弓型Bola两亲化合物的合成及其自组装液晶相研究

以Suzuki和Sonogashira偶联反应为关键步骤合成带内外取向烷氧基侧链的弓型噻吩Bola两亲性化合物14和15,产物结构经1H NMR、13C NMR及元素分析得到证实;化合物的液晶行为采用偏光显微镜(POM)进行了研究,化合物光谱性质采用紫外和荧光光谱进行了测试.研究结果表明,两化合物均为柱相液晶,烷氧基侧链的内外取向对化合物的液晶相态的稳定性有明显的影响,建立了分子组装形成柱相可能的模型.根据化合物的荧光光谱推断它们可以作为潜在的蓝光材料,根据化合物的紫外光谱计算的能隙范围,推断它们可以作为有机半导体材料.     

V型苯乙炔Bola两亲化合物的合成及其液晶、光物理性质研究

以Pd 催化的Sonogasira偶联反应为关键步骤合成V型苯乙炔Bola两亲化合物,产物结构经1H NMR、13C NMR及元素分析得到证实.采用偏光显微镜(POM),DSC等手段对化合物的液晶行为进行了研究,研究结果表明,该化合物是柱相热致性液晶.化合物的紫外光谱证实组装模型中V型芳香核间的-堆积形式为Ｈ聚集结构,由紫外光谱换算后的h-(ah)2关系图推算的能隙范围推测该化合物可作为半导体材料,荧光光谱推断它们可以作为潜在的蓝光材料,化合物较大的Stokes位移值表明该化合物在激光材料及荧光光子的放射性计量仪等方面有潜在应用.此外,高斯计算模拟量化结果显示了该化合物近乎理想的平面共轭结构.     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

新型Bola两亲分子作为基因治疗药物输递载体的研究

为检测新型Bola两亲分子(Orn-C16-G)用作基因载体的性能,制备了Bola与siRNA的复合物(Bolaplexes),用原子力显微镜观察其在不同复合比下的形貌;并转染Hela细胞,用CCK-8检测Bolaplexes的细胞毒性,用荧光显微镜、流式细胞仪表征Bolaplexes的细胞内吞效果。实验结果显示,复合比1∶1条件下,Bola分子可以有效地压缩siRNA分子形成较小尺寸的复合物(100～200 nm)。Bolaplexes可高效地进入Hela细胞,并且毒性低于商售转染试剂,有较好的应用前景。本研究为下一步Bola两亲分子用于基因治疗的临床研究奠定了基础。     

有机纳米构筑与超分子组装

由于分子聚集体尺寸通常在1－100nm之间，这使得超分子组装成为纳米构筑和纳米器件制备的重要手段。基于自己的研究工作，阐述了如何利用层状组装和界面组装技术来构筑组成和结构可控的纳米组装体，进而制备纳米器件的方法。这有望提供一种从纳米构筑到功能组装的一种途径。     

Bola型硫酸酯表面活性剂的合成

以聚丙二醇（PPG）为原料，经氯磺酸磺化，再用氢氧化钠中和，得到Bola型阴离子表面活性剂聚丙二醇二硫酸盐．考察了反应物物质的量比、反应温度、反应时间等对转化率及产物的影响．确定了最佳反应条件为：n（HSO3Cl）：n（PPG）=2．04：1，反应温度30℃，反应时间2．25h（其中滴液时间1．5h）；中和反应的温度为50℃．在此反应条件下，醇转化率为94．60%，Bola型硫酸酯质量分数为82．35％．用IR、MS对此表面活性剂结构进行了表征，并测定了此表面活性剂水溶液的临界胶柬浓度ccmc．     

新型谷胱甘肽响应三嵌段聚前药两亲分子的构筑与纳米结构调控

针对肿瘤组织的还原性微环境,设计了一种基于谷胱甘肽(GSH)还原性响应的三嵌段聚前药两亲分子,聚喜树碱-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚喜树碱(PCPTM-b-PEG-b-PCPTM),具有很高的载药量(质量分数大于50%).采用大分子自组装的方法,通过调节共溶剂种类,实现了两种不同纳米结构组装体的构筑.利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)进行表征,采用1,4-二氧六环(1,4-dioxane)作为共溶剂组装得到错列堆积片层结构,改变共溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)时,得到了大复合胶束结构.进一步的细胞实验表明,错列堆积片层结构和大复合胶束结构纳米粒子都具有较快的肿瘤细胞内吞速率和较好的抗肿瘤效果.     

基于氢键的超分子自组装研究进展

综述了氢键在寡聚酰胺体系、喹啉衍生物体系、吡啶酰胺体系、氨基苯甲酰胺体系、菲咯啉酰胺体系、芳香酰肼体系、吡嗪咪唑酰胺体系、尿基衍生物体系的自组装过程中所起的作用及氢键在分子自组装中的发展现状.氢键具有可逆性,基于氢键的超分子自组装体系具有组装的多样性和广泛性等特点,据此可以预测氢键对自组装体结构和性质的影响,为设计和合成出结构稳定、性能优异、可以自由调控的材料提供理论基础.     

Si基底上DNA分子的自组装

利用自组装方法将DNA分子吸附于Si基底表面, 并通过原子力显微镜（AFM）观察不同质量浓度的DNA溶液在Si基底表面进行自组装后的结构： 当DNA溶液的质量浓度较低时, Si基底表面会吸附单个、 拉伸、 环状的分子; 当DNA溶液的质量浓度为60~160 ng/μL时, 在Si基底表面会形成网状结构; 当DNA溶液的质量浓度超过200 ng/μL时, 仅形成DNA薄膜. 实验结果表明, 可以利用该方法制作基于Si材料的DNA分子器件.     

两亲分子在溶液表面吸附层中的构象和熵模型

以吸附热力学结果为依据,建立两亲分子在溶液表面上的统计学的吸附熵模型,并阐明吸附层中分子的构象。首先,从吸附自由能计算两亲分子中羟基露出表面的程度;然后应用分子内转动－振动光谱数据所理的熵求出两亲分子在吸附过程中的熵变,并与偏克分子吸附熵的实验值进行比较,以鉴定结论之合理性。     

羟基取代双烷烃链苯磺酸盐水气界面单层膜的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察2-羟基-3,5-烷基苯磺酸钠表面活性剂分子在水气界面形成单层膜的过程,通过体系各组分的密度分布分析单层膜的形态,采用径向分布函数和氢键分布考察含有羟基的极性基在界面处的吸附构型,并根据转动时间相关函数对双疏水链的吸附构型进行分析。结果表明:羟基的存在减弱了极性基之间的静电排斥作用,增加了分子的饱和吸附量;两条烷烃链具有不同的界面吸附构型,烷烃链间的叠加缠绕增强了溶剂对表面活性剂分子的疏水力作用。     

Interfacial molecular assembly and surface patterning

Based on a brief review of the traditional surface patterning research, this article introduces the recent progress in the research on surface patterning via molecular self-assembly. Because the size scale of molecular self-assemblies is in the range of 1–100 nm, the method of molecular self-assembly can easily lead to the construction of ordered structures in nanometer scale, and thus break through the size limit of traditional lithography. Some novel ways of molecular self-assembly for surface patterning are particularly introduced in this review, including supramolecular architecture at interface, chemisorption of dendron thoils, and surface aggregation of bolaform amphiphiles. Provided that we know more and more about the basic principles governing the surface morphology, it is believed that interfacial molecular assembly would be a very competitive supramolecular technique, and a potential application in many fields such as surface property adjustment, organic patterned devices, surface molecular recognition, and combinatorial chemistry is greatly anticipated.     

CO2与水表面相互作用的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了CO₂分子与水表面的相互作用,发现CO₂分子会被水的表面束缚一段时间,给出了CO₂在水气界面两侧的概率分布以及平均束缚时间和浓度等随温度的变化趋势,还估算得出风对水气界面与CO₂作用的影响有限.所得结果对于深入认识海气间CO₂的传输机制有一定的指导意义.     

一种席夫碱凝胶因子的制备及凝胶化研究

合成并表征了一种可自组装的Schiff碱凝胶因子(gelator)N,N-′(1,4-苯基二亚甲基叶立德)-二[3,4,5-三(十二烷氧基)苯胺](简称PBBA);研究了该凝胶因子在一些有机溶剂中凝胶化性能;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法对凝胶进行了表征;研究了不同浓度的凝胶因子对溶胶-凝胶以及凝胶-溶胶转变温度的影响.研究表明该凝胶因子是通过范德华力,π-π堆积等次价键的作用而聚集自组装成三维网状结构,再与溶剂相互作用形成凝胶的.     

肌小节组装研究进展

肌小节是横纹肌的基本功能单位,是由肌动蛋白、肌球蛋白和各种相关蛋白质组装而成的高度有序的结构。在肌小节组装过程中,Z带、M带以及一系列相关蛋白的正确组装是维持肌肉运动的关键,研究肌小节组成蛋白的折叠和组装机制对于了解肌肉疾病的病因和进行有针对性地治疗非常重要。本文综述了肌小节中的主要组分以及组装过程的研究进展,认为目前仍对肌小节骨架的装配、收缩复合体的功能及肌小节组装相关分子伴侣与疾病的关系等的相关研究不够深入。因此,未来还需从肌球蛋白结合蛋白、肌联蛋白、分子伴侣等与疾病的关系方面开展进一步的研究,为肌肉相关疾病的治疗寻找新的思路和解决办法。     

胶态晶体的研究进展

胶态晶体是一系列排布有序的周期性结构,因作为一种自组装材料具有潜在应用被广泛关注,使得人工合成胶态晶体成为近年来的研究热点。对胶态晶体的结构单元(单分散硬质微球、核-壳型微球以及大小微球等)和制备方法(溶剂挥发自组装和外界场力自组装)等方面进行了综述。     

气-液界面表面活性剂单分子膜BAM图像的模拟计算

对界面上不同结构缺陷所引起的分子排列和取向进行了组合,建立了分子的取向模型,利用光传播的电磁场理论,模拟出了布儒斯特角显微镜(BAM)的理论图像,并将其与实验观察得到的BAM图像进行了比较。结果显示:理论计算图像与实际BAM观察结果基本一致;复杂的BAM图案可由点缺陷和线缺陷组合得到。     

纳米粒子液/液界面自组装：结构化液体的设计与构筑

概述了利用纳米粒子与高分子配体液/液界面协同组装构筑新型结构化液体的研究进展;分析了结构化液体在封装、分离、催化、储能、生物医学等领域展现出的广阔应用前景;指出新型纳米粒子表面活性剂的开发、多重响应型结构化液体的构筑及其应用拓展等将成为未来结构化液体研究的重点方向。     

嵌段共聚水溶性高分子在空气/水界面吸附态的构象

对于用几种不同疏水／亲水单体比合成的聚(丙烯酸丁酯／丙烯酸)共聚物样品测定了其水溶液的表面张力,运用Gibbs吸附方程求得在样品溶液临界胶束浓度时样品在气／液界面的分子吸附面积,以此推测其吸附态构象。结果表明,亲水单体单元在共聚物中含量多时,样品分子趋于在水中溶解;疏水单体单元多时,样品分子趋于在表面吸附。其吸附态构象为分子链上相邻的数个丁酯侧基吸附于水面,形成“薄煎饼状”疏水微区。     

NetFPGA应用技术研究

现场可编程门阵列作为一种可编程的逻辑器件，在计算机、通信和高速网络中有着广泛的应用前景。本文回顾了NetFPGA的发展历程，对NetFPGA出现以来在高速网络交换、通信和信息处理等领域中快速路径查找、路由转发、字符串匹配、内容抽取和流量分类及处理等方面的应用进行了全面的总结，指出了NetFPGA在应用中具有高速、并行、实时性处理的优势，但是也存在灵活性不足的缺点。最后探讨了以灵活的流水线设计和模块化思想克服这些不足之处的可行性。