解析生物分子的結(jié)構(gòu),有助于理解生物分子在生物體內(nèi)的作用機制,針對不同生物分子作用機制的不同,可以進(jìn)一步開展相應(yīng)疾病防治、藥物設(shè)計、藥物控制釋放等研究。最常用的解析生物分子結(jié)構(gòu)的方式是進(jìn)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(jié)晶一般較困難,傳統(tǒng)的生物分子結(jié)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(chǎn)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(jié)晶技術(shù)。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(diào)節(jié)界面?zhèn)鬟f性質(zhì)和結(jié)晶微環(huán)境,實現(xiàn)高效結(jié)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(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),使用孔隙填充法制備8種水凝膠復(fù)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(jìn)成核。進(jìn)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(diào)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(diào)控結(jié)晶性能好的NIPAM-PEGDA（摩爾比1:2）復(fù)合膜。為避免基膜PP對凝膠調(diào)控結(jié)晶作用的影響,在此基礎(chǔ)上,制備... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)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(xué)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(zhì)以一定的吸附或脫附速率相互碰撞,可逆的結(jié)合成有序的聚集體(cluster),當(dāng)聚集體中溶質(zhì)數(shù)目的達(dá)到某一個臨界值時,聚集體和溶液在熱力學(xué)上就建立了相平衡關(guān)系,形成穩(wěn)定的晶核,隨后進(jìn)一步發(fā)展為晶體,這一過程如圖1.2所示。在19世紀(jì)Gibbs在熱力學(xué)上對上述的過程進(jìn)行了分析,Gibbs認(rèn)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(zhì)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(fù)值,且隨聚集體中溶質(zhì)分子數(shù)的增大而更小(絕對值更大)。隨著聚集體內(nèi)溶質(zhì)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(guān)系,如圖1.3所示。當(dāng)聚集體中溶質(zhì)分子數(shù)達(dá)到某一數(shù)目,使得聚集體的半徑達(dá)到臨界半徑時,聚集體的形成所需要的自由能達(dá)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(jìn)行,直到最終形成晶體。依托于一定的預(yù)先假定和合理地簡化建立的經(jīng)典成核理論,從熱力學(xué)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(jìn)了人們對晶體生長和晶體形態(tài)學(xué)的認(rèn)識。然而,它建立在理想假設(shè)的基礎(chǔ)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(xí)的晶體。(2)CNT認(rèn)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(rèn)為在聚集體形成的時候,聚集體內(nèi)的溶質(zhì)分子就完成了排序,形成與晶體一樣的結(jié)構(gòu)。即溶質(zhì)分子的聚集和三維規(guī)則結(jié)構(gòu)變化是同時發(fā)生的。實際上,聚集體內(nèi)分子的排布結(jié)構(gòu)可能與最終晶體結(jié)構(gòu)不同,可能存在類似化學(xué)反應(yīng)中過度態(tài)的中間結(jié)構(gòu)。因此在實驗和模擬結(jié)果的基礎(chǔ)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(guān)注。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]智能水凝膠在生物載藥領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 潘玉妹,徐堅,陳強,吳石山.  化工進(jìn)展. 2016(S1)
[3]環(huán)境刺激響應(yīng)型高強度智能水凝膠研究進(jìn)展[J]. 劉壯,謝銳,巨曉潔,汪偉,褚良銀.  化工進(jìn)展. 2016(06)
[4]互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物水凝膠的制備及其吸附研究進(jìn)展[J]. 張敏,李碧嬋,陳良壁.  化工進(jìn)展. 2015(04)
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[7]木瓜蛋白酶動態(tài)膜結(jié)晶的實驗研究[J]. 龐鴻宇,劉麗英,宋恒凱,馬潤宇.  膜科學(xué)與技術(shù). 2010(01)
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博士論文
[1]溶液結(jié)晶中L-谷氨酸成核與晶型轉(zhuǎn)變機理的分子模擬與實驗研究[D]. 梁珊珊.華東理工大學(xué) 2016
[2]膜結(jié)晶法結(jié)晶蛋白質(zhì)的研究[D]. 張新妙.北京化工大學(xué) 2007

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



本文編號：3505088