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2014年 第35卷 第7期    刊出日期：2014-07-10

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高等学校化学学报2014年第35卷第7期封面和目次

2014, 35(7):  0-0. 

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研究论文: 无机化学

以两种季铵碱为模板剂合成A形体富集Beta沸石及其晶化过程

郭文, 闫文付, 徐如人, 王永睿, 慕旭宏

2014, 35(7):  1363-1368.  doi:10.7503/cjcu20140340

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以三甲基环己基氢氧化铵和二甲基乙基环己基氢氧化铵为模板剂或结构导向剂(SDA), 采用超浓水热方法合成了A形体富集的Beta沸石, 用粉末X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 ²⁹Si固体魔角自旋核磁共振(²⁹Si MAS NMR)以及氮气吸附等表征手段对其进行了详细表征, 探索了最优合成条件, 研究了其晶化过程. 结果表明, 在晶化初期产物中己出现A形体过量特征, 随着晶化的进行, A形体的过量程度无显著变化.



双二苷酰胺从硝酸溶液中萃取Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)

黄松, 丁颂东, 金永东, 马利建, 夏传琴, 李首建, 吴宇轩, 黄璜

2014, 35(7):  1369-1378.  doi:10.7503/cjcu20140198

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采用混合酸酐法合成了两种双二苷酰胺(bisdiglycolamide, BisDGA)萃取剂: N,N,N''',N'''-四正辛基-N',N″-乙二基-双二苷酰胺(TOE-BisDGA)和N,N,N''',N'''-四正辛基-N',N″-间苯二甲基-双二苷酰胺(TOX-BisDGA). 以磺化煤油和正辛醇混合溶液(体积比 90∶10)作稀释剂, 研究了它们在硝酸溶液中对Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ), 以及自身对HNO₃的萃取行为. 结果表明, 2种BisDGAs对HNO₃均有一定萃取, 当酸度不超过1.0 mol/L时, 二者形成1∶1型的萃合物. 随HNO₃浓度增加, Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的萃取分配比增加. 相同条件下, TOE-BisDGA对Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的萃取能力强于TOX-BisDGA. 斜率分析表明TOE-BisDGA和TOX-BisDGA与Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)均形成2∶1型的萃合物. 温度升高, 萃取分配比下降, 萃取反应是放热反应. 2种BisDGAs对Eu(Ⅲ)的亲和力强于对Am(Ⅲ)的亲合力, 表明BisDGAs对Eu(Ⅲ)有一定的选择性. 同时, 研究了BisDGAs萃取Eu(Ⅲ)和Am(Ⅲ)的机理, 给出了表观萃取平衡常数和萃取反应热力学函数ΔH, ΔS和ΔG的值. 此外, 还对TOE-BisDGA和TOX-BisDGA与Eu(Ⅲ)形成的配合物进行了红外和紫外光谱分析.



Fe-Ni/C复合纳米纤维的原位制备与微波吸收性能

向军, 张雄辉, 叶芹, 李佳乐, 沈湘黔

2014, 35(7):  1379-1387.  doi:10.7503/cjcu20131212

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采用静电纺丝技术结合稳定化和碳化处理原位制备了Fe-Ni/C复合纳米纤维, 其平均直径约为215 nm, 所生成的Fe-Ni合金纳米颗粒较均匀地分布在碳基纳米纤维的内部和表面, 且被石墨化碳层所包覆. 以Fe-Ni/C复合纳米纤维为吸收剂、 硅橡胶为基质制备成吸波涂层, 研究了碳化温度对电磁特性和微波吸收性能的影响. 结果表明, 涂层厚度为1.2~2.0 mm、 Fe-Ni/C复合纳米纤维质量分数为5%的吸波涂层表现出优良的微波吸收性能, 在7.4~18 GHz频率范围内的反射损耗均低于-20 dB; 随着复合纳米纤维的碳化温度由800 ℃升高到1200 ℃, 由于阻抗匹配特性的改善, 吸波涂层的微波吸收能力逐步加强, 其最小反射损耗由-22.6 dB降低到-63.0 dB.



分析化学

一种简单快速检测汞离子的1,4-二硫苏糖醇膜修饰金平板电极

曹婷婷, 曹忠, 何婧琳, 梁海琴, 肖忠良

2014, 35(7):  1388-1395.  doi:10.7503/cjcu20140288

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将1,4-二硫苏糖醇(DTT)自组装在100 nm厚的平整金膜表面, 形成DTT膜修饰金平板电极(GPE), 构建了一种新颖的简单、 快速测定汞离子的选择性电极分析方法. 通过电化学交流阻抗和循环伏安法探讨了该电极的响应原理, 即固定在Au表面的DTT通过另一端的巯基与汞离子发生强配位作用而吸附结合带正电荷的汞离子, 引起电极表面膜电位的变化, 从而选择性地识别汞离子. 实验结果表明, 该电极在pH=6.0的Tris-HCl缓冲溶液中对汞离子有良好的电位响应性能, 其线性范围为1.0×10^-8~1.0×10^-3 mol/L, 能斯特响应斜率为(29.62±0.2) mV/-pc(25 ℃), 检出限为5.1×10^-9 mol/L. 该汞离子检测电极的响应时间仅为20 s, 且有较好的重现性和稳定性. 通过测定各种离子的选择性系数, 发现Cu²⁺, Fe²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, Ag⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}, I\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}, Br\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}和Cl\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}等离子不干扰该电极对汞离子的检测. 此外, 将该电极用于实际水样中微量汞离子含量的测定, 结果与双硫腙分光光度方法一致, 且回收率为98.20%~101.75%.



葛花中异黄酮类化学成分的RRLC-Q-TOF MS/MS研究

戴雨霖, 于珊珊, 张颖, 郝颖, 钟薇, 越皓, 刘淑莹

2014, 35(7):  1396-1402.  doi:10.7503/cjcu20140168

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采用快速分离液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用(RRLC-Q-TOF MS/MS)技术对葛花中的异黄酮类成分进行了研究, 得到了相应化合物的保留时间、 分子量及结构信息. 研究结果表明, 葛花水提取液的主要成分为异黄酮类及其苷类化合物, 并含有皂苷类和酚类化合物. 在葛花中首次发现同属植物狐尾葛特有化合物Alopecuroides A和葛根中的化合物3'-甲氧基大豆苷元-7-O-甲醚. 讨论了异黄酮类化合物的质谱碎裂途径及规律.



热解析-高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术快速检测合成色素

李娟, 赵伟军, 李灵锋, 李鑫, 李鹏, 汪小知

2014, 35(7):  1403-1408.  doi:10.7503/cjcu20140139

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采用热解析-高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)技术快速检测柯衣定、 孔雀石绿、 罗丹明B和甲基红4种合成色素. 通过对热解析温度和载气流量进行优化, 确定了不同色素的离子特征信号. 在最佳分析条件下, 热解析温度为160 ℃, 载气流量为1.6 L/min, 采用不同模式下补偿电压(CV)值定性, 以FAIMS在正模式下检测柯衣定(CV=0.41 V)和罗丹明B(CV=-0.89 V), 在负模式下检测甲基红(CV=-0.67 V)和孔雀石绿(CV=0.02 V); 用外标法定量检测了样品中的4种合成色素, 线性关系R²≥0.9967, 检出限为2.5~10 μg/L, 定量限为5~20 μg/L, 加标回收率≥78.2%, 相对标准偏差RSD≤8%. 本文为FAIMS技术快速检测合成色素提供了一定的技术基础.



生物组织中丝氨酸对映体的毛细管电泳-非接触式电导分离检测

韦昱, 陈裕富, 周强, 袁秋月, 谭凤玉, 谢天尧

2014, 35(7):  1409-1413.  doi:10.7503/cjcu20140109

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采用高效毛细管电泳-非接触电导检测法, 使用未涂层石英毛细管(50 μm i.d.×45 cm, L_eff=40 cm), 以3.2 mmol/L氢氧化钠+0.4 mmol/L柠檬酸+2.5 mmol/L乙酸铜+5.0 mmol/L L-精氨酸+15.0 mg/L 羟丙基甲基纤维素为电泳运行液, 实现了未衍生化的D,L-丝氨酸对映体的基线分离和检测. 其线性范围为0.35~30 mg/L, 检出限(S/N=3)为0.10 mg/L. 对影响分离度的因素如手性选择剂、 电泳运行液的组成和浓度、 分离电压和进样方式等进行了探讨. 结果表明, 该方法无需衍生化预处理, 高效低耗, 可实现常见氨基酸共存组分的不干扰测定, 能有效测定小鼠脑组织样品中的D-丝氨酸含量.



磺丁基醚-β-环糊精修饰毛细管电色谱拆分地平类药物对映体

聂桂珍, 李来生, 程彪平, 周仁丹, 张宏福

2014, 35(7):  1414-1422.  doi:10.7503/cjcu20140099

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采用甲基丙烯酸缩水甘油酯原位聚合物基质, 将磺丁基醚-β-环糊精修饰到毛细管内壁, 制得了一种毛细管电色谱手性柱(SECDP), 并通过红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其结构. 磺酸基可提供足够稳定的正向电渗流(EOF), 基于磺丁基醚-β-环糊精在固定相和流动相中的协同作用, 通过优化手性添加剂浓度、 pH值、 施加电压、 温度及有机调节剂含量等条件, 利用该开管电色谱柱拆分了氨氯地平、 尼莫地平和尼卡地平等10种地平类手性药物对映体. 优化的流动相组成为20 mmol/L NaH₂PO₄(pH=4.0), 含4.0 mmol/L 磺丁基醚-β-环糊精, 乙腈的体积分数为10%~25%, 施加电压15~25 kV, 温度为15 ℃, 电动进样2 kV×5 s, 检测波长为236 nm. 在上述条件下, 分离度(R_S)可达3.62, 柱效达61011块/m, 分析时间一般为6~15 min. 基于色谱分离数据, 探讨了相关的手性分离机理.



有机化学

关白附中1,6-葡聚糖及其硫酸酯的抗补体活性

李晓军, 蒋嘉烨, 施松善, 栗源, 江永波, 可燕, 王顺春

2014, 35(7):  1423-1426.  doi:10.7503/cjcu20131268

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为研究关白附多糖及其硫酸酯的经典途径抗补体活性, 以关白附[Aconitum coreanum(Lévl.) Raipaics]为原料, 经水提醇沉、 DE-32、 Superdex-200和Superdex-75凝胶柱分离纯化, 得到1个均一的中性多糖KMPS-2A. 采用高效凝胶渗透色谱法、 甲基化、 核磁共振和红外光谱等手段对KMPS-2A的结构进行了鉴定; 采用氯磺酸吡啶法制备了多糖硫酸酯, 并测定了多糖及硫酸酯的抗补体活性. 结果表明, KMPS-2A的平均相对分子量为6.76×10⁵, 结构为α-1,6-D-Glc链接的线性多糖; 在氯磺酸与吡啶的体积比为1.75∶1.0时制备的多糖硫酸酯1.75B的取代度最高为1.79. 碳核磁谱分析结果表明, 硫酸基团先后取代C2, C3及C4位. 该多糖硫酸酯的抗补体活性与其硫酸基团取代度呈现一定的相关性, 多糖硫酸酯1.75B的经典途径抗补体活性优于阳性对照药肝素, 表明其具有开发成为补体抑制剂的潜力.



含嘧啶环的1,3,4-噁二唑Mannich碱的合成及生物活性

沈生强, 孙晓红, 刘源发, 陈邦, 靳如意, 马海霞

2014, 35(7):  1427-1432.  doi:10.7503/cjcu20131254

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以芳香酸为原料, 通过酯化、 肼解及环化反应制得中间体5-芳基取代-1,3,4-噁二唑-2-硫酮(C1~C3), 然后中间体与甲醛和取代氨基嘧啶(D1~D5)发生Mannich反应得到一系列新型含有嘧啶环的1,3,4-噁二唑类衍生物(E1~E15). 所得目标化合物的结构经元素分析、 IR及 ¹H NMR确认. 初步的生物活性测定结果表明, 大部分目标化合物对植物病原菌有很好的抑制作用, 其中化合物E3和E8的抑菌效果优于对照药三唑酮.



含乙撑桥键二苯炔四环液晶的合成及性能

陈然, 安忠维, 陈新兵, 陈沛

2014, 35(7):  1433-1438.  doi:10.7503/cjcu20131233

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以4-烷基反式环己基甲酸为原料, 经格氏、 黄鸣龙、 碘代及“一锅法”Sonogashira偶联等反应, 制备了10个含乙撑桥键二苯炔四环液晶化合物, 其结构经IR, NMR和MS确认. 利用差示扫描量热仪(DSC)、 偏光显微镜(POM)和阿贝折光仪对目标化合物进行了性能测试. 结果表明, 目标化合物具有高清亮点(220~240 ℃)、 宽向列相区间(59.6~99.6 ℃)和大光学各向异性(Δn>0.3), 其性能可满足液晶光学的应用要求.



D-π-A型三联吡啶衍生物的合成及光学性质

高远浩, 潘瑞龙, 田玉鹏, 李静, 郑直

2014, 35(7):  1439-1444.  doi:10.7503/cjcu20131226

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以4'-(4-甲苯基)-2,2'∶6',2″-三联吡啶为电子受体(A)基元, 通过Wittig反应引入电子给体(D)基元, 合成了2个新的D-π-A型三联吡啶衍生物; 研究了其单、 双光子吸收荧光特性, 并通过量子化学计算从结构角度进行了解释. 目标产物的荧光量子产率(Ф)最高达到0.45, 双光子吸收截面(δ₂)最大达406 GM.



1,4-双[3-脂肪基/苯基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑-6-基]芳基衍生物的合成与生物活性

张成路, 孙丽杰, 武飞宇, 曲瑞峰, 朱长安, 王雪, 柴金华, 国阳, 胡雪

2014, 35(7):  1445-1450.  doi:10.7503/cjcu20131194

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在三氯氧磷催化下, 6种3-脂肪基-1,2,4-三唑(1a~1f)和3-苯基-1,2,4-三唑(1g)分别与对苯二甲酸和2-氨基-1,4-对苯二甲酸发生环化反应, 高产率合成了14种双枝三唑并噻二唑稠环衍生物(2和3), 并对其进行了结构表征及药物活性测试. 目标化合物对Cdc25B和PTP1B抑制活性筛选结果表明, 化合物2f, 3a和3g对Cdc25B有较高的抑制活性, IC₅₀值分别为(3.45±0.60), (0.69±0.10)和(1.52±0.19) μg/mL; 化合物3a和3b对PTP1B表现出较高的抑制活性, IC₅₀值分别为(0.98±0.13)和(2.00±0.16) μg/mL.



新型瑞香酮类似物的合成及杀菌活性

谢瑞龙, 宋越, 杨新玲, 汪梅子, 凌云

2014, 35(7):  1451-1457.  doi:10.7503/cjcu20131138

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以瑞香狼毒中分离的天然产物(E)-1,5-二苯基-2-烯-1-戊酮(A)为先导, 引入色酮片段设计合成了15个新型的瑞香酮类似物, 其结构均经IR, ¹H NMR, ¹³C NMR及元素分析或HRMS确证. 杀菌活性测试结果表明, 在100 mg/mL浓度下, 部分化合物的杀菌活性优于先导化合物A, 其中化合物6d对水稻纹枯病菌和黄瓜灰霉病菌的抑制率分别为87%和86%, 与对照药剂苯醚甲环唑相当, 值得进一步优化研究.



水相介质中碳酸钾/硫脲联合促进邻位氨基溴转变成α,β-脱氢氨的研究

陈战国, 王英杰, 刘德娥, 刘亚丽, 李亚男, 王丹, 葛淼

2014, 35(7):  1458-1464.  doi:10.7503/cjcu20131129

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建立了在水相介质中, 在碳酸钾/硫脲联合促进下, 具有邻位氨基溴的酯和邻位氨基溴的酮在室温下发生溴化氢消除反应, 高收率地制备α,β-脱氢氨(功能化烯胺)的新方法. 共考察了23种不同结构α,β-邻位氨基溴的酯和α,β-邻位氨基溴的酮的反应情况, 证明该方法具有广泛的适应性. 实验发现, 无论底物为α-氨基-β-溴结构还是α-溴-β-氨基结构, 反应过程中都要经过一个氮丙啶过程, 而氮丙啶的开环是区域专一的, 因此产物具有区域专一性(烯键上的氨基均处在羰基的α-位). 所有产物的结构均经过核磁共振波谱及高分辩率质谱确证. 克量级放大实验结果表明, 该方法具有一定的用于工业化生产的可行性.



白杨素甘氨酸类化合物的合成及抗癌活性

宋秀道, 何军, 马锦, 刘运美, 郑兴, 雷小勇, 郭玉

2014, 35(7):  1465-1470.  doi:10.7503/cjcu20131126

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以白杨素为起始原料, 通过卤代和水解反应制得中间产物7-O-羧烷基化的白杨素衍生物(6~9); 然后以1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDCI)、 1-羟基苯并三氮唑(HOBt)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化体系, 4个中间产物分别与甘氨酸甲酯盐酸盐进行酰胺缩合反应, 制得白杨素甘氨酸甲酯类化合物12~15; 化合物12~15在pH=10~11和室温下水解得到相应的白杨素甘氨酸类化合物(16~19). 所有目标化合物的结构均经 ¹H NMR, ¹³C NMR, IR以及MS确认. 以顺铂为阳性对照药物, 采用噻唑蓝比色(MTT)法检测了目标化合物对人肝癌细胞HepG2和人胃癌细胞MGC-803的体外增殖抑制作用. 结果表明, 目标化合物14~16, 18和19的体外抗肿瘤活性明显强于白杨素, 且化合物18(IC₅₀=4.36 μmol/L)对MGC-803细胞的增殖抑制作用强于阳性药物顺铂(IC₅₀=4.40 μmol/L).



物理化学

卤素、 氰基及N原子修饰对四硫富瓦烯衍生物载流子传输性质影响的理论研究

李倩, 耿允, 段雨爱, 王光宇, 苏忠民

2014, 35(7):  1471-1479.  doi:10.7503/cjcu20140210

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基于密度泛函理论结合跳跃模型和能带理论研究了氟、 氯、 氰基和N原子的引入对四硫富瓦烯(TTF)衍生物载流子传输性质的影响. 计算结果表明, 嵌N修饰会降低分子重组能, 特别是当N原子靠近TTF主体环时作用更明显. 与引入卤素修饰相比, 引入氰基修饰的分子具有更小的电子和空穴重组能及更低的前线分子轨道(FMO)能级. 同时迁移率的计算结果显示, 分子6具有1.15 cm²·V^-1·s^-1的高电子迁移率, 考虑其较低的LUMO能级, 推测其有望成为潜在的优异电子传输材料, 而相似的电子和空穴迁移率使分子2有望成为潜在的双极性传输材料. 同时还考察了S和N原子之间的弱相互作用, 当S或N原子对分子HOMO(或LUMO)有贡献时, 其相应的空穴(或电子)传输能力会有所提高.



光量热法初探甲基橙光催化原位降解过程

李星星, 黄在银, 范高超, 吴烨楠, 谭学才

2014, 35(7):  1480-1483.  doi:10.7503/cjcu20140176

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通过在室温下还原前驱体制备了Ag@AgCl催化剂, 并利用X射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对产物进行表征. 设计了新型光化学-微热量系统, 用该系统获得了Ag@AgCl光催化降解甲基橙实时、 在线的热力学和动力学瞬态信息. 研究结果表明, 该降解过程首先经历吸热再迅速进入放热阶段, 最后曲线恒定于一个长的放热平台, 计算得到ab, ac和ad段的热效应分别为-0.2609, 2.5845和40.7289 J, 放热平台cd的平均速率为2.581 mJ/s, 并详细探讨了该过程的微观降解机制.



两性离子自组装仿生表面的制备、 表征及抗黏附性能

吴雅露, 李光吉, 刘云鸿, 陈达杨

2014, 35(7):  1484-1491.  doi:10.7503/cjcu20140160

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设计与合成了磺酸甜菜碱型的两性离子化合物: N,N-二甲基氨甲酸乙酯基丙基三乙氧基硅烷磺酸内盐(SiNNS), 利用红外光谱(FTIR)和氢核磁共振波谱(¹H NMR)对其分子组成与结构进行了表征. 通过自组装技术将SiNNS分子构筑在玻璃基材表面, 形成了模拟细胞外层膜的仿生表面. 利用原子力显微镜(AFM)、 X光电子能谱(XPS)和接触角测量仪对表面的形貌特征、 化学组成和润湿性进行了表征. 以空白玻璃为对照样品, 研究了这一表面的防雾性能和抗细菌黏附性能. 结果表明, 所制备的两性离子自组装仿生表面具有超亲水性和水下超疏油特性, 其水滴接触角为9.2°, 水下油滴接触角接近180°; 与对照样品相比, 两性离子自组装表面具有优异的防雾性与抗细菌黏附性.



DNA碱基(对)及其Zn²⁺复合物对CO₂,N₂,H₂小分子的吸附

师帅, 黄曦明, 艾洪奇

2014, 35(7):  1492-1499.  doi:10.7503/cjcu20140137

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用M062X/6-31+G^*方法探讨了腺嘌呤(A)、 胸腺嘧啶(T)、 鸟嘌呤(G)、 胞嘧啶(C)及其碱基对(AT, GC)以及Zn²⁺复合物(AAA-Zn²⁺, AAT-Zn²⁺和GGC-Zn²⁺)对混合小分子H₂, N₂, CO₂的吸附情况, 系统研究了其相互作用模式及吸附强度, 预测了常见混合气体分子与碱基(对)及复合物的吸附位置. 研究表明, CO₂倾向于以氢键的形式结合到碱基(对)的氨基氢或亚氨基氢上, 而N₂和H₂分子则倾向于结合到这些碱基(对)的平面π电子上, 以堆垛的形式存在. 根据吸附强度大小, 预测了由这些碱基为骨架合成的金属有机骨架(MOF)吸附材料对小分子的选择性吸附顺序为H₂<N₂<CO₂. 研究表明, 以AT对结合金属Zn²⁺为节点的纯天然碱基对构成的MOF要比实验合成的AA碱基对与Zn²⁺结合的MOF具备更好的吸附和分离性能.



9-氨基奎宁催化剂催化1-溴代硝基甲烷和亚苄基丙酮的共轭加成反应的理论研究

姜海洋, 冯伟, 孙艳伟, 齐乔芳, 田宏伟, 刘慧玲, 黄旭日

2014, 35(7):  1500-1509.  doi:10.7503/cjcu20140136

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通过密度泛函理论(DFT) B3LYP, M062X和从头算方法MP2, 给出了9-氨基奎宁作为有机催化剂和苯甲酸作为辅助催化剂催化1-溴代硝基甲烷与亚苄基丙酮的不对称共轭加成反应的详细反应机理. 反应过程主要包括3个阶段: (1) 亚胺离子中间体的形成; (2) 亚胺离子与1-溴代硝基甲烷的亲核加成; (3) 水解并伴随催化剂的还原. 计算结果不仅解释了苯甲酸加合物在亚胺离子形成过程中所起的重要作用, 而且提供了一般反应模型以理解这个共轭加成反应的反应机理和对映选择性.



磁性介孔纳米粒子的制备及对抗癌药紫杉醇的传输

张卓琦, 耿浩然, 宣瑞飞, 陈敏敏, 陈辉, 刘爱辉, 曹希传

2014, 35(7):  1509-1514.  doi:10.7503/cjcu20140122

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以十六烷基溴化铵(CTAB)为结构导向剂, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 在碱性环境下经过自组装过程对单分散性磁性Fe₃O₄纳米粒子进行包覆, 制备出磁性硅基介孔纳米粒子Fe₃O₄@SiO₂. 结合X射线衍射、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附等技术对Fe₃O₄@SiO₂粒子进行表征. 结果表明Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子具有球形形貌, 平均直径约为150 nm, 蠕虫状介孔结构, 比表面积为932 m²/g, 孔径为2.5 nm且分布较均匀, 包覆后Fe₃O₄的结构得以保持, 同时材料具有很好的磁响应能力. 以抗癌药紫杉醇(Paelitaxel, TXL)为模型药物进行负载, 实验结果表明, Fe₃O₄@SiO₂对TXL的负载能力为80 mg/g, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对TXL的缓释时间持续120 h以上, 累积释放量达到30 mg/g. 通过噻唑蓝比色(MTT)法测量了TXL-Fe₃O₄@SiO₂粒子对体外培养的HeLa细胞的细胞毒性, 与相同浓度的TXL相比, TXL-Fe₃O₄@SiO₂对HeLa细胞的抑制率明显增高.



离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H₂S及再生性能

马云倩, 王睿

2014, 35(7):  1515-1522.  doi:10.7503/cjcu20140108

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将5种离子液体[Bmim]HCO₃, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF₄分别与N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液混合, 得到新型复配脱硫剂, 考察了离子液体的消泡性能和复配脱硫剂在不同离子液体、 吸收温度以及复配比例下的脱硫性能, 并且对较优脱硫剂进行了再生性能的研究. 采用离子色谱仪对经臭氧深度处理的再生液进行了S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}离子浓度测试, 并对脱硫剂进行了密度泛函理论研究, 从而进一步分析了吸收机理. 结果表明, 室温下复配脱硫剂脱硫能力大小顺序为[Bmim]Cl-MDEA-H₂O>[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O>[Bmim]BF₄-MDEA-H₂O>MDEA-H₂O>[TMG]L-MDEA-H₂O>[MEA]L-MDEA-H₂O. 离子液体与MDEA结合的稳定性为主要影响因素, [Bmim]HCO₃的消泡能力最强, [Bmim]Cl-MDEA-H₂O, [Bmim]BF₄-MDEA-H₂O和[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O脱硫剂可以通入空气获得基本再生, H₂S与离子液体的结合越稳定, 脱硫效率越高, 但脱硫剂的再生程度会降低.



Ag⁺/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料的制备及可见光催化性能

邵克让, 李建娇, 安兴才, 雷自强, 苏碧桃

2014, 35(7):  1523-1528.  doi:10.7503/cjcu20140065

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借助棉花纤维模板, 采用两步法制备了Ag⁺/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料, 并利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对其进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应, 考察了银修饰量(摩尔分数, 0~1.50%)对ZnO纳米结构纤维材料光催化性能的影响. 结果表明, 利用模板辅助的两步法制备了Ag⁺-Ag共修饰的ZnO多孔纳米结构纤维材料Ag⁺/Ag/ZnO, Ag⁺和Ag通过改变ZnO的晶胞结构、 光吸收特性及形貌等影响其光催化性能; 在可见光条件下, Ag⁺/Ag/ZnO的催化性能优于纯ZnO, 且与修饰量有关.



有机溶剂/缓冲液双相体系中固定化Acetobacter sp.CCTCC M209061细胞催化1-(4-甲氧基)-苯基乙醇不对称氧化反应

程景, 娄文勇, 宗敏华

2014, 35(7):  1529-1535.  doi:10.7503/cjcu20140058

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在有机溶剂/缓冲液双相体系中, 利用固定化醋酸杆菌Acetobacter sp.CCTCC M209061细胞高对映体选择性地催化1-(4-甲氧基)-苯基乙醇(MOPE)的不对称氧化反应, 成功地拆分外消旋MOPE得到对映体纯(S)-MOPE. 与游离细胞相比, 固定化细胞催化反应速度有所降低, 但其稳定性(包括操作稳定性、 热稳定性和储藏稳定性)明显提高. 固定化细胞连续使用10批次(每批次12 h)后, 仍能保留其初始催化活性的58%以上, 而游离细胞仅保留约20%的相对活性. 在所考察的不同有机溶剂中, 正己烷不仅能较好地溶解底物, 而且对细胞的生物相容性相对较好, 因而提高了反应底物浓度、 反应初速度、 对映体回收率及残留底物e.e.值, 是反应体系中最适宜的有机相. 该反应的最适宜正己烷体积分数为60%, 辅底物为50 mmol/L丙酮, 底物浓度为40 mmol/L, 缓冲液pH=6.5, 反应温度为30 ℃; 在此条件下, 反应初速度为80.4 μmol/min, 反应12 h后, 对映体回收率和残留底物e.e.值分别为51.0%和99.9%, 明显好于水单相反应体系.



超支化分子桥联水杨醛亚胺镍配合物的合成及对乙烯齐聚反应的催化性能

王俊, 杨光, 李翠勤, 施伟光

2014, 35(7):  1536-1540.  doi:10.7503/cjcu20131299

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合成了一种具有超支化结构的新型水杨醛亚胺配体及其Ni(Ⅱ)配合物, 利用元素分析、 电喷雾电离质谱(ESI-MS)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)、 氢核磁共振谱(¹H NMR)和碳核磁共振谱(¹³C NMR)对其结构进行了表征. 以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 考察了超支化水杨醛亚胺镍配合物对乙烯齐聚反应的催化活性及聚合条件(Al/Ni摩尔比、 聚合温度)对催化剂活性及聚合产物分布的影响. 结果表明, 在反应温度为25 ℃、 Al/Ni摩尔比为500时, 该催化剂的活性最高达到5.59×10⁵ g/(mol Ni·h), 得到的聚合产物为全馏分烯烃, 其中高碳烯烃C₁₀~C₁₈的含量最高达91%.



Ag/mSiO₂空心微球的制备及SERS标记性能

任志宇, 李忠涛, 杜世超, 吴君, 孔令俊, 付宏刚

2014, 35(7):  1541-1545.  doi:10.7503/cjcu20131252

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以聚苯乙烯微球为模板, 经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子; 以正硅酸乙酯为硅源, 在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO₂)可控包覆, 去除模板得到Ag/mSiO₂空心微球. 透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附分析结果表明, SiO₂壳层厚度约为20 nm, 介孔孔径为2.1 nm, 孔道分布均匀. 进一步利用虹吸作用使对巯基苯胺(4-ATP)分子进入微球内与Ag粒子结合, 构建表面增强拉曼散射(SERS)标记材料. SERS测试结果表明, 该标记材料检测限达到10^-7 mol/L, SERS增强因子达到3.7×10⁵.



磺化石墨烯/活性炭复合电极的制备及其不对称电容器脱盐

卢淼, 刘建允, 王世平, 程健

2014, 35(7):  1546-1552.  doi:10.7503/cjcu20131177

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在还原剂NaBH₄存在下, 采用对氨基苯磺酸重氮盐与氧化石墨(GO)表面共价键合制备磺化石墨烯(GP-SO₃H). 傅里叶变换红外光谱(FTIR)证明磺酸基团在石墨烯表面接枝. 采用扫描电子显微镜(SEM)研究了磺化石墨烯的表面形貌. 以磺化石墨烯为添加剂, 制备了磺化石墨烯/活性炭(GP-SO₃H/AC)复合电极. 循环伏安及阻抗分析结果表明, 该复合电极的电容特性及导电性有明显改善. 以活性炭电极为对电极组装了不对称电容器(GP-SO₃H/AC|AC), 研究了该不对称电容器的电化学脱盐性能. 与对称电容器(AC|AC)相比, 不对称电容器中由于电极内磺酸基团对反离子的屏蔽作用, 电容器的电流效率达到89.4%以上, 脱盐量提高2.4倍, 单个循环脱盐量达到10.87 mg/g.



高分子化学

高分子量立构复合结晶的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物

李伟, 马艳, 李远翔, 范仲勇

2014, 35(7):  1553-1558.  doi:10.7503/cjcu20140301

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以三枝化低不饱和度聚环氧丙烷(PPO)引发D-丙交酯(D-LA)逐步开环聚合, 合成了三枝化聚环氧丙烷-聚右旋乳酸(PPO-PDLA)共聚物. 用辛酸亚锡Sn(Oct)₂与PPO-PDLA端羟基反应进行Sn(Oct)封端, 制备了三枝化PPO-PDLA-Sn(Oct)预聚物. 再于130 ℃下, 以其作为大分子引发剂与L-丙交酯(L-LA)开环聚合, 合成了分子量>10⁵的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物. 活性端基的引入, 降低了聚合反应温度, 从而降低了聚合中的酯交换或热降解反应发生的概率. 实现了高分子量PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物的合成. 结构测试结果表明, 合成的嵌段共聚物具有分子结构易控及立构规整度高等特点. 在结晶-熔融-再结晶重复热处理下, 三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物仅发生立构复合聚乳酸结晶, 且结晶能力稳定.



α-二亚胺镍(Ⅱ)催化甲基丙烯酸甲酯聚合

张丹枫, 李森, 于文, 孟兼冈

2014, 35(7):  1559-1564.  doi:10.7503/cjcu20140298

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以4种不同结构的α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂[(t-Bu)—N CH—CH N—(t-Bu)]NiBr₂(C1), [C₆H₅—N C(Me)—C(Me) N—C₆H₅]NiBr₂(C2), [(2,6-C₆H₃(Me)₂)—N C(Me)—C·(Me) N—(2,6-C₆H₃(Me)₂)]NiBr₂(C3)和[(2,6-C₆H₃(i-Pr)₂)—N C(An)—C(An) N—(2,6-C₆H₃(i-Pr)₂)]NiBr₂(An=acenaphthyl)(C4), 在甲基铝氧烷(MAO)作用下, 对甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行催化聚合. 以C2为模型催化剂系统研究了Al/Ni摩尔比、 单体浓度、 聚合温度、 聚合时间和反应溶剂对催化活性及聚合物分子量的影响. 在较适合的聚合条件(催化剂用量为1.6 μmol, Al/Ni摩尔比为800, MMA浓度为2.9 mol/L, 甲苯为溶剂, 聚合温度为 60 ℃, 聚合时间为4 h)下, 讨论了催化剂结构对催化活性和聚合物分子量的影响. 研究发现, 催化剂C1~C3催化MMA聚合均得到富含间规结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA). 催化剂结构中空间位阻增大导致催化活性降低, 空间位阻最小的 C1催化活性最高[达107.8 kg/(mol Ni·h)]; 而空间位阻最大的C4催化活性仅为7.8 kg/(mol Ni·h). 催化剂结构中给电子效应增加有利于催化活性及聚合物分子量的增加. C2催化活性为62.5 kg/(mol Ni·h), 所得聚合物的分子量为5.0×10⁴; 而具有较强给电子效应的C3催化活性达到96.9 kg/(mol Ni·h), 并得到更高分子量的聚合物(7.6×10⁴).



高分子量聚合物对溶剂诱导低分子量聚合物薄膜去润湿动力学的影响

刘惠, 郑以松, 石彤非

2014, 35(7):  1565-1569.  doi:10.7503/cjcu20140278

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采用偏光显微镜及椭偏仪等研究了单分散低分子量聚苯乙烯(PS)薄膜、 单分散高分子量PS薄膜以及将二者按不同质量比共混制备的PS薄膜, 在室温下用丙酮溶剂诱导其去润湿的过程. 实验发现, 按不同质量比共混的PS薄膜的去润湿动力学与单分散的PS薄膜去润湿动力学有较大区别. 按不同质量比共混的PS薄膜, 低分子量的PS更易于富集在薄膜的表面, 其去润湿的速度介于单分散低分子量PS薄膜与单分散高分子量PS薄膜的去润湿速度之间. 但共混薄膜的去润湿速率并非随着高分子量PS的加入呈现单调的变化, 这是由大量接触分子的形成抑制了去润湿所致.



基于含苯硼酸聚合物的双响应性胶束

孙小成, 杨浩, 王建祖, 马如江, 安英丽, 史林启

2014, 35(7):  1570-1578.  doi:10.7503/cjcu20140270

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分别合成了苯硼酸修饰的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚(天冬氨酸-co-天冬酰氨基苯硼酸)[PEG-b-P(Asp-co-AspPBA)]和含有二硫键及多元二醇的小分子3,3'-二硫代二[1,2(S)-丙二醇](DTBPD). 以DTBPD为小分子交联剂, 通过二醇单元与苯硼酸之间的共价酯化作用, 诱导PEG-b-P(Asp-co-AspPBA)自组装形成以苯硼酸环酯为核、 PEG为壳的交联胶束. 利用核磁共振氢谱和激光光散射对胶束的结构进行了表征, 并分别测定了该胶束在葡萄糖和氧化-还原试剂二硫苏糖醇(DTT)刺激下的响应行为. 结果表明, DTBPD可与聚合物链上的苯硼酸形成苯硼酸环酯, 通过交联作用诱导聚合物形成胶束. 交联度不同时, 胶束对于外界刺激(葡萄糖和DTT的响应行为也不同: 随着DTT和葡萄糖浓度的增加, 交联度高的胶束只发生响应性溶胀, 交联度低的胶束则先溶胀, 之后溶胀程度较大的部分胶束则发生解体, 导致胶束的平均粒径减小.



Patchy粒子聚集的统计力学研究

洪晓钟, 顾芳, 李江涛, 王海军

2014, 35(7):  1579-1583.  doi:10.7503/cjcu20140174

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应用统计力学原理对A_aB_b型Patchy粒子的聚集过程进行研究, 考察了典型平均物理量在聚集过程中的变化情况. 首先基于配分函数导出体系的平衡自由能及描述Patchy粒子之间联接作用的质量作用定律, 进而获得团簇的数量分布函数. 进一步给出Patchy团簇的数均和重均聚合度以及物理凝胶化条件, 探讨了凝胶化区域与Patchy粒子数之间的依赖关系. 同时给出Patchy团簇生长的微分动力学方程, 并进行了相应的Monte Carlo模拟. 本文旨在揭示Patchy粒子的内在和外在因素对体系聚集态结构的影响, 为实现对Patchy粒子体系的有效调控提供理论依据.



金属有机骨架材料/聚酰亚胺混合基质膜的制备及气体分离性能

段翠佳, 曹义鸣, 介兴明, 王丽娜, 袁权

2014, 35(7):  1584-1589.  doi:10.7503/cjcu20140076

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合成了3种不同结构、 粒径和气体吸附性能的金属有机骨架材料(MOFs): 微米级Cu₃(BTC)₂、 亚微米级ZIF-8和S-Cu₃(BTC)₂. 氮气吸附等温线分析结果表明, ZIF-8和Cu₃(BTC)₂具有较大比表面积(1653和1439 m²/g), S-Cu₃(BTC)₂的比表面积为171.4 m²/g. 用共混法将MOFs直接引入聚酰亚胺中制备了MOFs/聚酰亚胺混合基质膜(MMMs). X射线衍射(XRD)和全反射红外光谱(FTIR-ATR)分析结果表明, MOFs在混合基质膜中保持物理和化学稳定. 气体渗透测试结果表明, MOFs的加入使膜的气体渗透分离性能明显提高, S-Cu₃(BTC)₂使渗透系数增加了1.75倍; ZIF-8和Cu₃(BTC)₂使渗透系数增加了3倍左右; 同时, 膜的气体分离系数变化很小.



CMC-g-DNA接枝共聚物的合成与表征

李敏, 邢朝晖, 田艳芝, 姜勇

2014, 35(7):  1590-1595.  doi:10.7503/cjcu20140045

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在磷酸盐缓冲溶液中用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化羧甲基纤维素钠(CMC)侧链上的羧基; 在室温下再将活化的CMC与5'端经氨基修饰的单链脱氧核糖核酸(DNA)齐聚物(ODNs)反应, 获得CMC上接枝ODNs的共聚物(CMC-g-ODNs), 以Lambda DNA为模板, 通过聚合酶链式反应(PCR), 将接枝的ODNs扩增为长度为1300个碱基对的双链DNA, 从而制得CMC侧链上接枝DNA的共聚物CMC-g-DNA. 采用傅里叶红外光谱仪测定CMC与NHS形成的中间体; 用水平式琼脂糖凝胶电泳和垂直板变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对CMC-g-DNA接枝共聚物进行表征. 结果表明, 合成了CMC-g-DNA接枝共聚物, 且在酸性条件下CMC的活化效果更好; 同时, 接枝在CMC上的DNA在琼脂糖凝胶电泳中迁移速率加快, 而在聚丙烯酰胺凝胶电泳中迁移速率减慢.



聚乙烯四唑型螯合树脂及其对重金属离子的吸附性能

陈佑宁, 高莉, 贺茂芳, 卫引茂

2014, 35(7):  1596-1602.  doi:10.7503/cjcu20140029

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采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法将丙烯腈(AN) 接枝到氯甲基化聚苯乙烯树脂(PS-CH₂Cl) 表面, 再与叠氮化钠进行3+2环加成反应, 制备了一种聚乙烯四唑型螯合树脂(PVT-g-PS). 用红外光谱和元素分析对PVT-g-PS树脂进行了表征, 考察了该树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能. 在一定聚合时间范围内, 丙烯腈接枝率与SI-ATRP时间呈线性关系, 树脂表面四唑含量及树脂对金属离子的吸附容量随丙烯腈接枝率增大而增大, 说明丙烯腈在树脂表面聚合为活性可控聚合, 树脂表面功能团含量和树脂吸附容量可以用聚合时间调控. 通过分析树脂吸附容量与溶液pH值的关系、 吸附等温线和吸附动力学, 证明3种金属离子的吸附主要是基于配位作用的化学吸附. 当SI-ATRP时间为10 h时, 树脂对Pb(Ⅱ), Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附容量高达1.57, 1.68和1.92 mmol/g. 经过10次吸附-解吸循环实验, 树脂的吸附容量无显著变化, 表明新型树脂具有较高的吸附量和良好的重复使用性.



氟尿嘧啶-壳寡糖/硒纳米微球的制备及抑制肿瘤细胞生长活性

童春义, 唐凤霞, 刘斌, 廖红东, 刘选明

2014, 35(7):  1603-1607.  doi:10.7503/cjcu20131141

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为研究抗肿瘤药物与辅药负载于同一药物载体的作用效果, 首先以壳寡糖和广谱抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)为原料通过化学键合合成氟尿嘧啶-壳寡糖前体, 然后以其为模板通过溶胶-凝胶法制备了同时负载氟尿嘧啶和硒纳米颗粒的壳寡糖微球. 采用透射电子显微镜(TEM)、 Zeta电位仪和红外光谱(IR)对制备的微球进行了表征, 结果表明, 微球粒径为433 nm, 硒纳米颗粒包裹在微球内; 对微球包裹药物进行检测发现, 5-Fu装载率为(8.2±0.3)%, 硒装载率为(7.96±0.34)%; 体外缓释检测和细胞实验结果证实, 微球能够缓慢释放2种药物, 其缓释作用能很好地抑制肝癌细胞SMMC-7721的生长.



自组装辅助聚合法制备纤维素基温度/pH双敏感性荧光纳米凝胶

李祯珍, 周淑彦, 窦红静, 孙康

2014, 35(7):  1608-1614.  doi:10.7503/cjcu20131103

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通过自组装辅助的一步法制备了具有温度和pH双重响应性的荧光纳米凝胶(FNG). 首先设计制备了一种水溶性含双键的荧光单体5-丙烯酰胺荧光素(5-AAF), 在水溶性纤维素醚——羟丙基纤维素(HPC)主链上引发5-AAF的接枝共聚, 同时由于5-AAF的疏水作用力诱导共聚物发生自组装, 并通过双官能团交联剂亚甲基二丙烯酰胺(MBA)的加入使自组装纳米聚集体交联, 从而一步制得具有环境响应性的FNG, 该过程在水相中进行, 具有高效、 “绿色”的优点. 研究结果表明, 改变合成过程中HPC的分子量可调控所得FNG的环境响应性. 对FNG环境响应性的研究表明, FNG链段上的亲疏水基团及与水分子间的氢键作用是影响凝胶温度响应性的主要因素. 此外, FNG的荧光在中性及碱性溶液中显著加强, 在酸性溶液中迅速猝灭. 由于FNG的荧光信号对温度和pH的显著敏感性, 且具有较低的细胞毒性, 因此在荧光标记生物检测及生物微环境的温度/pH检测等领域具有广泛的应用前景.