添加剂对微流体系统中甘氨酸多晶型的调控作用研究

发布时间：2020-07-14 06:12

【摘要】：本研究使用微流体液滴技术研究无机盐对甘氨酸多晶型的调控作用,选用氯化钠作为添加剂来研究无机盐离子对甘氨酸多晶型现象成核过程的影响。主要包括以下几点:1、考察氯化钠对甘氨酸溶解度性质的影响,设置常规温度区间,将溶解度曲线分区讨论,从晶型转变的角度研究甘氨酸溶解度曲线变化的趋势。2、本文使用微流体芯片技术批量生成单分散液滴,以单分散液滴为结晶器系统地研究微液滴中甘氨酸多晶型的热力学和成核动力学特性,研究氯化钠对甘氨酸多晶型的调控作用,并展开多组平行实验探究氯化钠浓度与微液滴中生成的甘氨酸多晶型的对应关系。将微液滴中产生稳定γ晶型的氯化钠临界浓度和常规结晶方法进行对比,说明微液滴结晶技术具备更加灵敏调控的优势。使用粉末X射线衍射仪测定多晶型的晶体结构。通过对比,考察微液滴中能够诱导产生单一γ型晶体的氯化钠添加量与常规方法下诱导产生单一γ型晶体的氯化钠添加量的区别,阐述微流体技术在多晶型成核过程调控方面具备更加灵敏便捷的优势。3、为了研究纳米级的微反应器中多晶型成核过程的选择性成核,我们使用微液滴方法研究多晶型的成核过程。分别使用微液滴方法测定了介稳区宽度和成核诱导期。继而从经典成核理论入手讨论甘氨酸多晶型成核过程的选择性,使用计算所得的成核参数来分析晶型转变过程中的发生变化。探究氯化钠在降低γ晶型成核能垒方面所起到的作用,研究其对成核过程的促进作用,对比考察常规结晶条件下生成的晶体其临界晶核表面张力值与微流体结晶所得临界晶核表面张力值的大小。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O629.71
【图文】：

液滴-微流体技术是一种高通量的液滴技术。通道中液滴生成的过程是以两种互不相溶的液体分别作为连续相和分散相，分散相以微小液滴的形式分散在连续相中，如图1-1所示。这些液滴的直径范围通常从几个PL到几百NL，远远小于传统结晶器的尺度范围。W/O型液滴中水相是分散相，油相为连续相；O/W型液滴则反之，油相是分散相，水相为连续相。液滴-微流体系统中的每个液滴都可以作为独立的微反应器，用于研究物质的反应及其它过程[24-27]。图1-1 液滴生成示意图Figure 1-1 Scheme of generation of microdroplets两种互不相容的液体在界面上能够形成均匀分散的非连续流体，即单分散液滴[5]。根据液滴生成器的结构可以将生成液滴的微通道分为 T 型通道、流动聚焦型通道和共流聚焦型通道，在本研究中我们使用了 T 型通道和流动聚焦通道两种装置来生成单分散液滴。T 型通道的液滴生成装置如图 1-2 所示，使用 AB 胶将 Teflon 管固定在玻璃内径中

图1-3 PDMS芯片Figure 1-3 Photo of PDMS microfluidic chip晶型现象研究已经日益成为学术研究和制药行业的关注重在多晶型现象，无机化合物的多晶型现象并不多熔点、密度、硬度、折射率、溶解度等特性不同特别关注多晶型的研究。化学组成相同空间排列的晶型不同的现象称为多晶型现象。其本质差异致的形变，例如分子共振、共价键旋转、键长变性质如非线性光学特性和压电效应已被大量研们选择甘氨酸作为研究对象。作为经典的多晶型[29]：亚稳态的 α 晶型，热力学稳定状态的 γ 晶型溶液中，α 晶型可以自发成核，使用冷却结晶或

2.4.1 氯化钠对甘氨酸溶解度的影响在温度范围20-45°C操作范围内测得氯化钠浓度范围0 % -14 % 时甘氨酸溶解度数据详尽列于表2-2中，甘氨酸在水中的溶解度与氯化钠浓度的关系如图2-1所示。表 2-2 甘氨酸的溶解度数据Table 2-2 Solubility data of glycine in water with sodium chloride温度浓度20 °C 25 °C 30 °C 35 °C 40 °C 45 °C0 % 22.46619 24.86583 27.02343 29.9829 31.82008 34.654112 % 22.98 25.404 27.609 30.75444 32.58588 35.447114 % 23.48423 26.21096 27.95567 31.32762 33.37401 35.710756 % 23.94377 26.78943 28.68586 31.4887 33.03393 35.631618 % 24.41007 26.90547 29.13437 31.15908 32.8642 35.4314

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本文编号：2754608