解析生物分子的結構,有助于理解生物分子在生物體內的作用機制,針對不同生物分子作用機制的不同,可以進一步開展相應疾病防治、藥物設計、藥物控制釋放等研究。最常用的解析生物分子結構的方式是進行單晶衍射,需要提供衍射性能優(yōu)異的單晶。然而,生物分子結晶一般較困難,傳統(tǒng)的生物分子結晶方式存在原料樣品需求量大,難以獲得大尺寸晶體,晶體產品受操作條件影響大、成功率低等問題,因此,急需開發(fā)新型生物分子結晶技術。水凝膠膜具有生物相容性、高含水量、柔性等特性,有望在溶液中提供穩(wěn)定的濃度場,可控調節(jié)界面?zhèn)鬟f性質和結晶微環(huán)境,實現(xiàn)高效結晶。本文首先使用PP膜作為基膜,選用AA、HEMA、NIPAM、MAA作為單體,PEGDA、PEGDMA、EGDMA為交聯(lián)劑,在紫外光照下進行交聯(lián)反應,使用孔隙填充法制備8種水凝膠復合膜。接觸角實驗表明,水凝膠層能顯著降低異相成核能,促進成核。進一步,通過NaCl液滴蒸發(fā)實驗表明,部分水凝膠材料對晶體形貌有調控作用,能得到尺寸更大、形貌更佳、尺寸均勻的晶體。篩選出調控結晶性能好的NIPAM-PEGDA（摩爾比1:2）復合膜。為避免基膜PP對凝膠調控結晶作用的影響,在此基礎上,制備... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

晶體成核的分類[19]

對于在過飽和體系中初級成核而言,溶液中的溶質以一定的吸附或脫附速率相互碰撞,可逆的結合成有序的聚集體(cluster),當聚集體中溶質數(shù)目的達到某一個臨界值時,聚集體和溶液在熱力學上就建立了相平衡關系,形成穩(wěn)定的晶核,隨后進一步發(fā)展為晶體,這一過程如圖1.2所示。在19世紀Gibbs在熱力學上對上述的過程進行了分析,Gibbs認為聚集體的形成所需要的自由能()由兩部分組成,一部分是代表聚集體與溶液中的溶質粒子自由能之差的相變自由能(),另一部分是代表聚集體表面和主體溶液的自由能之差的界面自由能()。表示為公式(1.1):

因為固相比液相更穩(wěn)定,因此相變自由能是負值,且隨聚集體中溶質分子數(shù)的增大而更小(絕對值更大)。隨著聚集體內溶質分子數(shù)的增大,聚集體表面積增大,界面自由能也增大。相變自由能和界面自由能呈現(xiàn)相互競爭的關系,如圖1.3所示。當聚集體中溶質分子數(shù)達到某一數(shù)目,使得聚集體的半徑達到臨界半徑時,聚集體的形成所需要的自由能達到最大值,即。在此之后,聚集體尺寸的增大能降低體系自由,可以自發(fā)進行,直到最終形成晶體。依托于一定的預先假定和合理地簡化建立的經(jīng)典成核理論,從熱力學的角度出發(fā),將分子層面的成核與晶體的宏觀生長聯(lián)系到了一起,促進了人們對晶體生長和晶體形態(tài)學的認識。然而,它建立在理想假設的基礎上,本身存在局限,不能解釋晶體成核過程中的一些現(xiàn)象,例如:(1)CNT判斷聚集體能否形成晶核,僅看聚集體的尺寸,這無法解釋從同樣組成的溶液中為什么能獲得不同晶型、晶習的晶體。(2)CNT認為晶體是由一個個單個的分子聚集而成,實際上形成晶體也可能是二聚體或多聚體聚集而成。(3)CNT認為在聚集體形成的時候,聚集體內的溶質分子就完成了排序,形成與晶體一樣的結構。即溶質分子的聚集和三維規(guī)則結構變化是同時發(fā)生的。實際上,聚集體內分子的排布結構可能與最終晶體結構不同,可能存在類似化學反應中過度態(tài)的中間結構。因此在實驗和模擬結果的基礎上研究者提出了兩步成核理論,這一理論一經(jīng)提出就受到廣泛關注。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]環(huán)境刺激響應型高強度智能水凝膠研究進展[J]. 劉壯,謝銳,巨曉潔,汪偉,褚良銀.  化工進展. 2016(06)
[4]互穿網(wǎng)絡聚合物水凝膠的制備及其吸附研究進展[J]. 張敏,李碧嬋,陳良壁.  化工進展. 2015(04)
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博士論文
[1]溶液結晶中L-谷氨酸成核與晶型轉變機理的分子模擬與實驗研究[D]. 梁珊珊.華東理工大學 2016
[2]膜結晶法結晶蛋白質的研究[D]. 張新妙.北京化工大學 2007

碩士論文
[1]冷卻結晶制備高純車用尿素過程研究[D]. 李盼.大連理工大學 2017



本文編號：3505088