用增强。加入聚丙烯酸钠后,复合膜的拉伸强度逐渐增大,最高达到纯膜的1.50倍;断裂延伸率、透光率和水蒸气透过率下降,其中,水蒸气透过率最低为1.30×10^(-12)g/(cm·s·Pa);膜热稳定性分析表明,复合膜降解温度提高,膜厚无明显变化,扫描电子显微镜显示聚丙烯酸钠-胶原纤维复合膜更致密。当聚丙烯酸钠的质量分数为0.3%时,复合膜的综合性能较佳,拉伸强度为37.60 MPa,断裂延伸率为14.20%,透光率为48.70%,水蒸气透过率为1.30×^(-12)/(cm·s·Pa)。此外,红外分析也显示复合膜的构象发生了变化。静电相互作用导致了聚丙烯酸钠与胶原蛋白的作用增强及其膜性能的变化,适宜的添加量可有效地改良胶原纤维膜的性能。

糖萼与低密度脂蛋白静电相互作用研究

目的根据"滞留反应"假说,研究糖萼与低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)的静电相互作用。方法牛主动脉血管作为研究材料,提取血管中的蛋白聚糖,将蛋白聚糖溶液通过LDL亲和层析柱后得到流过液(含不与LDL静电结合组分)(flow-through,FT)和洗脱液(含与LDL静电结合组分)(elute,E)。

基于静电相互作用的核壳型复合微球制备

借助荷正电AEM修饰的P(AM-MAA-VP)微球与荷负电SiO2胶体粒子相互作用,制得具有核壳结构的聚(丙烯酰胺-甲基丙烯酸-乙烯基吡咯烷酮)/SiO2(P(AM-MAA-VP)/SiO2)复合微球材料.结果表明,AEM用量、SiO2胶体溶液的用量、SiO2负载量及后处理方法均会对核壳型复合微球形貌产生一定影响.基于所得到研究结果,可通过改变模板微球及沉积反应前驱体组成,获得具有不同组成的核壳型复合微球材料.

用量子方法验证静电相互作用在Ls耦合中的作用

通过量子力学的计算表明,静电相互作用在多电子原子中的作用与自旋-轨道磁相互作用相比较不可忽略,并对六种此相互作用产生影响。

从导体静电平衡角度来理解叠加原理及静电相互作用

从导体静电平衡角度来理解叠加原理及静电相互作用胡岳东程福臻一静电相互作用的讨论是建立在一个实验定律——库仑定律及一个基本原理——叠加原理的基础之上的。用数学表达式来描述即：库仑定律：Ｆ（ｒ１）＝ｑ１（ｒ１）·ｑ２（ｒ２）４πε０·ｒ１－ｒ...

我国科学家实现细胞内蛋白质静电相互作用的直接测量

大多数蛋白质在细胞中执行它们的功能,而复杂的细胞环境可以影响蛋白质的静电相互作用,从而对蛋白质执行其功能造成影响,但影响可达到何种程度尚不清楚。以往研究都是针对水溶液中的蛋白质静电相互作用进行测量的,近期,我国科学家实现了在细胞内原位定量测量蛋白质静电相互作用,研究结果发表在《Journal of the American Chemical Society》期刊,标题为:“Quantifying Protein Electrostatic Interactions in Cells by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy”。

两均匀带电半球壳静电相互作用力解法讨论

应用两种方法讨论了两均匀带电半球壳之间的静电相互作用问题．

静电相互作用对微乳液法制备核壳纳米颗粒的影响

在油包水(W/O)形成的反相微乳液中加入水溶性或亲水性材料形成内核,并通过硅烷化试剂在微乳液中水解后形成三维网状结构的硅壳包被内核材料,是制备核壳纳米颗粒的常规方法.我们发现核壳二者的静电相互作用对制备具有稳定核壳结构的纳米颗粒有重要影响,而内核材料的分子量大小以及包壳壳层厚度等传统意义上的重要因素与此并没有明显的关系.当用传统方法难于形成稳定核壳结构纳米颗粒时,可以通过改变实验条件,调节相关材料的电荷极性来改善其稳定性,从而为拓展核壳纳米颗粒的制备提供了实验与理论依据.

酚类化合物非水毛细管电泳中静电相互作用分离机理

在非水毛细管电泳(non-aqueous capillary electrophoresis,NACE)中,添加剂与分析物间的静电相互作用是影响分离的重要因素.以四烷基溴化铵类化合物为添加剂,考察了其结构、浓度以及运行介质中水对基于静电相互作用的分离的影响,并对多种酚类化合物NACE的分离机理进行了探索.研究发现烷基链越短的添加剂分离能力越强,且存在获得最大分离度的最佳添加剂浓度.运行介质中水的存在导致分离效果变差.此外,静电相互作用与酚的分子结构相关,认为能够根据酚的分子结构对分离结果进行预测.对2种萘酚位置异构体以及5种对位取代苯酚进行了NACE分离,结果良好.针对静电相互作用分离的机理研究有助于推广到其他化合物NACE分离分析方法研究上.