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EPR自旋探针法在双亲性聚合物疏水性研究中的应用

发布日期:2018/8/23 16:35:52


本文报道了通过两亲性小分子间的相互作用监测核壳结构聚合物的合成和动态性质。它是由受控自由基加成-断裂链转移(RAFT)连接到甲基丙烯酸亚烷基酯的线性聚甘油链的聚合大分子单体组成,形成亲水性的外壳包裹疏水性的内核的刷状结构(如图1所示)。

图1. 聚合物的核壳结构示意图,Cn表示核内亚甲基链的单体数目,Sm表示壳外甘油链的单体数目,其中e)为自旋探针分子16-DSA的结构示意图。


文中使用连续波电子顺磁(自旋)共振波谱仪(EPR/ESR)通过顺磁性自旋探针16-硬脂酸(16-DSA)与其疏水核中不同亚烷基链长度与亲水壳层不同聚甘油链长度的聚合物之间的相互作用,来研究其两亲性(如图2所示)。自旋探针方法展示了对聚合物的动态疏水附着,并揭示了一种间接的基于动力学的聚合物效应观点,例如温度响应,配体结合性质等。文中指出通过应用动态光散射(DLS),透射电子显微镜(TEM)和分子动力学(MD)模拟等方法得到了这一复杂的动态行为,而EPR/ESR波谱进一步验证了该结论。



  图2. a)不同长度的聚合物与自旋探针分子的EPR谱图; b)样品C6S32的EPR模拟谱图。

EPR自旋探针法是将自旋探针分子加到被研究的体系中,使逆磁性体系变为顺磁体系而成为EPR能够检测的对象,通常采用的探针分子是非常稳定的氮氧自由基,这是一种通过非价键结合实现使被研究物质具有顺磁性的方法。


   参考文献:

   J?rg Reichenwallner, Anja Thomas, and Dariush Hinderberger*.

   et al. Tunable dynamic hydrophobic attachment of guest molecules

   in amphiphilic core–shell polymers. [J] Polymer. Chemistry, 2016, 7, 5783–5798.




文章中使用的是由锘海生物科学仪器(www. nuohailifescience.com)代理的德国美嘉特Magnettech公司的MiniScope 400电子自旋(顺磁)共振波谱仪(EPR/ESR),目前经过升级优化推出新型MS5000 / 5000X系列顺磁波谱仪,该仪器拥有快捷简便准确的定量测试方法和完善的数据处理和分析系统,它还具有小巧轻便灵活的特点,为科研工作者带来便捷。

德国美嘉特Magnettech电子自旋(顺磁)共振波谱仪(EPR/ESR)在国内有一台样机,锘海生物科学仪器(www. nuohailifescience.com)提供测样服务,请联系市场部。

MiniSpcope MS 5000/5000X系列电子顺磁共振波谱仪采用了先进的电磁体和微波桥紧凑设计,实现了两倍以上的信噪比提升,具有出色的灵敏度和磁场稳定性,是高性价比的科研级台式波谱仪。

德国美嘉特Magnettech电子自旋(顺磁)共振波谱仪(EPR/ESR)仪器的应用对象主要是含有未成对电子的物质,可用于研究自由基、过渡金属离子、催化反应机理、大气颗粒物(PM2.5)、污水处理高级氧化机理、化学反应动力学、环境中持久性自由基EPFRs、材料缺陷、掺杂、酶活性、蛋白质结构、辐射剂量、地质测年等。




应用概览

  • 生物领域

血氧测试、细胞膜的流动性、微环境的PH值、粘度和相分配等


  • 丙氨酸剂量测定

丙氨酸片剂或薄膜,可用于食品检测、新型材料及核电站等


  • 材料领域

材料缺陷、掺杂、涂料和聚合物的光老化、高分子性能、单晶缺陷、激光材料有机导体、磁性材料的性质


  • 饮料和食品

食品的抗氧化性、食品中的自由基、辐照形成自由基、啤酒保质期预测、植物油的新鲜性


  • 工业领域

放射量测定、受辐射高分子中的自由基检测、高级光学玻璃的质量控制、汽车涂料的抗氧化、烟草过滤嘴的过滤功效


  • 化妆品

自由基防护系数,面霜、洗发水的紫外线防护功效



应用案例

1.   环境化学:污水处理,大气颗粒物

2. 催化与材料:光催化,电催化,芬顿反应,材料改性及缺陷检测等

3. 生命科学:癌症、心脑血管疾病发病机理研究,氮氧自由基、活性氧等检测

4. 地质测年及辐照剂量检测



附件

粉末和固体样品的自动进样器


可自动处理石英管中23个样品直径3-6 mm

谐振器内精确的高度定位以获得最高的可重复性。


液体样品的自动进样器

软件控制小型波谱仪、自动进样器、集成蠕动泵的自动进样,

动态监测的软件包括自动化的数据采集和数据评估,对于单个或多种化合物,

可选自动组分混合和温度控制。


X射线辐照设备—X-ray Dose

用于剂量研究,材料辐照损伤,

辐照食物剂量,释光测年,ESR测年等。


温度控制器(TC H04)


温度范围93K-473K;控制精度±0.25K (@373K);计算机控制;

液氮存储,用配有氮杜瓦的腔测量。


自动测角仪

 

 样品可实现完全自动化的角旋转;步长0.1°-180°;

 测量新光谱前自动重置波谱仪便实现最佳测试性能。


杜瓦

 用于77K的低温检测,可提高检测灵敏度。


生物温度控制器

温度范围:293K-350K;精度±0.25K,计算机控制;温度介质:空气。


玻璃配件

50毫升毛细管,扁平池,定制的SH-P夹,组织单元,样品管,指状杜瓦等。


组织池

用于生物组织样品,薄膜样品,大气颗粒物(PM2.5)检测。



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