介/纳孔生物玻璃薄膜的孔结构调控及其BSA吸附
发布时间：2021-02-06 01:24
介/纳孔生物玻璃薄膜生物活性好,并且在药物和生长因子承载等方面发挥着重要的作用。本工作采用嵌段共聚物P123模板法合成介/纳孔生物玻璃薄膜,研究了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和均三甲苯（TMB）添加剂,不同溶剂组分（乙醇和水）对介/纳孔生物玻璃薄膜的孔尺寸和分布的影响。实验结果表明:添加CTAB,薄膜形成小孔径介孔和大孔交互的孔形貌;TMB加入使薄膜介孔尺寸细微增大并产生略大尺寸的纳孔;而溶剂组分中水浓度增高,胶束尺寸分布均匀性和稳定性下降,大体积纳孔的含量明显增大。其中,介孔孔径均在10nm以内,而纳孔主要变化范围为20-200nm。添加剂和溶剂作用可归结于它们对胶束形成和与硅盐离子的组装影响;不同介/纳孔的薄膜可对蛋白质吸附量进行调节。
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2016,45(S1)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
薄膜样品A1、A2、A3、A4的SEM图像
剂的摩尔体积，R是气体常数，T是开氏温度，δS和δP分别是溶剂和聚合物的溶解度参数[13]。P123由疏水性链段PPO和亲水性链段PEO组成，于溶剂中溶解时，形成以PEO为壳，包围PPO为核的胶束结构，达到稳定状态。研究表明，当嵌段共聚物溶于某溶剂时，若溶剂与成核的链段之间的溶解度参数越接近，核的伸展度愈大；溶剂的极性愈低，那么溶剂与核之间，以及胶束壳之间的排斥作用也愈小，这也会导致聚集体的数目和核的伸展度增大。从溶解度参数可计算出，P123胶束在乙醇中溶解度更大，且胶束状态更趋于稳定。图2中薄膜SEM像显示，溶剂中含水量逐渐增大，规则介孔数目减少，而纳孔数目增多且孔径增大分布变宽；图3显示样品B5~B10的胶束粒径陡增。这里的胶束粒径值是溶液中所有胶束的动态平均值，因此后4组大幅增大的胶束粒径值，可能是由于溶液不稳定使胶图2薄膜样品B1~B10的SEM图像Fig.2SEMimagesofsampleB1~B10:(a)B1,(b)B2,(c)B3,(d)B4,(e)B5,(f)B6,(g)B7,(h)B8,(i)B9,and(j)B10abcdefghij50nmVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-pore
P123是一种中性表面活性剂，经改性可制较大孔径甚至几十纳米的介孔[12]。小分子CTAB形成的胶束体积远小于高聚物P123，且CTAB胶束带正电荷，P123胶束成中性。因此，CTAB胶束可与硅酸盐分子之间主要发生静电力作用，而P123胶束与硅酸盐分子之间只能以氢键等分子间作用为主，故CTAB与无机硅盐离子和低聚体的作用力更强、速度更快。在先驱体溶液中，首先CTAB胶束与硅酸盐之间的产生静电结合，随后再与P123胶束发生作用，因此最后在玻璃薄膜中会形成由P123胶束残留大孔分散聚集在由CTAB胶束残留小孔之间的孔结构。如图1所示，A1和A4分别为P123、CTAB为单模板条件下形成的介/纳孔薄膜样品，A1中有规则排列尺寸均一的蠕虫状孔，孔径在5~10nm，A4中只有2~5nm且稀薄的介孔分布。该结果辅证了P123胶束体积大于CTAB胶束的体积，同时说明胶束体积会直接影响孔径的大校从A1→A2→A3的变化可以看出，随CTAB加入越多，样品中蠕虫状介孔越来越小，而纳孔数目增加且变大。可认为CTAB胶束充当介孔形成模板时，形成蠕虫状介孔；而P123胶束烧蚀后则留下较大不规则的纳孔，最终形成孔结构为小孔和大孔的介孔交互，在蠕虫状孔末端形成的圆孔逐渐增多且孔径增大的形貌特征，如图1中样品A3的SEM像，形成小于5nm的蠕虫状介孔和10~30nm的纳米孔。2.2添加剂TMB及溶剂组成对薄膜孔结构的影响由于TMB与P123胶束间的作用与溶剂中水的浓度关系密切，实验中在不同的溶剂组分下分析TMB加入与否对薄膜孔结构的影响。具体实验配比如表2所示。以B4中的加入量为例，各组分的摩尔浓度比如下：P123:TMB:C2H5OH:H2O:HCl:TEOS:Ca(NO3)2·4H2O:TEP=0.0075:0.4:14.871:5.352:0.044:0.098:0.018:0.012为了更加准确了解反应条件、前驱体溶胶?
本文编号：3019912
【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2016,45(S1)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
薄膜样品A1、A2、A3、A4的SEM图像
剂的摩尔体积，R是气体常数，T是开氏温度，δS和δP分别是溶剂和聚合物的溶解度参数[13]。P123由疏水性链段PPO和亲水性链段PEO组成，于溶剂中溶解时，形成以PEO为壳，包围PPO为核的胶束结构，达到稳定状态。研究表明，当嵌段共聚物溶于某溶剂时，若溶剂与成核的链段之间的溶解度参数越接近，核的伸展度愈大；溶剂的极性愈低，那么溶剂与核之间，以及胶束壳之间的排斥作用也愈小，这也会导致聚集体的数目和核的伸展度增大。从溶解度参数可计算出，P123胶束在乙醇中溶解度更大，且胶束状态更趋于稳定。图2中薄膜SEM像显示，溶剂中含水量逐渐增大，规则介孔数目减少，而纳孔数目增多且孔径增大分布变宽；图3显示样品B5~B10的胶束粒径陡增。这里的胶束粒径值是溶液中所有胶束的动态平均值，因此后4组大幅增大的胶束粒径值，可能是由于溶液不稳定使胶图2薄膜样品B1~B10的SEM图像Fig.2SEMimagesofsampleB1~B10:(a)B1,(b)B2,(c)B3,(d)B4,(e)B5,(f)B6,(g)B7,(h)B8,(i)B9,and(j)B10abcdefghij50nmVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeVermicularporeIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-poreIrregularnano-pore
P123是一种中性表面活性剂，经改性可制较大孔径甚至几十纳米的介孔[12]。小分子CTAB形成的胶束体积远小于高聚物P123，且CTAB胶束带正电荷，P123胶束成中性。因此，CTAB胶束可与硅酸盐分子之间主要发生静电力作用，而P123胶束与硅酸盐分子之间只能以氢键等分子间作用为主，故CTAB与无机硅盐离子和低聚体的作用力更强、速度更快。在先驱体溶液中，首先CTAB胶束与硅酸盐之间的产生静电结合，随后再与P123胶束发生作用，因此最后在玻璃薄膜中会形成由P123胶束残留大孔分散聚集在由CTAB胶束残留小孔之间的孔结构。如图1所示，A1和A4分别为P123、CTAB为单模板条件下形成的介/纳孔薄膜样品，A1中有规则排列尺寸均一的蠕虫状孔，孔径在5~10nm，A4中只有2~5nm且稀薄的介孔分布。该结果辅证了P123胶束体积大于CTAB胶束的体积，同时说明胶束体积会直接影响孔径的大校从A1→A2→A3的变化可以看出，随CTAB加入越多，样品中蠕虫状介孔越来越小，而纳孔数目增加且变大。可认为CTAB胶束充当介孔形成模板时，形成蠕虫状介孔；而P123胶束烧蚀后则留下较大不规则的纳孔，最终形成孔结构为小孔和大孔的介孔交互，在蠕虫状孔末端形成的圆孔逐渐增多且孔径增大的形貌特征，如图1中样品A3的SEM像，形成小于5nm的蠕虫状介孔和10~30nm的纳米孔。2.2添加剂TMB及溶剂组成对薄膜孔结构的影响由于TMB与P123胶束间的作用与溶剂中水的浓度关系密切，实验中在不同的溶剂组分下分析TMB加入与否对薄膜孔结构的影响。具体实验配比如表2所示。以B4中的加入量为例，各组分的摩尔浓度比如下：P123:TMB:C2H5OH:H2O:HCl:TEOS:Ca(NO3)2·4H2O:TEP=0.0075:0.4:14.871:5.352:0.044:0.098:0.018:0.012为了更加准确了解反应条件、前驱体溶胶?
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