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分子印迹水凝胶光子晶体对烟酰胺溶液浓度响应性的研究

作　者: 李志良
导　师: 高建平
学　校: 天津大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 响应性分子印迹光子晶体水凝胶烟酰胺反蛋白石结构颜色
分类号: O621.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

响应性水凝胶光子晶体在一定外界条件刺激下,凝胶体系发生体积上的变化,进而引起光子晶体的光子带隙改变而产生响应。分子印迹聚合物技术是一种制备对特定分子具有专一识别性能的聚合物的技术。将响应性水凝胶光子晶体与分子印迹技术结合起来可得到对特定物质具有专一、灵敏响应性的分子印迹水凝胶光子晶体(MIPCs)。本文通过在凝胶光子晶体体系中印迹烟酰胺(Nicotinamide, NA)制备出了印迹烟酰胺反蛋白石水凝胶光子晶体,并探讨了印迹反蛋白石水凝胶光子晶体的结构颜色及其对外界环境的响应性情况。1.采用乳液聚合法通过调节乳化剂的用量制备出了单分散聚苯乙烯(PS)微球,通过垂直沉积法制得单晶态的蛋白石结构PS模板。2.通过在丙烯酰胺前驱液中加入一定量的烟酰胺,制得印迹反蛋白石水凝胶光子晶体,研究了印迹的丙烯酰胺水凝胶光子晶体与未印迹的水凝胶光子晶体在烟酰胺水溶液中的响应情况。印迹与非印迹水凝胶光子晶体的反射峰在烟酰胺水溶液中都发生红移,印迹的光子晶体较未印迹的光子晶体红移程度大。3.通过在丙烯酰胺前驱液中加入不同量的丙烯酸和烟酰胺,制得了一系列印迹反蛋白石水凝胶光子晶体。一定范围内随印迹量的增加,反射峰的红移程度增加,随交联度的增加,红移程度减小,并调节丙烯酸的含量,研究其对响应情况的影响。研究了加入的印迹分子量与丙烯酸量之比对制备的光子晶体响应性的影响。4.研究了烟酰胺印迹光子晶体在与烟酰胺结构类似物质的环境中的响应情况。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-23
  1.1 光子晶体简介及其结构特征  8-10
  1.2 缺陷态光子晶体的介绍  10-11
  1.3 光子晶体的制备方法  11
  1.4 响应性光子晶体  11-20
    1.4.1 化学响应光子晶体  11-13
    1.4.2 生物响应性光子晶体  13-14
    1.4.3 溶剂响应性光子晶体  14
    1.4.4 物理响应性光子晶体  14-16
    1.4.5 分子印迹光子晶体  16-20
      1.4.5.1 茶碱、麻黄素分子印迹水凝胶光子晶体  16-17
      1.4.5.2 锈去津分子印迹光子晶体  17
      1.4.5.3 牛血清蛋白分子印迹水凝胶光子晶体  17-18
      1.4.5.4 多巴胺分子印迹光子晶体  18-19
      1.4.5.5 胆酸分子印迹光子晶体  19-20
      1.4.5.6 印迹蛋白质球状光子晶体  20
  1.5 分子印迹光子晶体的展望  20-23
第二章实验部分  23-29
  2.1 原料、药品、仪器与设备  23-24
    2.1.1 试剂与原料  23
    2.1.2 仪器  23-24
  2.2 分子印记光子晶体的制备  24-29
    2.2.1 聚苯乙烯模板的制备  24-25
      2.2.1.1 单分散聚苯乙烯微球的制备  24
      2.2.1.2 垂直沉积法制备PS模板  24-25
    2.2.2 非印记PAM反蛋白石凝胶光子晶体的制备  25
      2.2.2.1 丙烯酰胺前驱液的配制  25
      2.2.2.2 模板的填充与聚合  25
      2.2.2.3 PS模板的选择性去除  25
      2.2.2.4 反蛋白石水凝胶的制备  25
    2.2.3 印迹烟酰胺丙烯酰胺凝胶光子晶体(AM-NA-IPCs)的制备  25-26
      2.2.3.1 前驱液的配置  25-26
      2.2.3.2 模板的填充聚合与去除  26
      2.2.3.3 印记分子的去除  26
      2.2.3.4 反蛋白石印记烟酰胺光子晶体形貌分析  26
    2.2.4 印迹烟酰胺丙烯酰胺丙烯酸共聚反蛋白石结构水凝胶光子晶体(AM-co-AA-NA-IPCs)的制备  26-27
      2.2.4.1 前驱液的配制  26
      2.2.4.2 模板的填充聚合  26
      2.2.4.3 模板的去除  26-27
      2.2.4.4 印迹分子的去除  27
      2.2.4.5 反蛋白石印记烟酰胺光子晶体形貌分析  27
    2.2.5 非印迹丙烯酰胺丙烯酸共聚反蛋白石结构水凝胶光子晶体(AM-co-AA-NA-NIPCs)的制备  27
      2.2.5.1 前驱液的配制  27
      2.2.5.2 模板的填充聚合与去除  27
      2.2.5.3 反蛋白石非印迹光子晶体(AM-co-AA-NA-NIPCs)形貌分析  27
    2.2.6 印迹丙烯酸反蛋白石水凝胶光子晶体(AA-NA-IPCs)的制备  27
    2.2.7 反蛋白石水凝胶光子晶体的光学性质  27-28
    2.2.8 反蛋白石水凝胶光子晶体响应性的测试  28-29
      2.2.8.1 PAM-NIPCs和NA-PAM-IPCs响应性的测试  28
      2.2.8.2 不同丙烯酸含量的(AM-co-AA-NA-IPCs)响应性的研究  28
      2.2.8.3 不同印记分子量的(AM-co-AA-NA-IPCs)响应性的研究  28
      2.2.8.4 (AM-co-AA-NA-IPCs)在烟酸溶液中的响应情况  28
      2.2.8.5 (AM-co-AA-NA-IPCs)在丙烯酰胺溶液中的响应情况  28
      2.2.8.6 (AM-co-AA-NA-NIPCs)响应性的研究  28
      2.2.8.7 (AA-NA-NIPCs)响应性的研究  28-29
第三章结果与讨论  29-61
  3.1 印迹分子的选择  29
  3.2 聚苯乙烯微球的合成  29-31
    3.2.1 聚苯乙烯微球合成条件  30
    3.2.2 聚苯乙烯微球的微观形貌  30-31
  3.3 聚苯乙烯蛋白石模板的制备  31-34
    3.3.1 聚苯乙烯模板的SEM照片  31-32
    3.3.2 聚苯乙烯模板的光学照片与光谱分析  32-34
  3.4 印记烟酰胺聚丙烯酰胺光子晶体(PAM-NA-IPCs)的制备  34-40
    3.4.1 聚丙烯酰胺凝胶光子晶体的形貌分析  34-35
    3.4.2 聚丙烯酰胺凝胶光子晶体的形貌分析  35
    3.4.3 PAM-NIPCs与烟酰胺-PAM-IPCs的光学分析  35-36
    3.4.4 AM- PCs和AM-NA-IPCs响应性的研究  36-40
      3.4.4.1 乙醇/水溶液的响应性  36-37
      3.4.4.2 乙二醇/水溶液的响应性  37-38
      3.4.4.3 NA溶液中的响应性研究  38-40
  3.5 丙烯酰胺/丙烯酸共聚水凝胶烟酰胺印记光子晶体(AM-co-AA-NA-IPCs)的响应性研究  40-61
    3.5.1 (AM-co-AA-NA-IPCs)的制备  40-41
    3.5.2 (AM-co-AA-NA-IPCs)的光学照片分析  41-42
    3.5.3 AM-co-AA-NA-IPCs微结构的形貌分析  42-43
    3.5.4 烟酰胺印记量不同的AM-co-AA-NA-IPCs响应性的研究  43-46
    3.5.5 不同丙烯酸含量的AM-co-AA-NA-IPCs响应性的研究  46-49
    3.5.6 不同模版粒径制备的AM-co-AA-NA-IPCs响应情况的研究  49-51
    3.5.7 不同NA/AA比的(AM-co-AA-NA-IPCs)的响应情况的研究  51-53
    3.5.8 相同NA/AA比不同丙烯酸含量的(AM-co-AA-NA-IPCs)响应情况的研究  53-55
    3.5.9 不同交联度的AM-co-AA-NA-IPCs响应性的研究  55-56
    3.5.10 AM-co-AA-NA-IPCs对V83 分子专一性识别的研究  56-59
    3.5.11 AM-co-AA-NA-IPCs响应时间和重复性的研究  59-61
第四章结论  61-63
参考文献  63-66
发表论文和参加科研情况说明  66-67
致谢  67

分子印迹水凝胶光子晶体对烟酰胺溶液浓度响应性的研究

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