- 王雪萍;曹磊;杨军;
鉴于合成高分子材料通常生物学活性不足,通过其表面蛋白吸附构建具有细胞亲和性的活性蛋白界面的研究,已成为近年生物医用高分子材料的研究热点之一。免疫球蛋白IgG的Fc段可以通过疏水相互作用,在疏水材料表面自组装成单分子蛋白层。我们利用基因工程技术制备了人上皮钙黏素蛋白(hE-cadherin)的胞外域和人血管内皮细胞生长因子(hVEGF)分别与免疫球蛋白IgG的Fc段结构域结合为融合蛋白(hE-cad-Fc和hVEGF-Fc)。本研究初步探究了hE-cad-Fc和hVEGF-Fc作为细胞粘附因子和细胞生长因子在聚苯乙烯细胞培养板表面的吸附及其活性蛋白界面的形貌和生物学活性。结果表明,hE-cad-Fc和hVEGF-Fc各自的最佳使用浓度分别为5μg/mL和200ng/mL;hE-cad-Fc和hVEGF-Fc分别以高为(6.5±0.4)nm和(3.0±0.3)nm的纳米棒形成单分子蛋白层;且在3种不同液性环境中(PBS,DMEM/F12和DMEM/F12+10%血清)中具有良好的稳定性。进一步的细胞实验结果表明,该活性蛋白界面显著改善了聚苯乙烯培养板表面的亲水性,同时还提高了人源间充质干细胞的粘附效率,展示了在干细胞扩增领域的良好应用前景。
2020年05期 v.36 385-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 1187K] - 曹香慧;张珍坤;李建垚;郑春熊;叶子涵;吴松海;
金属有机框架(MOF)材料在气体吸附分离与存储、催化、药物投递、吸附降解有机污染物和吸附重金属离子等方面表现出优异的应用潜能,成为近几年广受关注的功能材料。但是MOF材料存在化学稳定性特别是水解稳定性差的缺点,常规方法合成的MOF材料多为多晶粉末形态,机械力学稳定性差且难以加工成型和器件化,这极大地限制了MOF材料的实际应用。为了解决这些不足并推进MOF材料的工业应用,将MOF材料与高分子材料复合成为近几年的研究热点。本工作通过一种简单通用的高分子接枝方法,对MOF多晶纳米颗粒进行高分子接枝以构建MOF@polymer复合纳米粒子。以带有氨基的UiO-66-NH_2纳米颗粒为模板,通过简单的化学改性在MOF表面引入双键作为高分子接枝的反应位点。在单体如苯乙烯和常规引发剂存在下,通过自由基聚合反应,成功在MOF表面接枝修饰上了聚苯乙烯高分子链。对所得高分子接枝的MOF材料采用XRD、SEM、TEM、接触角测量等测试方法进行详细表征。当所接枝的高分子链为疏水性聚合物如聚苯乙烯时,我们还进一步探讨了这类MOF@聚合物的疏水性以及在吸附分离有机污染物方面的应用。
2020年05期 v.36 394-403页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K] - 朱漫白;方瑞萍;唐辉;应俏;罗大伟;
以聚氨酯泡沫(PUF)为基材,首先采用盐酸处理使其表面的氨基裸露,然后以甲醛为偶联剂,在其表面偶联引入β-环糊精(β-CD),得到对苯酚具有良好吸附性能的吸附材料,用于吸附废水中的苯酚并可循环利用,是一种极具发展前景的吸附材料。本研究对所制吸附材料进行了性能测试,采用紫外分光光度法测定样品的固载量;通过吸水率的测定判断样品的吸水性能;此外,采用FT-IR、SEM、XPS等对基材、中间产物及最终产物进行了官能团测定、结构表征及吸附性能的测定。结果表明,β-CD已成功偶联固定于氨基化的PUF表面,β-CD的固载量可达到799.69mg/g,吸水性能大幅度提高,对苯酚的吸附量为144.58mg/g,即所制材料对苯酚具有良好的吸附性能。
2020年05期 v.36 404-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K] - 龙贝;肖谷清;宋娟娟;李必才;
将商业化D151树脂用2mol/L的NaOH溶液淋洗转化为大孔聚丙烯酸钠树脂(简写为PNaA树脂),测定了PNa A树脂对黄连中生物碱的吸附性能。实验表明,PNaA树脂对黄连中生物碱的吸附量明显大于商业化D151树脂、D001树脂、XAD-4树脂、H103树脂、X-5树脂及AB-8树脂对黄连中生物碱的吸附量。黄连水溶液中p H值在4.5～8.7时,PNaA树脂对黄连中生物碱的平衡吸附量最大。随着黄连水溶液中离子强度的增加或温度的降低,PNaA树脂对黄连中生物碱的平衡吸附量减小。80%C_2H_5OH-0.3%NaCl混合溶液对PNaA树脂吸附黄连中生物碱的静态解吸率为100%。PNaA树脂可吸附生物碱浓度为0.625mg/mL的黄连溶液56.7BV(床体积),用5.7BV的80%C_2H_5OH-0.3%NaCl的混合溶液脱附,脱附液蒸干,得到生物碱纯度达95.7%的黄连粉末。
2020年05期 v.36 415-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K] - 郭雪雪;宋俊;马君志;郝蕾;隆福强;史开敏;
本文通过化学接枝反应,依次将溴乙酰溴、1-甲基咪唑和四氟硼酸根离子接枝到醋酸纤维素(CA)上,制备了醋酸纤维素基咪唑基四氟硼酸盐离子液体([CAmim][BF_4]),并用于吸附刚果红染料。FT-IR、1~H-NMR和XPS测试分析结果表明已成功制备了[CAmim][BF_4]。采用等温吸附模型和动力学模型拟合[CAmim][BF_4]对刚果红染料的吸附过程,考察时间以及刚果红溶液的初始浓度对吸附过程的影响。结果表明,[CAmim][BF_4]对刚果红的最大吸附量为259.96mg/g;吸附过程遵循准二级动力学模型,且与Freundlich等温吸附模型拟合良好。
2020年05期 v.36 423-432页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K] - 邓红艳;陈芯怡;李文斌;蒋佳成;何海霞;张煜镓;李婷;孟昭福;
为了探究两性磁化炭负载啤酒酵母菌对Cu~(2+)的吸附效果,选用十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)作为两性修饰剂,制备6种不同修饰比例的两性磁化炭负载啤酒酵母菌材料(BMB_(BS)),以生物炭负载啤酒酵母菌(BB)作为对照,采用批处理法研究各供试材料对Cu~(2+)的等温吸附特征,并考察了pH值、温度和离子强度对吸附的影响。结果表明,供试样品对Cu~(2+)的吸附等温线均呈"L"型,且符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量在259.55～453.95mmol/kg,其中100%修饰比例的BMB_(100BS)的吸附量最大。pH值在3～5的范围内,各供试样品对Cu~(2+)的吸附量随pH值的升高而增大,且与温度和离子强度均保持正相关。热力学参数表明,各供试材料对Cu~(2+)的吸附是一个自发、吸热和熵增的过程。
2020年05期 v.36 433-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K] - 刘兴赋;程盛勇;陈慧;付洋;杨军;罗喜荣;
通过静态吸附实验,研究大孔吸附树脂对蜘蛛香总酚酸的吸附热力学和动力学特征。结果表明,AB-8树脂对蜘蛛香总酚酸的吸附率和解吸率均为最高;吸附等温线符合Langmuir模型;热力学参数ΔG<0、ΔH<0、ΔS<0,说明其吸附过程为自发、熵减、放热的物理吸附;准二级动力学方程可描述其吸附动力学特征;吸附速率受薄膜扩散和颗粒内扩散的影响,其中薄膜扩散为主要的速率控制步骤。
2020年05期 v.36 443-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 646K] - 马国平;杨婵;汪启鸿;边国民;阎虎生;
通过2步聚合合成了粒径为亚毫米级的多孔性三聚氰胺-甲醛聚合物微球:(1)三聚氰胺悬浮于甲醛水溶液(福尔马林)中并调节体系到弱碱性,碱性催化下三聚氰胺与甲醛缩合得到小分子量的三聚氰胺甲醛预聚体;(2)在预聚体中加入致孔剂(水和蔗糖),并将体系调节到弱酸性,再将得到的水相溶液悬浮于含有分散剂的油相中进行水相液滴的酸催化聚合,得到多孔性三聚氰胺-甲醛聚合物微球。所得到的聚合物微球经酸处理后微球的孔体积和比表面积进一步增大,这归因于酸处理使聚合物中以缩醛键附着的蔗糖分子脱除。所合成的聚合物微球对多酚类化合物儿茶素和EGCG具有较好的吸附性能。酸处理后聚合物微球的吸附量进一步增大,这是由于酸处理使微球的孔体积和比表面积增大的缘故。对多酚类化合物的吸附作用力推测为氢键作用。
2020年05期 v.36 451-457页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K] - 白彪坤;
分子模拟技术广泛应用于从微观尺度上研究分子、原子等粒子的结构和行为,从而模拟宏观性质。为探究低温吸附剂分子筛在低压下的吸附和扩散性质,采用分子模拟软件搭建5A分子筛的晶体模型,基于巨正则蒙特卡洛法和分子动力学方法模拟N_2分子在5A分子筛中的吸附和扩散行为,获得分子筛在低温低压下对N_2分子的吸附曲线,探讨不同温度下的吸附热,分析不同温度和压力下N_2分子在5A分子筛中的扩散过程,并计算得到自扩散系数。研究结果表明,模拟谱图对比标准谱图,5A分子筛的骨架模型合理。平衡压力在10~(-4)～10~3Pa范围内,5A分子筛对N_2分子的吸附分子数随平衡压力的升高而增大。温度在77K、87K、97K、107K和117K下,吸附分子数随温度的升高而减少。吸附热随吸附分子数的增加,呈现先减小后增大的趋势,且吸附温度越高,吸附初始阶段的吸附热越大。N_2分子在5A分子筛中的吸附位随温度的升高从能量较低的吸附位转向能量较高的吸附位。此外,分子动力学研究表明,N_2分子在5A分子筛中的自扩散系数随温度的升高而增大,随压力的升高而减小。
2020年05期 v.36 458-467页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K]