基于主客体识别作用的油藏深部调剖体系

油藏深部调剖作为一类改善开采效果、提高采收率的重要技术,已广泛应用于非均质油藏水窜治理。为改善水窜治理过程中调剖剂注入性与深部封堵这一矛盾,基于主客体识别作用,提出自组装深部封堵技术。首先,以丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、烯丙基-β-环糊精和苯乙烯为原料,通过乳液聚合法制得粒径为170 nm、表面含有β-环糊精基团的主体纳米颗粒;然后,以十六烷基二甲基烯丙基氯化铵和丙烯酰胺为原料,通过可控自由基聚合法制得数均分子量低于4000、分子量分布为1.1~1.4的客体聚合物。通过主体纳米颗粒和客体聚合物,构筑具有自组装性能的调剖体系。通过调剖体系的黏度来评价纳米颗粒与聚合物的自组装性能;通过岩心驱替实验,评价了调剖体系的注入-封堵性能。结果表明,由于客体聚合物分子中的疏水烷基链与主体纳米颗粒表面的β-环糊精基团具有主客体识别作用,β-环糊精基团包合疏水烷基链形成包合物,客体聚合物发挥“桥连”作用,纳米颗粒自组装聚集形成团粒簇,使调剖体系黏度缓慢增至约90 mPa·s。0.1%纳米颗粒与0.2%聚合物组成的调剖体系的注入性良好,阻力系数为2.0;待自组装后进行后续水驱,残余阻力系数为3.42,封堵率为70.7%。该研究为缓解调剖剂注入性与深部封堵的矛盾提供了新的思路。

β-环糊精主客体识别抗菌剂及抗菌性能研究进展

细菌污染与人类的生存息息相关,随着多重耐药细菌的增加,提高抗菌剂抗菌性能、抑制细菌传播和感染成为抗菌剂研究领域的热点问题。利用β-环糊精的包结作用与抗菌剂主客体识别改善抗菌剂的理化性质,增强抗菌剂的抗菌性能引起了广泛关注。环糊精具有内疏水外亲水的特殊结构,疏水内腔可选择性地与空腔大小相匹配的疏水客体分子进行主客体识别,将抗菌剂包合,从而改善抗菌剂理化性质,提高抗菌剂抗菌性能。本文综述了β-环糊精及其衍生物与有机抗菌剂、天然抗菌剂主客体识别对抗菌剂理化性质及抗菌性能的影响,分析了主客体识别的包合机理及主客体之间的作用,系统地归纳总结了环糊精主客体识别抗菌剂对不同细菌的抗菌作用及在医药、纺织、食品等领域的应用研究现状,以期为环糊精主客体识别抗菌剂的深入研究及应用提供参考。

一种基于主客体识别的长效无刺激驱避剂

蚊虫是多种传染病的传播媒介,并且蚊虫的叮咬常常使人难以忍受,但目前的驱蚊产品或多或少均对人体有毒性及刺激性作用,人类直接接触后有一定的危害性。文中制备了一种长效且无刺激的驱避剂,利用γ-环糊精(γ-CD)与乙基丁酰基氨基丙酸乙酯(BAAPE)的包合作用,达到缓慢释放和稳定驱避的目的。研究表明,当BAAPE与γ-CD形成包合物后,对皮肤的刺激性下降,储藏稳定性增加,释放明显减缓,可长效驱蚊。涂抹7h后,包合物的驱蚊效果为市售花露水的数倍以上。

基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究进展

利用主客体识别作用赋予材料智能化是目前智能材料研究的一个新方向。通过光可以使客体分子发生可逆的结构改变,如偶氮苯可逆的光致顺反异构,结合环糊精主体分子和客体分子之间可逆形成包结物的能力,可以利用光来设计光控的智能超分子体系。基于上述环糊精和客体分子之间的光控制的主客体识别作用,本文从有机小分子、聚合物和表面三个方面综述了近年来基于主客体识别作用的光控智能超分子体系的研究工作,并对该领域的研究前景进行了展望。

杯芳烃衍生物在主-客体识别荧光分析中的应用及进展

综述了近年来杯芳烃衍生物在主 客体识别荧光分析中的研究与应用进展,主要从杯芳烃母体官能化作主体分子和杯芳烃与冠醚、环糊精及卟啉构成偶联物作主体分子两方面进行了评述,并对今后工作进行了展望。引用文献62篇。

光调控有机修饰多金属氧簇复合物的主客体识别

利用离子交换的方法实现对偶氮苯共价修饰Anderson型多金属氧簇反离子的替换和相转移.通过核磁共振氢谱及其相关谱和紫外-可见吸收光谱,对制备的杂化多阴离子在水溶液中的光致异构化行为进行了研究.在此基础上,研究了杂化多金属氧簇在水溶液体系中与β-环糊精(β-CD)之间的主客体包结相互作用.通过不同波长的光交替辐照,实现了杂化多阴离子客体与环糊精主体之间的可逆识别.

基于β-环糊精主客体识别作用的均相DNA杂交电化学生物分子识别研究

基于β-环糊精(β-CD)和间甲基苯甲酸(mTA)的主客体识别,建立了均相DNA杂交电化学生物传感技术。将主体分子β-CD通过电化学聚合的方法固定在氮乙酰基苯胺修饰的玻碳电极表面,同时将mTA通过酸胺缩合反应标记在探针DNA序列上,与目标DNA在溶液均相中杂交之后,用修饰好的电极对探针DNA上的mTA进行主客体识别。以两种嵌入剂作为电化学指示剂——亚甲基蓝(MB)和道诺霉素(DNM),证实了方法的可行性。MB的电化学信号与完全互补DNA浓度在2.0×10"12～2.0×10"10mol/L之间呈良好线性关系,检出限为7.6×10"13mol/L;DNM的电化学响应与完全互补DNA浓度在1.0×10"12～1.0×10"9mol/L之间呈良好线性关系,检出限可达6.0×10"13mol/L,并表现出良好的重现性和稳定性。

环糊精衍生物与偶氮苯Langmuir复合膜的界面自组装与主客体识别研究

设计合成了胆固醇修饰的环糊精衍生物(CD—CHOL)以及偶氮苯修饰的聚丙烯酸化合物(PAA—Azo),通过气液界面组装成功制备了Langmuir膜,由表面压-分子面积等温线表征界面铺展行为,采用原子力显微镜(AFM)对单层Langmuir膜的形貌进行了表征,进一步通过紫外光谱、圆二色谱、红外光谱、X射线光电子能谱研究组装膜中环糊精与偶氮苯基团的自组装过程与主客体识别机理。实验结果表明,CD—CHOL在纯水亚相与PAA—Azo亚相表面形成稳定的Langmuir膜,同时环糊精与偶氮苯基团之间发生了主客体识别。本研究工作为环糊精衍生物界面组装与主客体识别相关研究提供了新的探索。

基于主客体识别的光及温度双重敏感的形状记忆材料

首先分别制备了主体分子——海藻酸钠接枝的环糊精(Alg-α-CD)和客体分子——偶氮苯修饰的聚丙烯酸(PAAAzo)。然后通过化学交联得到Alg-α-CD/PAA-Azo化学交联膜。实验证明,由于α-CD-Azo可响应光波长变化和温度变化产生包合与解包合,Alg-α-CD/PAA-Azo化学交联膜表现出光和温度双重敏感型的形状记忆效应。其中,当光作为外界刺激时,材料的形状固定率达到85.8%±1.5%,形状回复率达到52.9%±1.9%;同样地,在温度刺激下,材料的形状固定率达到87.6%±4.2%,形状回复率达到43.37%±2.7%。

利用主客体识别构建的树状超分子

树枝状大分子具有高度支化和规整的特殊结构,在生物医药、催化化学等多个领域深具发展前景,但目前其制备均采用化学合成方法。文中发展了一种利用自组装手段构筑树枝状大分子的新方法。通过中心分子4臂-聚乙二醇-金刚烷(4 arm-PEG-Ad)和迭代单元β-环糊精-肉桂(β-CD-Ci)以及α-环糊精-己二胺-金刚烷(α-CD-hex-Ad)之间的主客体识别,在水体系中,逐步组装得到超分子树状聚合物。通过动态光散射及透射电镜发现,随着代数增长,超分子树状聚合物在溶液中粒径逐渐变大。由于环糊精与客体基团可响应温度变化产生解包合,这种树状超分子结构在温度上升到60℃以上时会发生瓦解,超分子树状聚合物的粒径由最初的单分散性变为多分散性。

流域生态补偿主客体识别方法比较研究——以行政区为研究对象

以流域范围内的行政区为研究对象,创新的将水足迹法、生态系统服务价值法引入到流域生态补偿主客体识别领域,对比并分析了流域地理位置识别法、水足迹法、生态系统服务价值法在识别流域生态补偿主客体的优缺点与使用范围。在此基础上,提出流域生态补偿主客体识别方法选择与应用的相关建议。

基于界面超分子主客体识别作用的仿生自修复水润滑研究（英文）

通过界面超分子主客体识别作用,成功地将端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子组装到接枝环糊精分子的硅片表面;通过原子力显微镜,表面元素分析,膜厚变化,表面润湿特性等手段证实该聚合物的成功组装.通过摩擦试验证实:表面组装端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子后,在轻载条件下,具有极低的摩擦系数,呈现流体润滑状态;而在高载荷条件下,可能是由于表面组装的聚合物被部分剪切掉而呈现较高的摩擦系数.更重要的是,基于这种超分子作用间的可逆的非共价相互作用,该表面可呈现一种自修复的润滑效果,即在部分端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子被剪切掉后,在客体大分子稀溶液中自组装后可再次获得低摩擦系数状态。

基于主客体识别构筑自愈合材料的研究

自愈合材料可以修复其在外界环境因素作用下产生的局部创伤或微裂纹,故大大延长了材料的使用寿命,提高了材料使用过程中的安全稳定性.但是,研究中大多数是结构型自愈合材料,而功能型自愈合材料的工作还鲜有报道.因此,构筑一种功能性强,愈合速度快,机械性能和功能特性可同时修复,并且可实现多次愈合的功能材料仍是一个挑战.通过构筑五种不同类别的复合物材料,探讨了基于环糊精主客体识别构筑自愈合材料的制备和性能研究.研究表明,主客体相互作用在材料愈合过程中扮演着重要角色.材料的愈合效率与愈合条件、材料的吸湿性能、分子链的运动以及主客体之间的包合能力密切相关.研究结果为基于主客体识别的自愈合材料的构筑和设计提供了有意义的理论指导和参考价值.

基于主客体识别构筑超分子聚合物研究

超分子聚合物是化学自组装领域最重要的研究方向之一,它由高分子/小分子构筑基元通过非共价键自组装聚合而成,在易降解、响应性、自修复材料等领域呈现出广阔的应用前景。针对超分子聚合物中主客体识别构筑基元有限、结构多层次控制困难、多重响应性超分子聚合物稀缺等科学问题,浙江大学黄飞鹤教授课题组开展了基于主客体识别构筑超分子聚合物的系统研究。研究成果获2020年度浙江省自然科学奖一等奖。

α-环糊精主客体识别超分子水凝胶的制备及其宏观流变性能构建过程研究

采用7 wt%的α-环糊精(α-CD)溶液和5 wt%的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯均聚物(PMPEGA-2000)溶液制备了α-CD/PMPEGA-2000超分子水凝胶,并对其形貌、结构、形成条件和宏观流变学性能构建过程进行了表征和研究。结果表明,体积比不低于1.5:1是两种溶液混合后形成凝胶的必要条件;当体积比为2:1时,形成的凝胶黏度最大。热重分析、X射线粉末衍射分析和扫描电镜结果表明,该凝胶是基于α-CD与PMPEGA-2000之间的主客体识别所形成,具有三维网络结构。光学微流变分析结果显示,该凝胶宏观流变性能的构建过程实则是凝胶内部主客体识别交联点不断增多,网络结构强度不断增强的过程。该过程始于α-CD溶液与PMPEGA-2000溶液混合后的8′36′′,在64′00′′后基本完成,耗时约55′24′′。

基于主客体识别的刺激响应型分子梭

分子梭作为分子机器的一种主要类型,大多是建立在主客体识别的基础上的,其在分子开关、分子逻辑门、信息存储等领域有着重要的潜在应用价值,是超分子化学领域的研究热点之一。本文介绍了分子梭的概念、原理,详细归纳了具有刺激响应型的分子梭。并且,按照外界刺激源的不同,将刺激响应型分子梭分为光驱动、p H驱动、氧化还原驱动以及多重驱动的分子梭。阐述了不同驱动方式的分子梭的结构特点、运动规律、研究进展及潜在应用,分析了刺激响应型分子梭目前面临的问题,并对其今后的发展趋势做了展望。

基于冠醚和柱芳烃主客体识别的超分子聚合物材料

超分子聚合物材料是高分子科学、超分子化学和材料科学3个学科相结合的产物.通过精妙的设计,我们不仅可以赋予它传统高分子材料所拥有的光学、电学以及力学等性能,同时还可以使其具有超分子材料的动态可逆性和刺激响应性.已用于构筑超分子聚合物材料的主客体识别体系有很多,从识别体系中的主体来说,包括基于冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲、柱芳烃等大环的主客体体系.其中,冠醚作为第一代大环主体,它的模板合成直接开辟了超分子化学这一领域,而柱芳烃是最近发展起来的一类新的大环主体,它具有刚性的骨架,并且制备简单,容易功能化,同样也受到超分子化学家们的广泛关注.本文着重综述了我们课题组基于冠醚和柱芳烃主客体识别所构筑的超分子聚合物材料.在这些材料的制备中,我们利用了主客体识别的刺激响应性、可逆性和选择性,来实现对这类材料的组装结构以及功能的精确调控.

基于双二茂铁和β-环糊精之间主客体识别模式信号放大的均相电化学适体传感器用于凝血酶的灵敏检测

合成了双二茂铁化合物并用于修饰在凝血酶适配体(TBA)的两端作为电化学信号标记物,构建了一款基于双二茂铁与β-环糊精(β-CD)之间主客体识别原理进行信号扩增的均相电化学凝血酶传感器。当电化学TBA探针与凝血酶发生特异性结合后,TBA探针由原来的茎环结构变成"G-四链体",双二茂铁分子通过主客体识别作用进入修饰在金电极表面的β-CD的空腔内,产生了稳定的电化学电流响应信号。该凝血酶电化学均相传感器在0.02~62.5 nmol/L范围内对凝血酶呈良好的线性关系,检出限为8.4 pmol/L。该传感器对凝血酶可为凝血酶的快速检测提供了一个可行的方案。

创新团队管理和谐度及其关键客体界面识别

为保障科研项目完成质量、提升团队创新能力,基于所提出的创新团队和谐管理概念,对团队客体界面进行了分类辨识及特征辨析。在此基础上,借鉴协同学思想给出了表征客体界面间整体作用关联的3种类型和谐度参序量,并构建了包含专家决策权重、能够有效辨析界面系统复杂涌现关系的改进模糊DEMATEL关键客体界面识别方法。案例应用结果表明,该关键客体界面识别方法具有可行性,对认知团队管理界面状态、识别关键影响界面、推动创新团队和谐管理具有较强的实践指导意义。

基于主客体识别的温度及氧化还原双重响应型磁性聚合物胶束

制备磁性纳米粒子和聚合物的复合材料是研究热点,而如何简单高效地构建磁性纳米粒子和聚合物的复合体系是目前研究的难点.基于此,本研究首先分别制备主体分子CD-MNPs和客体分子m PEG-Fc及PNIPAM-Fc,利用β-CD和二茂铁基团之间的主客体识别作用,在磁性纳米粒子表面构筑两种亲疏水性不同的聚合物链,通过控制温度的变化,使其在水中发生组装,同时通过氧化还原电位的变化,实现组装体系形成和瓦解的可逆变化.并对得到的胶束进行了载药性能的表征.TEM和DLS的结果显示得到了粒径大概为250 nm的磁性聚合物胶束,并可以通过温度和氧化还原的变化实现胶束的形成和瓦解,而且这种胶束可以作为药物载体,其对抗癌药物阿霉素(Dox)的包封率高达73%.综上,本研究得到了一种兼具温度和氧化还原敏感的磁性聚合物胶束,这种新型的胶束在药物释放和磁共振成像方面具有潜在的应用前景.