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液晶水界面上非共价键作用的可视化及应用研究

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液晶水界面上非共价键作用的可视化及应用研究

作者：廖芝建西南民族大学

学位级别：硕士

液晶是一种具有长程有序性与光学各向异性的物质。由于液晶分子具有独特的光学性质,使其不仅在电子产品的显示器件中被广泛应用,而且被作为“敏感的光学元件”引入了传感器的研究领域。液晶传感器的检测原理主要是基于液晶分子的表面在... 详细信息

液晶是一种具有长程有序性与光学各向异性的物质。由于液晶分子具有独特的光学性质,使其不仅在电子产品的显示器件中被广泛应用,而且被作为“敏感的光学元件”引入了传感器的研究领域。液晶传感器的检测原理主要是基于液晶分子的表面在外部条件的刺激下取向排布发生变化,使得液晶分子对光线的折射能力发生了改变,进而将所受刺激后产生的取向变化转换成光学信号的变化,实现对待测物的检测与分析。该传感器具有无需标定、操作简单方便、灵敏度高、响应快速及无需复杂仪器等特点。因此,本文基于液晶传感器以上特点,利用液晶传感器对可视化液晶/水界面上非共价键的作用方面进行了研究与探讨,主要研究内容如下:(1)基于表面活性剂可与戊基联苯氰(简称:5CB)形成疏水缔合作用。本章提出了利用液晶传感器可视化了液晶5CB与表面活性剂(烷基糖苷,APG)之间的疏水缔合作用。由于液晶5CB的烷基端可与表面活性剂的长烷基链发生疏水缔合作用,可使液晶/水界面上的液晶取向由平行排列转变为垂直排列,引起液晶传感器由亮到暗的光学转变,进而达到可视化的效果。此外,还研究了APG分别对牛血清蛋白(BSA)与明胶(Gelatin)在液晶/水界面上的疏水缔合作用。当向APG修饰的液晶传感器中加入BSA与Gelatin,由于BSA(或Gelatin)与APG的疏水缔合作用强于APG与液晶5CB间的疏水缔合作用,因此光学信号由暗色转回了原有的亮色;同时在BSA-APG体系中,光学图像的亮斑呈晶核生长方式出现,而在Gelatin-APG体系中亮斑则呈大面积连续生长方式出现。实验结果表明,本方法可实现APG分别对BSA与Gelatin作用的可视化;而光学图像呈现亮斑生长方式的不同是由于蛋白质结构不同而引起的。(2)基于环糊精的主客体识别作用。本章节提出了一种基于环糊精识别作用的新型液晶传感器。向SDS修饰的传感器体系中引入β-CD,发现SDS与液晶5CB在液晶/水界面上形成的疏水缔合作用被破坏,光学取向再由暗色变回了亮色,这是由于β-CD与SDS形成了主客体包合物进而破坏了SDS与液晶5CB在液晶/水界面上形成的疏水缔合作用,实现了主客体包合过程的可视化。此外,当亚甲基蓝(MB)被引入由β-CD-SDS构成液晶传感器时,亚甲基蓝会与β-CD进行主客体的包合作用将SDS从β-CD的空腔中挤出,而被挤出的SDS可与液晶5CB再次发生疏水缔合作用,使液晶传感器表现出由暗变亮的光学响应。在整个过程中,液晶传感器的光学信号由最初的亮色变为暗色(加入SDS)、再由暗色变为亮色(向SDS中加入β-CD)、最后再由亮色变回暗色(向β-CD-SDS中加入MB),实现了利用液晶传感器对SDS-CD-MB三者竞争包合过程的可视化。实验结果表明,此方法是一种简单快速、无需外标的基于环糊精识别系统的分析检测技术。此外,基于具有不同尺寸空腔的环糊精对同一长度疏水烷基链的包合作用有所差异。本章节还提出了利用液晶传感器对α-和β-CD分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)之间的包合能力进行研究。CTAB能与液晶5CB发生疏水缔合作用力而使得液晶传感器产生由亮变暗的光学信号,加之,由于环糊精可与CTAB疏水烷基链发生包合作用,且不同空腔大小的环糊精对CTAB的包合能力不同,故当α-和β-CD分别加入含有CTAB的体系中时,液晶传感器的光学信号会由暗色变回了亮色,但由于不同环糊精与CTAB包合能力的不同造成了液晶光学转换所需的时间存在较大差异。实验结果表明,α-CD与CTAB的包合能力大于β-CD与CTAB的包合能力,同时,此液晶传感器在环糊精的识别系统中也为客体分子选择合适的空腔尺寸的环糊精提供了一种操作简便的方法。(3)基于液晶5CB分子中存在氰基基团可与氢供体形成氢键作用。因此,本章节提出了液晶/水界面上的氢键作用可用于诱导液晶5CB发生取向的转变。当液晶传感器接触到酚类(如对硝基苯酚,PNP)水溶液时,由于酚类物质的酚羟基与液晶5CB分子中的氰基在液晶/水界面上形成了氢键,并在氢键的作用下使得液晶5CB由平行取向转变成了垂直取向,导致光学信号表现为由亮色到暗色的转变。利用这一液晶传感器可区分部分酚类的同分异构体。实验结果表明,氢键作用强度越大,液晶取向的转变越快,光学信号由亮色到暗色转变所需时间就越短。本章的结论为研究液晶/水界面上的界面现象提供了新的思路,并且有望于开发出基于氢键作用的液晶生物化学传感技术。

关键词：液晶非共价键作用取向转变光学图像

快速配体交换法制备水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子

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精细化工 2016年第6期33卷 608-612,653页

作者：秦振立罗阳杜思南廖芝建左芳罗建斌刘东西南民族大学化学与环境保护工程学院四川成都610041

为了获得水溶性Fe_3O_4纳米粒子,以聚乙二醇(PEG)磷酸酯为亲水性配体,在甲苯/四氢呋喃/水三元混合溶剂体系下通过快速配体交换法将油酸包覆的油溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子转变成聚乙二醇磷酸酯包覆的水溶性Fe_3O_4纳米粒子。考察了四氢呋... 详细信息

为了获得水溶性Fe_3O_4纳米粒子,以聚乙二醇(PEG)磷酸酯为亲水性配体,在甲苯/四氢呋喃/水三元混合溶剂体系下通过快速配体交换法将油酸包覆的油溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子转变成聚乙二醇磷酸酯包覆的水溶性Fe_3O_4纳米粒子。考察了四氢呋喃等溶剂在实现快速配体交换中所起到的作用。利用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)对磁性Fe_3O_4纳米粒子进行了分析表征。结果表明:四氢呋喃可以促进PEG磷酸酯与Fe_3O_4纳米粒子表面的有效接触并使得油酸分子从纳米粒子表面快速地脱附下来,此外,还消除了配体交换过程中出现的乳化效应。四氢呋喃的应用实现了快速配体交换法制备水溶性PEG磷酸酯包覆的磁性纳米粒子。

关键词： Fe3O4纳米粒子超顺磁性配体交换水溶性功能材料

液晶/水界面上的氢键作用诱导液晶取向转变（英文）

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物理化学学报 2015年第9期31卷 1733-1740页

作者：廖芝建秦振立杜思南李思雨陈冠侯左芳罗建斌西南民族大学化学与环境保护工程学院成都610041

本文提出液晶/水界面上氢键作用可以诱导热致型液晶(戊基联苯氰,简称:5CB)发生取向转变.当液晶5CB膜接触酚类(如对硝基苯酚)水溶液的时候,由于酚类物质的酚羟基与液晶5CB分子中的氰基在液晶水界面上形成了氢键,在氢键的作用下使得液晶5C... 详细信息

本文提出液晶/水界面上氢键作用可以诱导热致型液晶(戊基联苯氰,简称:5CB)发生取向转变.当液晶5CB膜接触酚类(如对硝基苯酚)水溶液的时候,由于酚类物质的酚羟基与液晶5CB分子中的氰基在液晶水界面上形成了氢键,在氢键的作用下使得液晶5CB由平行取向转变成了垂直取向.此外,还利用了液晶传感器可视化了酚类物质与牛血清蛋白(BSA)之间的相互作用.本文的研究结果可为研究液晶/水界面上的界面现象提供新的思路,并且有望开发出基于氢键作用的液晶生物化学传感技术.

关键词：液晶氢键作用取向转变界面现象光学响应酚类牛血清蛋白

UPLC-MS/MS法同时测定麝香接骨胶囊中7种成分的含量

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中成药 2024年第6期46卷 1973-1976页

作者：廖圆月邓茂芝钟琪李存金邓杰华周云峰赣州市人民医院药剂科江西赣州341000 宜春市检验检测中心江西宜春336000 江西省药品检查员中心江西南昌330029

目的建立UPLC-MS/MS法同时测定麝香接骨胶囊中芍药苷、盐酸麻黄碱、柚皮苷、β-蜕皮甾酮、川续断皂昔Ⅵ、儿茶素、蛇床子素的含量。方法分析采用Waters ACQUITY UPLC BEH C 18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm);流动相0.1%甲酸-乙腈,梯度洗... 详细信息

目的建立UPLC-MS/MS法同时测定麝香接骨胶囊中芍药苷、盐酸麻黄碱、柚皮苷、β-蜕皮甾酮、川续断皂昔Ⅵ、儿茶素、蛇床子素的含量。方法分析采用Waters ACQUITY UPLC BEH C 18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm);流动相0.1%甲酸-乙腈,梯度洗脱;体积流量0.3 mL/min;柱温30℃;电喷雾离子源;正负离子扫描;多反应监测模式。结果7种成分在各自范围内线性关系良好(r>0.9900),平均加样回收率85.6%~110.1%,RSD 2.9%~6.4%。20批样品中有5批检出蛇床子素;儿茶素、柚皮苷、β-蜕皮甾酮、盐酸麻黄碱含量在各批次样品中差异较大,而且有2批未检出儿茶素。结论麝香接骨胶囊有独活混入情况,儿茶、骨碎补、牛膝、麻黄质量参差不齐,建议该制剂现行标准补充儿茶等药味的质量控制方法。

关键词：麝香接骨胶囊化学成分含量测定 UPLC-MS/MS

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聚多巴胺功能化纳米银粒子制备及抗菌性能

精细化工 2014年第5期31卷 545-550页

作者：赵晨旭左芳潘丽王晓丹廖芝建秦振立西南民族大学化学与环境保护工程学院四川成都610041

采用一步法,以聚多巴胺(PDA)为还原剂和保护剂,制备PDA功能化的纳米银粒子(PDA-nanoAg)。提出PDA-nanoAg合成机理,并考察其在水相中的分散稳定性。通过紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT... 详细信息

采用一步法,以聚多巴胺(PDA)为还原剂和保护剂,制备PDA功能化的纳米银粒子(PDA-nanoAg)。提出PDA-nanoAg合成机理,并考察其在水相中的分散稳定性。通过紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对产物形貌和结构进行表征。采用肉汤稀释法测试PDAnanoAg的抗菌性能。结果表明,所制备的PDA-nanoAg平均粒径为50 nm,具有良好的稳定分散性;对埃希氏大肠杆菌(***)、金黄色葡萄球菌(***)的最小抑菌浓度(MIC)为7.56 mg/L,最小杀菌浓度(MBC)为30.24mg/L。

关键词：纳米银聚多巴胺机理抗菌性功能材料

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让小草“喝”水

年轻人（D版）（幼师园地） 2024年第2期 43-45页

作者：贺晓丹廖芝飞安化县中心幼儿园

水,神秘莫测,看得见、摸得着却抓不住,深受孩子的喜爱。因此,玩水区也成了孩子最喜爱的乐园之一,他们对玩水兴趣满满,也在一次次实践中满足了自己的好奇心和探索欲,收获了成长。这一天,孩子们又聚集在玩水区,叽叽喳喳地交流着如何让快... 详细信息

水,神秘莫测,看得见、摸得着却抓不住,深受孩子的喜爱。因此,玩水区也成了孩子最喜爱的乐园之一,他们对玩水兴趣满满,也在一次次实践中满足了自己的好奇心和探索欲,收获了成长。这一天,孩子们又聚集在玩水区,叽叽喳喳地交流着如何让快被太阳晒“晕”的小草“喝水”…….

关键词：兴趣玩水小草探索欲好奇心

西沙群岛银屿珊瑚礁的生态快速退化及其对鱼类的影响

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 87-99页

作者：雷明凤余克服廖芝衡陈飚黄学勇陈小燕广西大学海洋学院广西南宁530004 广西大学珊瑚礁研究中心广西南宁530004 广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001

珊瑚礁生态系统退化能够改变珊瑚礁三维结构的复杂性及底栖生物组成,从而对珊瑚礁鱼类群落产生重要影响。南海珊瑚礁在近几十年来处于快速退化之中,但其退化对珊瑚礁鱼类群落造成的生态影响仍不清楚。西沙群岛珊瑚礁近年受高温和长棘海... 详细信息

珊瑚礁生态系统退化能够改变珊瑚礁三维结构的复杂性及底栖生物组成,从而对珊瑚礁鱼类群落产生重要影响。南海珊瑚礁在近几十年来处于快速退化之中,但其退化对珊瑚礁鱼类群落造成的生态影响仍不清楚。西沙群岛珊瑚礁近年受高温和长棘海星暴发等的影响而出现生态退化,因此,本文以西沙群岛银屿珊瑚礁为研究对象,通过水下录像样带调查和差异性检验、线性回归评估其珊瑚礁生态退化状况及其对珊瑚礁鱼类群落的影响。结果表明:2020至2021年,银屿活珊瑚覆盖率从33.27%下降到9.07%,草皮海藻覆盖率从8.38%上升到36.50%,珊瑚补充量从21.42ind.·m^(−2)下降到3.64ind.·m^(−2),珊瑚物种丰富度从40.00下降到16.83,珊瑚Shannon-Weaner指数从3.26下降到2.14。鱼类密度从177.16ind·100m−2下降到105.07ind.·100m^(−2),鱼类物种丰富度从30.56下降到17.17,鱼类Shannon-Weaner指数从2.24下降到1.63,珊瑚食性鱼类生物量从2.45g·m^(−2)减少到0.43g·m^(−2),肉食性鱼类生物量从7.35g·m^(−2)减少到1.70g·m^(−2),杂食性鱼类生物量从7.04g·m^(−2)减少到0.95g·m^(−2),鱼类总生物量从32.99g·m^(−2)减少到11.66g·m^(−2)。短短2年内,银屿珊瑚礁已经被草皮海藻和大型海藻占据优势,但是鱼类群落对珊瑚礁区的藻类并没有表现出自上而下的控制效应。在4种类群的鱼类中,植食性鱼类受到生态退化的影响最小。珊瑚礁鱼类的物种丰富度和多样性均受限于珊瑚物种丰富度。基于以上结果,推测银屿珊瑚礁的快速退化是导致珊瑚礁区鱼类群落物种多样性和密度下降,改变珊瑚礁鱼类群落的结构的主要原因。希望未来进一步增加调查的频率和范围,以便更深入地揭示鱼类群落与珊瑚礁生态变化的动态关系。

关键词：珊瑚礁生态退化鱼类群落银屿西沙群岛

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基于动态扩散算法的直流微电网简化分布式二层控制

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 119-125页

作者：廖达威高飞上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 上海交通大学电气工程系上海200240

孤岛直流微电网采用下垂控制实现电流均分时,均流效果受馈线阻抗影响且带来电压跌落。为实现电压恢复和电流精确均分,提出了一种采用动态扩散算法的简化分布式二层控制策略。相比于传统二层控制,该简化二层控制策略仅包含1台积分控制器... 详细信息

孤岛直流微电网采用下垂控制实现电流均分时,均流效果受馈线阻抗影响且带来电压跌落。为实现电压恢复和电流精确均分,提出了一种采用动态扩散算法的简化分布式二层控制策略。相比于传统二层控制,该简化二层控制策略仅包含1台积分控制器和1个通信变量,简化了控制结构,减轻了通信链路负担。策略采用动态扩散算法进行分布式通信,改善了系统的收敛速度以及稳定性。考虑到不可忽略通信采样时间对系统稳定性的影响,建立了系统的离散时间小信号模型,绘制根轨迹图分析了二层控制增益和通信采样周期等关键参数对系统稳定性的影响。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提策略在动态性能和稳定性上的优越性。

关键词：直流微电网分布式控制扩散算法离散时间模型二层控制

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聚多巴胺对材料表面功能化的研究及应用进展

高分子通报 2015年第12期 28-37页

作者：赵晨旭谢银红廖芝建秦振立杜思南左芳赵志刚西南民族大学化学与环境保护工程学院成都610041 新疆吐哈石油天然气化工厂鄯善838202

蚌类蛋白质结构中起黏附作用的为多巴(DOPA)分子,其衍生物——聚多巴胺(PDA)常作为黑色素类似物被广泛应用于各领域。虽然目前PDA的形成机理仍很难被明确阐述,但这并不阻碍其在各个领域发挥强大的功效。由于PDA既具有强黏附性又富含各... 详细信息

蚌类蛋白质结构中起黏附作用的为多巴(DOPA)分子,其衍生物——聚多巴胺(PDA)常作为黑色素类似物被广泛应用于各领域。虽然目前PDA的形成机理仍很难被明确阐述,但这并不阻碍其在各个领域发挥强大的功效。由于PDA既具有强黏附性又富含各种官能团,其可在不同材质表面进一步反应形成功能层,从而实现对材料表面的功能化改性。鉴于科研工作者对PDA的浓厚兴趣,本文综述了其发现、形成机理的发展过程以及PDA功能化纳米粒子的研究,包括PDA功能化金属纳米材料、还原石墨烯材料、磁性纳米粒子和PDA纳米材料,展望了其发展前景。

关键词：多巴胺聚多巴胺表面功能化复合材料