弹性肽在超分子组装中的应用

系统总结了弹性肽(ELPs)的自组装及其组装体的生物应用研究现状,讨论了ELPs的温控相变在构建超分子组装体方面的独特优势,探讨了ELPs纳米结构的序列敏感性,展望了ELPs在超分子组装中的实际应用.

聚合物单分子力谱的研究进展

在单分子水平研究聚合物体系的分子内及分子间相互作用,对于揭示其结构-性能的关系,进而实现对相应功能的调控极为重要.基于原子力显微镜技术(AFM)的单分子力谱,由于其操作简单且适用面广,在单分子研究领域得到了广泛的应用.本文概括了该技术在生物高分子及合成高分子体系的研究进展.对于生物高分子体系,主要介绍了核酸(DNA/RNA)、蛋白质和多糖(淀粉)的单分子力谱研究及利用各自力学指纹谱对其它分子间的相互作用的研究.对于合成高分子体系,主要介绍了聚合物的一级结构与单链弹性的关系及溶剂和聚集态结构等对高分子单链力学性质的影响规律.

聚合物复合物层层组装膜的高效负载及大分子和小分子药物的差别性释放

基于聚合物复合物和层层组装技术实现了大分子药物硫酸软骨素和小分子药物头孢曲松钠在聚合物膜中的高效负载以及差别性释放.壳聚糖(CHI)和大分子药物硫酸软骨素(CSS)通过静电相互作用力复合,制备了壳聚糖-硫酸软骨素复合物(CHI-CSS).以CHI-CSS复合物和透明质酸(HA)为构筑基元,通过层层组装构筑负载有硫酸软骨素的聚合物复合物膜.利用后扩散的负载方法将小分子药物头孢曲松钠(CTX)负载到聚合物膜中,从而实现大分子和小分子2种药物在聚合物膜中的负载.聚合物膜中负载的CTX和CSS在生理条件下具有快慢不同的差别性释放动力学特性,CTX在6 h内快速释放,而CSS长效缓释长达14 d.快速释放的抗生素CTX能够有效抑制细菌感染,而酶降解作用下缓慢释放的CSS可促进伤口愈合,在包括头颈外科在内的外科术后感染防治领域有良好应用前景.

聚乙烯单晶纳米力学性质的单分子力谱研究

基于原子力显微镜(AFM)的单分子力谱技术(SMFS),在单分子水平上研究聚乙烯单晶中单分子链在外力诱导下的熔融过程.研究表明,随着聚乙烯单晶厚度的增加,熔融解链过程需要破坏的作用位点随之增加,解链力值显著提高;刚性力加载装置会降低作用位点解离速率,进而升高解链力值,促进力学稳定性相对较差的中间态形成.

塑料表面载银微凝胶层层组装膜的制备及抗菌活性

以载银聚烯丙基胺盐酸盐-葡聚糖微凝胶与聚苯乙烯磺酸钠为构筑基元,利用层层组装技术制备了一种可直接沉积在疏水的塑料基底表面的载银抗菌微凝胶膜.研究结果表明,该载银抗菌微凝胶膜具有很好的抗菌能力,并且其抗菌活性可以通过控制载银微凝胶膜的组装层数进行调控.这种沉积在塑料表面的载银抗菌微凝胶膜具有良好的稳定性和基底黏附力,能够保障其长效抗菌性.

差别性释放两种药物的层层组装聚合物膜

基于层层组装技术制备了能够差别性释放2种药物的聚合物复合膜.通过大分子前体药物透明质酸-阿霉素(HA-DOX)与壳聚糖(HACC)的层层组装以及膜内后扩散负载甲氨喋呤二钠盐(MTX)的方法,实现了DOX和MTX 2种药物分子在聚合物膜中的负载.DOX和MTX在癌变组织的酸性环境下具有差别性的释放动力学,MTX在24 h内快速释放,而DOX长效缓释达10 d.细胞实验结果表明,差别性释放的DOX和MTX可有效地抑制癌细胞的增殖.

表面活性剂胶束实现疏水分子在聚合物微凝胶层层组装膜中的高效负载

基于层层组装技术制备了聚烯丙基胺-葡聚糖微凝胶(记作PAH-D)/透明质酸钠(HA)膜,将包覆有芘分子的十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂胶束基于静电作用力负载到PAH-D/HA微凝胶膜中,实现了疏水分子芘在微凝胶膜中的高效负载.紫外-可见吸收光谱和荧光光谱证实了SDS胶束包覆的芘分子被稳定地负载在PAH-D微凝胶膜中.透过光谱表明负载有芘分子的(PAH-D/HA)*10微凝胶膜在可见光区仍保持良好光学透过性.芘在膜中的负载量可以通过改变PAH-D/HA微凝胶膜的沉积周期数和SDS胶束中包覆芘分子的浓度而实现调控.具有光致变色性质的螺吡喃分子同样可以借助SDS胶束负载到PAH-D/HA微凝胶膜中,制备具有光致变色性质的层层组装膜.本工作为疏水有机分子在层层组装聚合物膜中的高效负载提供了一种简便、易行的方法.

智能响应与自修复的层层组装聚合物膜

具有刺激响应性和自修复功能的复合膜是重要的仿生功能膜材料.层层组装是一种基于物质交替沉积而制备复合膜的方法,可以实现膜的结构和组成的精确调控.通过结构与组成的精确调控,基于层层组装制备的微米厚度的聚电解质厚膜可以对外界刺激产生快速有效的响应,因而在制备智能仿生膜材料方面具有重要的价值.本文以作者的研究结果为基础,阐明了基于层层组装的聚电解质膜可以成功用于制备湿度和温度响应的双结构自支持膜和高效的促动器及行走机器,以及自修复超疏水和划痕修复聚电解质膜.

聚合物复合物层层组装膜

层层组装是一种基于物质交替沉积而制备复合膜的方法,可以实现膜的结构和组成的精确调控.聚合物复合物是基于各种分子间弱相互作用力而形成的超分子聚集体,其种类包括聚阳离子-聚阴离子复合物、聚电解质-有机小分子复合物、中性聚合物-聚合物复合物以及聚合物-无机杂化复合物等.在本文中,以作者的研究结果为基础,阐明聚合物复合物的层层组装是一种方便、快捷的功能复合膜的构筑方法,具有如下优点:(1)聚合物复合物大的尺度可以实现聚合物复合物层层组装膜的快速构筑;(2)聚合物复合物的结构在组装溶液中和成膜后都容易调控,方便聚合物复合物层层组装膜结构的精细调控.(3)聚合物复合物层层组装膜可以构筑非复合的聚合物层层组装所不能获得的膜结构及功能.

液态凝聚态调控的分散质组装及功能

凝聚态化学是研究利用分子间作用力构筑凝聚态物质多层次结构实现物质功能和化学反应的新研究领域。相比于固态凝聚态化学,液态凝聚态化学研究涉及多相态,如液态凝聚态如何影响分散质的存在状态和功能特性等重要课题。从凝聚态化学的角度认识分散质在其中的聚集行为不但有利于获得预期的分子存在结构状态,而且可以探索环境条件对组装结构形成的过程认识。本文在对液态凝聚态的物理化学性质,尤其是与溶质分散和聚集相关方面进行简要概述的基础上,选取典型示例分别阐述了液态凝聚态在分散质组装过程、组装与解组装以及组装体结构转变等方面的作用。在液态凝聚态对物质性质影响方面,从其对染料分子的紫外-可见吸收、电子转移、手性调控以及催化等几个方面进行了讨论。在这些过程中,作为连续相的液态凝聚态的介电常数、极性以及黏度等性质对于分散相的存在状态和性质起到了关键作用。然而,受现有仪器检测范围的限制,液态凝聚态与分散质之间的快速、多变且细微的作用力很难在时间和空间上进行准确测定,而从实验和理论两个方面进行相互拟合来说明液态凝聚态的作用是一个重要且行之有效的策略。