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测量Langmuir单层膜中二元聚集参数的两种数学模型以及古生菌膜脂和蛋白相互作用的研究

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测量Langmuir单层膜中二元聚集参数的两种数学模型以及古生菌膜脂...

作者：邹增慧陕西师范大学

学位级别：硕士

本论文涉及到两个研究课题。第一个课题针对langmuir膜中的二元组分聚集现象,根据二维聚合的物理化学原理提出了一种能对与二元聚合物聚合程度有关参数进行定量计算的新数学模型。应用此数学模型能有效消除单次测量误差对结构的影响,利... 详细信息

本论文涉及到两个研究课题。第一个课题针对langmuir膜中的二元组分聚集现象,根据二维聚合的物理化学原理提出了一种能对与二元聚合物聚合程度有关参数进行定量计算的新数学模型。应用此数学模型能有效消除单次测量误差对结构的影响,利用数学软件求解,得到平衡常数K,二聚物的平均分子面积SAB，未发生聚合的两种组分的平均分子面积SA和SB,发生聚合的物质占总物质的比例po等物理参数。首次推导出两种成分中发生聚合的物质占总物质的比例p0与两种组分比例的函数关系。实验中用由硬脂酸(SA)和二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)组成的LB膜对模型进行检验,计算表明SA与DPPC的平均分子面积分别为24.0A2molecule-1和63.7A2molecule-1, DPPC-SA二聚物的平均分子面积为81.3A2molecule-1,在室温下的聚合常数为1.858×107m2/mol。实验得到的结果与文献值一致,当SA所占比例约为49.73%时,形成DPPC-SA二聚体的物质的量占膜中加入组分的总物质的量的比值最大,大约有84.96%的分子都发生了聚合反应。研究了古生菌膜脂的类似物4ME16:0Diether PC和真核生物膜中的典型磷脂二栋榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的与短杆菌肽A(Gramicidin A)相互作用时的不同性质。研究温度为室温,亚相为质量浓度为0.9%的氯化钠溶液为。通过研究它们在恒定表面压下的A-T曲线,以及两者的π-A曲线,分析了纯组分的两种脂质单层膜的稳定程度,发现它们都具有较高的稳定性。然后研究了加入gA后对它们稳定程度的影响,发现加入了gA的4ME16:0Diether PC的单层膜变得不稳定,但是加入了gA的DPPC单层膜稳定性没有明显影响。最后用原子力显微镜(AFM)观察了gA对单层膜形貌的影响,以及两种脂的LB膜对气液界面上gA单层膜的吸附情况。发现了加入gA的4ME16:0Diether PC的LB单层膜的形貌缺陷,这可能是由于gA不能与4ME16:0Diether PC结合,镀膜时从单层膜中脱离出来导致的。而在gA和DPPC混合的LB膜中却出现了聚集花样,这说明gA能嵌入DPPC单层膜中与DPPC分子紧密结合并且发生相分离现象。还发现gA单层膜能吸附到DPPC的LB膜上,却不能吸附到4ME16:0Diether PC的LB膜上。这一系列实验可以说明gA容易DPPC结合但是不容易与4ME16:0Diether PC结合,从而gA更容易破坏真核生物细胞膜,但是不容易破坏古生菌的细胞膜。

关键词：生物膜 Langmuir单层膜 LB膜二元聚合物平衡常数等温曲线古生茵短杆菌肽原子力显微镜AFM

界面单层膜和囊泡双层膜中胆固醇对饱和磷脂膜的影响

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2016年第3期44卷 32-37页

作者：王娟孙润广陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710119

利用界面Langmuir单层膜和大单层囊泡的双层膜研究了不同含量胆固醇对饱和磷脂DPPC膜的影响,以及胆固醇与DPPC的相互作用。在双层膜模型中,使用DPH荧光探针标记膜,通过测量荧光稳态各向异性和荧光寿命,来探讨胆固醇对饱和DPPC双层膜流... 详细信息

利用界面Langmuir单层膜和大单层囊泡的双层膜研究了不同含量胆固醇对饱和磷脂DPPC膜的影响,以及胆固醇与DPPC的相互作用。在双层膜模型中,使用DPH荧光探针标记膜,通过测量荧光稳态各向异性和荧光寿命,来探讨胆固醇对饱和DPPC双层膜流动性及微粘度的影响。在界面单层模型中,通过压力-面积曲线分析胆固醇对单层膜相变的影响,并计算吉布斯自由能实验值,与维里物态方程拟合得到理论参数相结合,讨论胆固醇与DPPC在膜上的相互作用。结果发现:加入少量胆固醇后,两种模型膜流动性降低,微粘度增大;胆固醇较高时,膜流动性转为增大,微粘度降低。当胆固醇摩尔比大于等于0.5时,流动性达到稳定。流动性的改变与胆固醇影响膜的相变过程有关,胆固醇分子和DPPC分子相互作用力的引力在胆固醇摩尔比为0.5时达到最大。

关键词：囊泡 Langmuir单层膜膜流动性相变胆固醇

髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子单层膜影响机理的研究

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髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子单层膜影响机理的研究

作者：张蕾陕西师范大学

学位级别：硕士

生物膜是由磷脂、蛋白质、多糖等生物分子组装成的一种超分子结构,是细胞生命活动的重要组成部分。目前,临床上的许多疾病都与生物膜密切相关。髓鞘碱性蛋白（MBP）为中枢神经系统中髓鞘膜蛋白重要成分,在髓鞘功能和结构上都发挥着至关... 详细信息

生物膜是由磷脂、蛋白质、多糖等生物分子组装成的一种超分子结构,是细胞生命活动的重要组成部分。目前,临床上的许多疾病都与生物膜密切相关。髓鞘碱性蛋白（MBP）为中枢神经系统中髓鞘膜蛋白重要成分,在髓鞘功能和结构上都发挥着至关重要的作用,MBP与多发性硬化、实验性变态反应性脑脊髓炎（EAE）等多种神经疾病都相关。MBP有许多可溶性蛋白的典型特征,并与细胞膜脂质分子有很强的相互作用,引起蛋白的构象发生变化,从而维持髓鞘结构和功能的稳定。本文通过langmuir-Blodgett（LB）技术和原子力显微镜（AFM）等技术手段对带正电的MBP和中性磷脂（DPPC、DPPE）、负电性脂质（DPPS、DPPG）以及不饱和脂质（DOPC）的相互作用进行了研究。1.髓鞘碱性蛋白与中性脂质分子二棕榈酰基磷脂胆碱（DPPC）、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺（DPPE）的相互作用。通过Langmuir单层膜的表面压力-平均分子面积（π-A）曲线的测定与分析,分别对不同浓度的髓鞘碱性蛋白与细胞膜中不同头部基团脂质分子DPPC、DPPE在空气／液体界面上相互作用过程进行了系统的研究。实验结果表明：（1）当界面上脂质含量一定时,亚相中随着MBP浓度的增大,DPPC、DPPE单层膜的等温线向平均分子面积较大的方向移动;当亚相中MBP含量一定时,随着脂质含量的增加,单层膜的等温线也向平均分子面积较大的方向移动,且磷脂分子越多,等温线的面积变化量越小;（2）在单层膜表面压力为10mN/m时,一个MBP分子分别结合127+3个DPPC分子和93±2个DPPE分子,随着表面压力增大,当MBP分子分别与两种磷脂分子相互作用时,MBP插入到磷脂单层界面的个数逐渐减少;（3）用原子力显微镜（AFM）对DPPC、DPPE在不同浓度MBP亚相上单层膜的表面形貌进行了观测,发现MBP对DPPC、DPPE单层膜结构具有明显的影响。随着蛋白浓度的增加,脂分子形成的单层膜变得较为疏松,且MBP分子易于插入到分子头部较小的DPPE单层膜中;（4）当在蛋白亚相上磷脂单层表面压力为10mN/m时,π-T曲线的测试结果表明蛋白的存在使DPPC单层膜的表面压力逐渐减小,且蛋白浓度越大表面压力降低越多,DPPC被MBP带入到亚相中越多;（5）对于DPPE单层膜,蛋白通过与DPPE相互作用插入到界面膜中,引起表面压力增大,且蛋白浓度越高,压力变化量越大。研究发现,磷脂分子头部基团在髓鞘碱性蛋白与脂质相互作用过程中起到关键的作用,这对了解中枢神经系统髓鞘结构和功能具有重要的生物学意义。2.髓鞘碱性蛋白与负电性的二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸（DPPS）、二棕榈酰基磷脂酰甘油钠（DPPG）脂质间的相互作用。通过分析单分子膜的表面压力-平均分子面积（π-A）曲线,研究了不同浓度的MBP对DPPS、DPPG在空气/液体界面上单层膜的影响。实验结果表明：在亚相中不同浓度MBP溶液的界面上,DPPS、DPPG单层膜的等温线及分子的排列都发生了较大的变化。在一定表面压力下,当MBP浓度增大时,单层膜的π-A曲线向平均分子面积较大的方向移动。在理论方面,计算了蛋白质和脂质相互作用的分配系数以及蛋白质分子插入到脂质膜中的面积和数量,当表面压力为10mN/m时,一个MBP分子分别结合58±4个DPPS分子和37±6个DPPG分子。利用原子力显微镜（AFM）对DPPS、DPPG单层膜的表面形貌进行了观测,实验发现,随着蛋白浓度的增加,脂分子形成的单层膜的构象发生改变,且MBP分子易于插入到极限面积较小的DPPG单层膜中。3.髓鞘碱性蛋白与不饱和脂质二油酰基磷脂酰基胆碱（DOPC）的相互作用研究。深入分析了其单分子膜的表面压力-面积（π-A）等温曲线。对不同浓度的MBP与DOPC二元混合系统在空气／亚相上的单分子膜进行了热力学分析。实验结果表明：DOPC添加到含有不同浓度MBP的亚相中,膜的压缩性以及分子的排列都发生了较大的变化。在同一膜压下,随着MBP浓度的增大,混合单分子膜的面积也随之增加。通过π-A曲线,定量的计算了蛋白质和磷脂相互作用的混合系数以及蛋白质分子吸附到脂质单层膜中的数量,最终得到在表面压力为10mN/m时,一个MBP分子对应76±3个的DOPC分子,并利用AFM对MBP吸附到脂质膜的表面形貌进行了观测。

关键词：髓鞘碱性蛋白磷脂 Langmuir单层膜分配系数原子力显微镜

棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间的相互作用研究

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棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间的相互作用研究

作者：何光晓陕西师范大学

学位级别：硕士

近年来,生物膜结构和功能的研究已成为分子生物学及生物医学中最令人关注的热点领域之一。研究发现人类多种疾病的发生、发展与棕榈酸诱导和胰岛素抵抗密切相关。因此,从分子水平研究棕榈酸与脂分子及胰岛素间的相互作用已成为研究多种... 详细信息

近年来,生物膜结构和功能的研究已成为分子生物学及生物医学中最令人关注的热点领域之一。研究发现人类多种疾病的发生、发展与棕榈酸诱导和胰岛素抵抗密切相关。因此,从分子水平研究棕榈酸与脂分子及胰岛素间的相互作用已成为研究多种疾病发生、发展规律的核心点和关键点,这对于理解和治疗与棕榈酸诱导及胰岛素抵抗相关的疾病具有重要的生物学意义和参考价值。研究脂分子间及其与蛋白质的相互作用最有利的工具为脂单分子层技术(即langmuir-Blodgett(LB)膜技术)。本文采用LB膜技术模拟研究了Langmuir单层膜中棕榈酸与脂质分子及牛胰岛素间相互作用。本文重点对以下两个方面进行了研究： (1)棕榈酸(PA)与二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)混合单层膜的理化特性及表面形貌。通过将LB膜技术与原子力显微镜相结合研究了二元PA/DPPE混合单层膜在两种亚相条件下(pH为6.2和3)的热力学特性与形态特征。在两种pH值亚相条件下,利用LB膜技术制备了PA/DPPE混合单层膜。得到了混合单层膜在两种pH值亚相条件下的π-A等温线。基于π-A等温线,计算得到了对应的过量分子面积、过量吉布斯自由能、相互作用参数、活度系数等热力学参数。对PA/DPPE混合单层膜的稳定性、混合性、结构特征及相互作用机制进行了讨论。对混合单层膜的表面形貌进行了原子力显微镜检测。给出了PA/DPPE混合单层膜在界面上的二维分子排列模型图。实验结果发现：①在两种pH值亚相条件下,PA/DPPE混合单层膜的π-A等温线均随PA摩尔分数的增加而规律地排列在两种纯组分的等温线之间;②在两种亚相条件下混合单层膜的平均分子面积均随XPA和表面压力的增加而降低;③在XPA=0.7且亚相pH=6.2和XPA=0.5且亚相pH=3时,过量分子面积分别得到了最大值,表明随PA摩尔比的增加,混合单层膜中PA与DPPE分子间作用力增强,斥力变大;④在亚相pH为6.2和3时,随表面膜压的增加,混合单层膜的过量吉布斯自由能和相互作用参数均逐渐变大并表现出规律性地变化,但其最值分别出现在不同的摩尔比(即亚相pH值为6.2时,最值出现在XPA=0.7,亚相pH为3时,最值出现在XPA=0.5),说明在DPPE单层膜中加入PA分子会对混合单层膜的稳定性及分子间相互作用产生重要影响;⑤亚相pH为3时混合单层膜活度系数f1的值与亚相pH为6.2时混合单层膜活度系数f1的值有相反的变化趋势,而亚相pH值为3时活度系数f2的数值与亚相pH值为6.2时混合单层膜活度系数f2的数值变化趋势相同;⑥对两种pH值亚相条件下不同比例的混合单层膜的表面形貌进行观测,结果表明在两种亚相条件下不同比例的PA/DPPE混合单层膜出现了不同程度的聚集。与亚相pH值为6.2时相比,pH为3的亚相环境使得纯组分及混合组分单层膜的缺陷增多且混合单层膜表面粗糙度的变化趋势也发生了改变。 (2)牛胰岛素(INS)与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)及PA在单层膜中的相互作用。研究了DPPC和PA对INS单层膜的界面相行为、稳定性、吸附特性及可压缩性等的影响。运用了压力-面积(π-A)等温线、压力-时间(π-T)曲线、以及原子力显微镜技术等探究了胰岛素单层膜、INS/DPPC混合单层膜、INS/PA混合单层膜的界面相行为和表面形貌特性。结果发现：①混合单层膜的相行为和横向组装取决于脂分子的极性头部间、疏水尾链间以及脂分子与INS分子间的相互作用;②在100min内,INS/DPPC混合单层膜的稳定性高于INS/PA混合单层膜的稳定性;③INS吸附到单层膜的能力主要取决于单层膜的成分和组装密度;④通过原子力显微镜对纯INS、DPPC、PA及INS/DPPC和INS/PA单层膜进行了表面形貌观察,发现在高膜压下单层膜中的PA分子更易诱导INS分子发生聚集;⑤检测了不同pH值(pH=2,5.3和10)亚相条件下INS单层膜的表面形貌,发现在单层膜中有脂质分子存在时或在非特异性疏水环境中易诱导INS分子发生聚集。

关键词：棕榈酸 DPPE DPPC 胰岛素 Langmuir单层膜原子力显微镜

两亲胆固醇壳聚糖碳酸酯的合成及其单分子膜的形成与性能研究

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化学工程与装备 2019年第4期 30-36页

作者：关怀民刘玉洁张新丽廖梦廉童跃进福建师范大学化学与材料学院福建省高分子重点实验室福建省先进材料化工基础重点实验室

本文从壳聚糖结构特点出发,利用甲磺酸保护壳聚糖氨基,在羟基上引入胆固醇合成两亲性胆固醇壳聚糖碳酸酯(ACCC),利用FT-IR和13C-NMR方法证明碳酸酯基的生成。采用langmuir膜技术跟踪探究不同取代度ACCC的单分子膜在空气/水界面上的形成... 详细信息

本文从壳聚糖结构特点出发,利用甲磺酸保护壳聚糖氨基,在羟基上引入胆固醇合成两亲性胆固醇壳聚糖碳酸酯(ACCC),利用FT-IR和13C-NMR方法证明碳酸酯基的生成。采用langmuir膜技术跟踪探究不同取代度ACCC的单分子膜在空气/水界面上的形成过程及膜性能,由表面压-单分子层表观面积(π-A)等温曲线得知,从气相到固相变化过程中两亲壳聚糖衍生物单分子经历从分散到集中,在空气/水界面上逐渐形成单分子膜,单分子膜稳定性和强度取决于胆固醇取代度的变化。取代度分别是2.6和3.9的ACCC的膜平均极限面积(A*)达到346.76和652.65cm~2,相应塌陷压值分别等于46.13和47.48mN/m,表明这两种胆固醇壳聚糖碳酸酯langmuir膜具有良好的性能和稳定性。通过langmuir-Blogett技术将单分子膜转移制备多层膜修饰的ITO电极。

关键词：两亲胆固醇壳聚糖碳酸酯 Langmuir单层膜等温曲线 langmuir-Blogett膜

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生物单层膜调控不同形貌方解石单晶生长研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2012年第2期31卷 172-176页

作者：王宝基李晓华河南理工大学物理化学学院河南焦作454000

研究了二棕榈磷脂酰胆碱生物Langmuir单层膜对不同形貌碳酸钙晶体的成核和取向生长的调控作用.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术对晶体的结构和形貌进行了表征和观察.结果表明,在生物单分子膜诱导作用下,通过改变饱和溶液中的... 详细信息

研究了二棕榈磷脂酰胆碱生物Langmuir单层膜对不同形貌碳酸钙晶体的成核和取向生长的调控作用.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术对晶体的结构和形貌进行了表征和观察.结果表明,在生物单分子膜诱导作用下,通过改变饱和溶液中的Ca2+浓度,可以获得块状和花瓣状不同形貌的碳酸钙晶体,且均为沿(104)晶面取向生长的方解石单晶,并进一步探讨了生物单层膜在晶体生长上的调控机理以及Ca2+浓度对膜控晶体形貌的影响机制.

关键词：二棕榈磷脂酰胆碱 Langmuir单层膜方解石单晶

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牛血清白蛋白调制下金纳米片矿化

商丘师范学院学报 2018年第9期34卷 36-41页

作者：薛中会上海出版印刷高等专科学校基础部上海200093

以牛血清白蛋白(BSA)单分子膜做模板,在室温下通过和亚相中的四氯金酸离子的相互作用,获得了金纳米片.利用透射电镜(TEM),选区电子衍射(SAED)和X射线衍射(XRD)的方法对获得样品进行了表征.结果表明牛血清白蛋白在形成金纳米片的过程起... 详细信息

以牛血清白蛋白(BSA)单分子膜做模板,在室温下通过和亚相中的四氯金酸离子的相互作用,获得了金纳米片.利用透射电镜(TEM),选区电子衍射(SAED)和X射线衍射(XRD)的方法对获得样品进行了表征.结果表明牛血清白蛋白在形成金纳米片的过程起着还原金离子和控制金纳米片取向聚集和生长的双重作用.在反应的初期,获得了无定形态的金纳米颗粒,随着反应时间的推进获得了取向生长的金纳米片.结果表明三角片状的金颗粒沿着(111)面取向生长.该研究对于利用生物路线获取单晶金纳米颗粒提供了一个可以借鉴的方法.

关键词：牛血清白蛋白 Langmuir单层膜金纳米片生物矿化

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界面上金属纳米结构的制备与表征

界面上金属纳米结构的制备与表征

作者：丁慧萍山东大学

学位级别：硕士

由于贵金属纳米粒子具有特殊的不同于体相的光学、电子、催化等性质和潜在的应用前景,近年来在纳米粒子的制备、纳米结构的组装以及结构与性能的表征诸方面的研究正得到越来越广泛的关注。而Langmuir单层膜技术则是一种非常有效的制备... 详细信息

由于贵金属纳米粒子具有特殊的不同于体相的光学、电子、催化等性质和潜在的应用前景,近年来在纳米粒子的制备、纳米结构的组装以及结构与性能的表征诸方面的研究正得到越来越广泛的关注。而Langmuir单层膜技术则是一种非常有效的制备和组装纳米结构的手段。本文以功能性两亲分子形成的Langmuir单层膜作模板,在气／液或固／液界面上通过界面反应,一步制备得到了多种纳米结构,并用透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、选区电子衍射（SAED）、紫外-可见光谱和表面增强拉曼光谱（SERS）等对其结构和性能进行了深入研究,并探讨了这些纳米结构的形成机制。本文研究内容主要包括以下三个部分：一、在喷碳铜网/Langmuir单层膜／HAuCl4水溶液形成的复合固液界面上制备了金的多枝状纳米结构。使用双亲性的酞菁衍生物、二甲基二（十六烷基）溴化铵（DMDPB）和紫精衍生物形成的单层膜为模板,通过固液界面上的无电沉积技术,在碳层上分别得到了万寿菊状纳米花、仙人掌状纳米枝和雪花状的金纳米结构。结果表明,各种反应条件,如反应时间、反应温度和亚相的浓度都会对纳米结构的形貌产生影响。在这三种纳米结构中,Au的（110）、（001）和（110）面分别平行于水面,其形成可归因于AuCl4-和Cu间的置换反应和电化学反应、碳层的电子传导、纳米结构的非均相生长及Langmuir单层膜的模板效应。表面增强拉曼光谱测定显示该结构对罗丹明6G拉曼散射具有良好的表面增强效应。二、在卟啉衍生物和花生酸于空气／AgNO3水溶液界面形成的单分子膜的诱导下,借助于无电沉积技术在固／液界面制备了枝状银纳米结构。当将喷碳铜网分别置于较低温度（＜20℃）和较高温度（20-50℃）下所形成的Langmuir单层膜上时,则分别在碳膜上形成了银的多枝状纳米结构和纳米片。多枝状纳米结构由平行的纳米带组成,且这些纳米带的（110）面平行于界面。Ag+和Cu间的电化学反应、碳层的电化学传导作用、Langmuir单层膜的模板效应及银纳米粒子在界面的非均相生长和聚集共同作用导致了这种纳米结构的形成。三、气／液界面上Au纳米粒子的制备和表征。在HAuCl4水溶液表面上铺展双亲性离子液分子形成单层膜,在不同的温度下,由甲醛气体或紫外光照射,使金离子还原,在界面上生成了Au纳米粒子。研究发现,在低浓度亚相上形成了三角、六角或截头三角形的单晶金的纳米片,而高浓度亚相上则形成花状等不规则粒子。金纳米片的（111）面平行于水面。UV-vis光谱也证实了纳米片和纳米粒子的形成。不同形貌的纳米粒子的形成与成核和生长过程有关。这些纳米粒子构成的薄膜对罗丹明6G的拉曼光谱散射具有良好的表面增强效应。

关键词： Langmuir单层膜无电沉积固/液界面气/液界面金银纳米结构

和频光谱双偏振角方法对手性分子气液界面的定量分析

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和频光谱双偏振角方法对手性分子气液界面的定量分析

作者：魏锋中国科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,界面研究在物理、化学、材料、生物等领域的研究中变得越来越重要。由于二阶非线性光学方法具有独特的界面灵敏性和界面选择性,二次谐波方法、和频光谱方法等二阶非线性光学方法在界面研究中的应用变得越来越广泛,已经成为获取... 详细信息

近年来,界面研究在物理、化学、材料、生物等领域的研究中变得越来越重要。由于二阶非线性光学方法具有独特的界面灵敏性和界面选择性,二次谐波方法、和频光谱方法等二阶非线性光学方法在界面研究中的应用变得越来越广泛,已经成为获取界面分子层次认识的重要手段。手性界面的研究是界面科学中的一个重要分支。与圆二色谱、拉曼光学活性等线性光学方法相比,二阶非线性光学的手性测量方法有手性光谱响应大、灵敏度高等优势,是手性界面表征和分子层次信息分析的重要手段。本实验组近两年内发展了二次谐波线性偏振方法（Second Harmonic Generation - Linear Dichroism or SHG-LD）的偏振分析手段,可以用于获取界面二阶极化率之间的比例、相对相位、界面折射率等微观分析的关键信息,也可以用于精确测量界面的手性过剩量。本论文将二次谐波线性偏振方法用于探测不同成膜条件下DiA分子langmuir膜,澄清了DiA分子langmuir膜中手性响应的来源问题和磁偶极矩效应对非线性手性信号的贡献大小问题;将SHG-LD方法的测量和分析方法扩展至和频光谱方法的测量中,发展了和频光谱测量中的新手性检测和分析方法:双偏振角方法,并将它用于探测柠檬烯液体/空气界面的手性响应。本论文的主要内容为: 第一章简要介绍了界面科学的发展和应用,二次非线性光学方法应用于界面研究的历史、现状和优势,用于界面手性表征的概况。总结了本论文研究工作的目的和意义。第二章介绍了非线性光学效应的基本原理,解释了和频光谱信号的基本公式和物理量,说明了进行和频光谱测量的实验方法和从微观分子超极化率获得宏观界面二阶极化率的计算方法,阐述了综合偏振选择定则、实验构型改变、零位偏振角方法等进行和频光谱数据分析获得界面分子层次信息的方法。第三章说明了二次谐波线性偏振方法对气液界面手性响应的测量方法、解释了二阶非线性光学中手性响应的来源和界面“真”“假”手性的区分办法。用不同成膜方式获得的膜压曲线和SHG-LD的偏振依赖曲线,说明了DiA分子langmuir膜在压缩状态下的不稳定性和驰豫特性;阐述了手性langmuir膜的形成机理和作用因素,对langmuir膜中DiA分子的取向和表面富集程度做了定量化的表征,对langmuir膜中的手性响应来源和磁偶极矩贡献大小这两个问题做了澄清。第四章用双偏振角方法的基本表达公式和数值模拟说明了双偏振角方法的优势,提出了从双偏振角方法实验数据中获取相对相位的解决方案;描述了双偏振角方法的实验可行性和校正方法;在R-柠檬烯与S-柠檬烯的气液界面验证了和频光谱双偏振角方法的实用性和精确度,并总结获得了一些双偏振角方法的经验和规律。第五章是结论和展望。

关键词：手性气液界面二次谐波方法 DiA Langmuir单层膜双偏振角方法柠檬烯和频光谱方法