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藻油脂肪酸与氨基酸体系的自组装行为研究任务书

 2020-05-01 08:39:24  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

分子自组装是”21世纪亟待解决的重大科学问题”之一。在分子层次的化学中,自组装如同化学合成,已成为创造新物质和产生新功能的重要手段,是当今化学发展的一个重要生长点。目前的研究表明,分子自组装[1]过程容易在体相溶液中和二元界面上发生。主要有以下两种情况:(1)溶液中的自组装,通常是由两亲分子[2]在体相溶液中利用非共价相互作用[3]自聚集形成各种复杂的有序组合体[4],如胶束、囊泡、海绵结构和立方结构等。这些两亲分子包括磷脂、表面活性剂、两亲性聚合物和生物大分子等。通过调控分子结构并结合外界条件改变,从而实现两亲分子在溶液中的可控组装,这也是溶液中自组装的研究热点。(2)界面上的自组装[5],通常是由各类分子在气液、气固、液液和固液界面上进行有效地组装和排列,如涉及到LB、呼吸图案、化学吸附等组装技术的界面薄膜的构筑,从而制备出多形态、多功能的薄膜器件[6]。另外,通过自组装技术对生物膜或生物相容性界面精确修饰,有助于深入了解生命体系,并为生物工程材料的构筑提供新的途径。因此,分子自组装在化学、物理学、生物学和材料科学领域的重要性日益增强,成为多学科交叉的研究热点[7]

脂肪酸作为一种表面活性剂[8],其有序聚集体的排列主要受两种作用力控制。一种是疏水尾链间的疏水相互作用,它可以促进表面活性剂分子自发形成有序聚集体;另一种是亲水头基间的静电斥力(离子表面活性剂)或水化层阻力(非离子表面活性剂),造成表面活性剂分子之间的排斥力,抑制表面活性剂分子聚集形成有序聚集体。表面活性剂分子的最终构型与相互作用方式,主要是这两种作用力相互平衡的结果[9]。另外,表面活性剂[10]自身分子的几何形状及其产生的空间体积效应,将最终决定表面活性剂分子有序聚集体的形貌、尺寸以及表面电荷状况。

研究含有二十碳五烯酸[11](EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的混合脂肪酸体系在氨基酸水溶液中的自组装行为,通过绘制其在自组装过程中的相图,pH和电导率的变化曲线,以及其他的一系列参数,以分子自组装的概念和意义以及表面活性剂物理化学的相关知识为基础,重点论述了表面活性剂分子自组装形成的机理和驱动力;并通过表面张力、电导率、流变学等对自组装过程中聚集行为的宏观性质进行了研究;通过冷冻透射电镜、偏光显微镜技术手段对囊泡形成的微观结构进行了表征[12]。这些都为将来把形成的囊泡结构应用于药物载体,奠定了理论基础。

2. 参考文献

[1] 刘海林, 马晓燕, 袁莉,等. 分子自组装研究进展[j]. 材料科学与工程学报, 2004, 22(2):308-311.

[2] 刘燕, 郭荣. 两亲分子有序组合体与生物活性分子的相互作用[j]. 科学通报, 2017(6):486-497.

[3] effect of fatty acids on self-assembly of soybean lecithin systems[j]. colloids and surfaces b: biointerfaces, 2015, 131:21-28.

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3. 毕业设计(论文)进程安排

2018.12.1-12.10

与导师会面,布置论文题目及要求

12.11-12.21

申报毕业设计题目,下达任务书,做好开题前期工作

12.22-2019.1.19

完成外文翻译、文献综述和开题报告

2.25-3.31

完成藻油的皂化反应与自组装反应

4.1-4.30

对实验结果进行分析和表征

5.1-5.25

数据整理,书写论文,制作PPT

5.26-6.3

准备论文答辩

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