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环氧琥珀酸聚合物

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    青龙衣green walnut husks来源于胡桃科胡桃属植物胡桃和胡桃楸的未成熟果实的干燥外果皮。胡桃醌是青龙衣中的萘醌类化合物,也是主要活性成分[1]。现代药理研究表明,胡桃醌具有抗炎、抗菌、抗肿瘤等作用[2-5],对多种肿瘤细胞增殖均有抑制作用。目前,已证实胡桃醌能抑制宫颈癌细胞生长,并诱导其凋亡、抑制细胞迁移、侵袭[6-7]。其对肝癌HepG2细胞的体内外抑制活性显著,能够上调死亡受体5(death receptor 5,DR5)表达,通过ROS介导的p53信号通路激活,促进自噬体形成,诱导细胞的凋亡与自噬[8]。胡桃醌对人乳腺癌MCF-7细胞抑制生长效果明显,与时间和浓度呈正相关,同时使Bcl-2相关X蛋白/B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2 associated X protein/B-cell lymphoma-2,Bax/Bcl-2)比值升高,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cystein- asparate protease-3,Caspase-3)、Caspase-9被激活,诱导细胞凋亡[9]。但胡桃醌水溶性差,易升华,能随水蒸汽挥发,长期存放易发生氧化分解,限制了其在新药开发和在临床上的应用[10],因此,针对其药理活性及潜在应用,设计一种可有效提高胡桃醌稳定性的递药体系具有重要意义。 两亲性嵌段共聚物是在自组装过程中将疏水性药物包覆或键合在聚合物中形成的载药纳米胶束,其能够弥补传统药物水溶性差、吸收率低等不足,可提高药物生物利用度,实现靶向控制释放,在抗癌药物递送中被广泛应用[11]。白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)是从兰科白及属植物白及Bletilla striata (Thunb.) Reichb. f.的干燥块茎中提取得到的一类水溶性多糖,作为天然高分子材料,具有结构稳定、生物可降解、生物安全性高、易于修饰改造等特点,逐渐成为一种纳米药物递送系统的新型优良载体材料[12]。维生素E琥珀酸酯(vitamin E succinate,VES)是维生素E的类似物,因具有较长的脂肪链而疏水性较强,将其和白及多糖连接可提高包载药物的稳定性。VES还能够抑制肿瘤细胞生长和诱导肿瘤细胞凋亡,且只对肿瘤细胞有抑制作用,对正常的组织细胞无任何不良反应,因此VES具有药物和载体的双重作用[13-14],在递送药物的同时达到辅助治疗的效果。 本实验以白及多糖为亲水端,VES为疏水端,合成两亲性嵌段共聚物BSP-VES,将其作为载体制备胡桃醌载药胶束(Jug/BSP-VES),同时考察制备过程中各因素对包封率和载药量的影响,采用星点设计-效应面法(central composite design-response surface methodology,CCD-RSM)优化Jug/BSP-VES胶束的处方和工艺,并进行质量评价,为传统中药青龙衣及其活性成分胡桃醌的开发及临床应用提供参考。 1 仪器与材料 1.1 仪器 Agilent 1260 Series型高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url],美国安捷伦有限公司;DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器,上海秋佐科学仪器有限公司;KQ-200KDB型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;UV-765型紫外-可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;Advantage型台式托盘冻干机,美国VirTis公司;80-2型电动离心机,上海浦东物理光学仪器厂;Zetasizer Nano ZSE型纳米粒度电位仪,英国马尔文公司;FTIR-650型傅里叶变换红外光谱仪,天津港东科技股份有限公司;970CRT型荧光分光光度计,北京恒奥德仪器有限公司;Hula Dancer Digital型涡旋混合器,德国IKA公司;Talos F200S G2型透射电子显微镜(TEM),赛默飞仪器公司。 1.2 试药 胡桃醌原料药(批号A2007171,质量分数≥97%)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)、4-二甲氨基吡啶(DMAP),上海阿拉丁试剂有限公司;白及多糖,批号GH210721,西安国豪生物科技有限公司;胡桃醌对照品,批号RFS-H07511804026,质量分数>98%,成都瑞芬思生物科技有限公司;VES,批号VS1210200734,西安海斯夫生物科技有限公司;芘,分析纯,上海九鼎化学有限公司。 2 方法与结果 2.1 BSP-VES聚合物的合成 称取3.2 g BSP超声溶解于30 mL DMSO中。另称取适量VES、DMAP和EDC(nVES∶nDMAP∶nEDC=1∶1∶1.2)溶于DMSO后磁力搅拌活化1 h,BSP溶液缓慢滴入,密封圆底烧瓶,38 ℃水浴搅拌下反应48 h,室温冷却后移至透析袋(截留相对分子质量3 500)中用纯化水透析2 d以除去未反应试剂。将溶液3 500 r/min离心(离心半径10 cm)15 min取上清液,?20 ℃冰箱中预冻,随后进行冷冻干燥,得到棕色絮状疏松固体,置于4 ℃冰箱中冷藏备用,反应式见图1。 图片 2.2 BSP-VES的表征及结果 2.2.1 核磁共振氢谱(1H-NMR)检测 以D2O为溶剂,对BSP-VES合成产物进行1H-NMR分析。结果如图2所示,δ 3.0~4.0处宽峰为白及多糖上甘露糖和葡萄糖单元中的亚甲基和次甲基(CH2-O和CH-O)的质子峰,δ 0.8~1.0附近为VES中甲基(e)、亚甲基信号峰,δ 5.31处为白及多糖(1,6)糖苷键(a)的质子化学位移。以上结果表明合成产物为BSP-VES[15]。 图片 2.2.2 红外光谱(IR)检测 采用IR法分别对BSP、VES、BSP-VES进行表征,红外扫描范围为4 000~500 cm?1,结果如图3所示。BSP的结果图(图3-a)中,3 384.56、2 921.63 cm?1为O-H和C-H的伸缩振动峰,1 149.37、1 076.08、1 025.94 cm?1为吡喃糖苷构型的特征峰。VES的结果图(图3-b)中,2 923.56 cm?1为-CH2、-CH的伸缩振动峰,1 749.12、1 710.55 cm?1为羧基和酯基中C=O伸缩振动峰,1 373.07、1 157.08 cm?1为-CH3和C-O的伸缩振动峰。BSP-VES的结果图(图3-c),其中2 921.63 cm?1处的C-H伸缩振动峰增强,说明有VES中大量-CH2、-CH3的引入,1 739.48 cm?1为酯基中C=O伸缩振动峰,1 567.84 cm?1为VES中苯环骨架振动峰,揭示了VES的引入[16]。 图片 2.3 Jug/BSP-VES胶束的制备 采用溶剂挥发法制备Jug/BSP-VES胶束[17]。称取20 mg的BSP-VES于15 mL水中,称取2 mg胡桃醌溶于3 mL无水乙醇中,在搅拌下将含药溶液滴加至水相中,在30 ℃下搅拌6 h,有机溶剂挥发完全后即得Jug/BSP-VES胶束溶液。预冻后,置于冻干机中,取出即得冻干粉。 2.4 Jug/BSP-VES中胡桃醌含量测定方法 2.4.1 色谱条件 色谱柱为依利特Kromasil(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为甲醇-水(70∶30);检测波长248 nm;柱温25 ℃;体积流量1.0 mL/min;进样量10 μL。 2.4.2 溶液的配制 (1)对照品溶液的配制:精密称取胡桃醌对照品5.0 mg,置于25 mL量瓶中,甲醇溶解并定容,得质量浓度为200 μg/mL的对照品储备液。 (2)供试品溶液的配制:精密吸取Jug/BSP-VES胶束溶液0.5 mL至10 mL量瓶中,甲醇破乳并定容至刻度,摇匀,即得Jug/BSP-VES供试品溶液。空白胶束供试品溶液同法操作。 2.4.3 专属性考察 分别取适量空白胶束供试液、适当浓度的胡桃醌对照品溶液及Jug/BSP-VES供试品溶液各10 μL,注入[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url],按“2.4.1”项下色谱条件测定,记录色谱图。结果见图4,空白胶束在胡桃醌处无干扰,专属性良好。 图片 2.4.4 线性关系考察 取“2.4.2”项下对照品溶液适量,加甲醇稀释,得到系列质量浓度为1、5、10、30、50、70、100 μg/mL的对照品溶液,按“2.4.1”项下色谱条件进样测定,记录峰面积,以峰面积(Y)对质量浓度(X)进行线性方程拟合,得回归方程为Y=44.786 X-38.423,r=0.999 8,结果表明胡桃醌在1~100 μg/mL线性关系良好。 2.4.5 精密度试验 取“2.4.4”项下低、中、高3个质量浓度(分别为5、30、70 μg/mL)胡桃醌对照品溶液,同1 d内各质量浓度分别进样5次,计算日内精密度;各质量浓度连续进样5 d,计算日间精密度。日内与日间精密度RSD均小于2.0%,表明仪器的精密度良好。 2.4.6 稳定性试验 精密吸取同一供试品溶液在0、2、4、8、12、24 h下,按照“2.4.1”项下色谱条件进行测定,结果峰面积的RSD值为0.596%,表明供试品溶液在24 h内稳定性良好。 2.4.7 重复性试验 取同一批Jug/BSP-VES 6份,按“2.4.2”项方法制备供试品溶液,按照“2.4.1”项下色谱条件进行测定,计算胡桃醌质量浓度的RSD值为1.03%,表明测定方法的重复性良好。 2.4.8 加样回收率试验 精密量取200 μg/mL胡桃醌对照品溶液0.25、1.50、3.50 mL各3份于10 mL量瓶中,加入BSP-VES聚合物,用甲醇定容,分别得到胡桃醌质量浓度为5、30、70 μg/mL的溶液,按“2.4.1”项下色谱条件测定胡桃醌的含量,测得加样回收率均在99%~102%,RSD均小于2.0%,表明检测结果准确可靠。 2.5 胡桃醌包封率、载药量的测定 采用离心法进行聚合物胶束药物包封率和载药量的测定[18]。精密吸取Jug/BSP-VES胶束溶液1 mL至1.5 mL离心管中,3 000 r/min离心(离心半径8 cm)10 min,除去游离药物,吸取0.5 mL上清液,甲醇破乳并定容至刻度,摇匀,按“2.4.1”项下色谱条件进样分析。另取Jug/BSP-VES胶束溶液0.5 mL至10 mL量瓶中,甲醇破乳并定容至刻度,摇匀,按“2.4.1”项下色谱条件进样分析。将所得峰面积带入线性方程计算胡桃醌的包封率和载药量。 包封率=W胶束中药物量/W总药量 载药量=W胶束中药物量/W胶束质量 2.6 单因素考察 2.6.1 有机溶剂种类考察 固定其他条件不变,即有机溶剂用量为3 mL,挥发时间为6 h,制备温度为30 ℃,载药比为10∶1,水相用量为15 mL,分别加入有机溶剂氯仿、丙酮、甲醇、无水乙醇,考察不同有机溶剂种类对载药量和包封率的影响。结果(表1)显示,以无水乙醇为溶剂时,制备的胶束溶液包封率和载药量最高,因此,选择无水乙醇作为溶剂来制备Jug/BSP-VES胶束。 图片 2.6.2 有机溶剂用量考察 固定其他条件不变,即有机溶剂为无水乙醇,挥发时间为6 h,制备温度为30 ℃,载药比为10,水相用量为15 mL,加入一定量的BSP-VES和胡桃醌分别溶解于1、2、3、4、5 mL无水乙醇中,考察不同有机溶剂用量对载药量和包封率的影响。结果(表2)显示,当有机溶剂用量为3 mL时胡桃醌的载药量和包封率最高,因此,选择3 mL作为有机溶剂用量。 图片 2.6.3 挥发时间考察 固定其他条件不变,即有机溶剂为无水乙醇,用量为3 mL,制备温度为30 ℃,载药比为10,水相用量为15 mL,考察挥发时间在4、5、6、7、8 h时,不同挥发时间对载药量和包封率的影响。结果(表3)显示,当挥发时间为6 h时胡桃醌的载药量和包封率最高,因此,选择6 h作为挥发时间来制备Jug/BSP-VES胶束。 图片 2.6.4 制备温度考察 固定其他条件不变,即有机溶剂为无水乙醇,用量为3 mL,挥发时间为6 h,载药比为10,水相用量为15 mL,考察制备温度在25、30、35、40、45 ℃时,不同制备温度对载药量和包封率的影响。结果(表4)显示,随着制备温度的增加,胡桃醌的载药量与包封率先升高后降低,因此将25~35 ℃的制备温度作为待优化项进行CCD-RSM实验。 图片 2.6.5 载药比考察 固定其他条件不变,即有机溶剂为无水乙醇,用量为3 mL,挥发时间为6 h,制备温度为30 ℃,水相用量为15 mL,精密称取药物2 mg,加入不同质量的载体,即载药比分别为6、8、10、12、14时,考察不同载药比对载药量和包封率的影响。结果(表5)显示,随着载体量的增加,胡桃醌的包封率先升高后降低,因此将8、10、12的载药比作为待优化项进行CCD-RSM实验。 图片 2.6.6 水相用量考察 固定其他条件不变,即有机溶剂为无水乙醇,用量为3 mL,挥发时间为6 h,制备温度为30 ℃,载药比为10,考察水相用量在5、10、15、20、25 mL时,不同水相用量对载药量和包封率的影响。结果(表6)显示,随着水相用量的增加,胡桃醌的载药量与包封率先升高后降低,因此将10~20 mL的水相用量作为待优化项进行CCD-RSM实验。 图片 2.7 CCD-RSM优化处方 在单因素考察实验基础上,进一步采用CCD- RSM优化制剂工艺。选取载药比(X1)、水相体积(X2)、制备温度(X3)3个因素,每个因素设定5个水平(?1.682、?1、0、+1、+1.682)。以胡桃醌包封率(Y1)和胡桃醌载药量(Y2)为考察指标进行3因素,5水平的CCD-RSM实验,结果见表7。采用Design-Expert统计软件对表7数据进行统计处理,并获得Y1、Y2值对自变量X1、X2、X3的多元线性回归方程,各考察指标的2项式拟合方程如下Y1=90.010+0.165 9 X1+0.700 4 X2-0.1071 X3-0.656 4 X1X2-1.020 X1X3-0.516 1 X2X3-4.430 X12-3.520 X22-4.100 X32;Y2=6.430-0.408 3 X1+0.288 5 X2-0.210 6 X3+0.251 8 X1X2-0.380 1 X1X3-0.374 7 X2X3-0.004 7 X12-0.057 7 X22-0.111 9 X32。各方程的方差分析结果见表8,结果表明该模型与实际试验拟合程度良好,且各因素影响显著用该模型分析和预测胶束的制备工艺是合适的。 图片 图片 利用Design-Expert统计软件绘制自变量对因变量的效应面和等高线图,结果见图5。最终确定最佳条件范围得到的最优处方:BSP-VES与胡桃醌的投药量分别为20 mg和2 mg,水相用量15 mL,制备温度30 ℃。预测在此条件下制备Jug/BSP-VES的包封率和载药量分别为90.047%、6.559%。 图片 2.8 最优处方的验证试验 按最优处方平行制备3批Jug/BSP-VES胶束溶液,测定其中胡桃醌的包封率、载药量。胡桃醌的平均包封率为(88.44±1.24)%、RSD值为1.79%,胡桃醌平均载药量为(6.54±0.02)%、RSD值为1.90%,RSD值均<3%,表明模型预测可靠,工艺重现性较好。 2.9 Jug/BSP-VES胶束的表征 2.9.1 Jug/BSP-VES胶束溶液外观及形态观察 取制备好的Jug/BSP-VES溶液,观察外观及丁达尔现象;取适量Jug/BSP-VES溶液纯水稀释,滴加至专用铜网上,待风干后,通过透射电子显微镜(TEM)观察形态并拍照。结果如图6所示,Jug/BSP-VES胶束溶液为黄色澄清溶液,丁达尔效应明显;在TEM下观察到Jug/BSP-VES胶束呈类球形,分散均匀。 图片 2.9.2 BSP-VES临界聚集浓度(critical aggregation concentration,CAC)的测定 采用芘荧光探针法检测聚合物的CAC。配制质量浓度为1 mg/mL的芘溶液和1 mg/mL的BSP-VES母液。取9个西林瓶,各加入0.25 mL芘溶液,氮气吹干后各加入不同质量浓度的1 mL BSP-VES溶液。稀释后BSP-VES溶液的质量浓度分别为100.00、50.00、10.00、5.00、1.00、0.50、0.10、0.05、0.01 μg/mL。涡旋5 min后超声30 min,室温避光静置24 h。荧光分光光度计的激发波长为330 nm,测定各溶液中芘的荧光吸收,以373、384 nm处样品的荧光光度值之比(I373/I384)对质量浓度的对数作图,两条切线的交点为CAC值。结果如图7所示,当BSP-VES质量浓度较低时,I373/I384值较小,当BSP-VES质量浓度增大时,I373/I384值增大,取图中两直线相交处为BSP-VES的CAC值,经计算,CAC值为5.95 μg/mL。 图片 2.9.3 包封率和载药量的测定 按最优处方制备Jug/BSP-VES胶束溶液,测定其包封率和载药量,方法同“2.5”项。结果发现Jug/BSP-VES胶束溶液的包封率为(89.140±1.163)%(n=3),载药量为(6.493±0.087)%(n=3)。 2.9.4 粒径及ζ电位测定 按最优处方制备Jug/ BSP-VES胶束溶液,Zetasizer Nano ZSE纳米粒度电位仪测定其粒径、粒度分布及ζ电位。结果如图8所示,测得Jug/BSP-VES胶束溶液的平均粒径为(120.30±2.80)nm,PDI为0.169±0.014,ζ电位为(?27.00±1.25)mV。 图片 2.9.5 差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC) 分别称取适量胡桃醌、BSP- VES、胡桃醌原料药物理混合物和Jug/BSP-VES胶束样品置于铝制样品盘中压制,氮气为保护气,扫描范围25~350 ℃,加热速率10 ℃/min。结果如图9所示。胡桃醌的特征吸收峰在156 ℃,BSP-VES的特征吸收峰为184 ℃,与胡桃醌的特征峰不重叠;物理混合物中,二者特征峰均出现,而Jug/ BSP-VES胶束的热量曲线上无胡桃醌的特征峰,说明胡桃醌已被成功包载进载体,特征吸收峰消失。 图片 2.9.6 储存稳定性考察 按最优处方制备Jug/ BSP-VES胶束溶液,在pH 4.5,4 ℃和25 ℃条件下测定其在第1、3、7、15 d的粒径和包封率。结果如表9所示,在4 ℃下,Jug/BSP-VES的粒径和包封率无较大变化,说明储存稳定性较好;在25 ℃下储存效果相对较差,随时间增加,胶束溶液粒径变大,包封率降低,因此4 ℃为Jug/BSP-VES胶束溶液的最优储存条件。 图片 2.9.7 体外释放考察 采用透析法考察胡桃醌和Jug/BSP-VES胶束溶液的体外释药情况。分别将胡桃醌、Jug/BSP-VES胶束溶液置于透析袋(截留相对分子质量3 500)中,透析袋两端夹紧,分别浸没在含有0.5%聚山梨酯-80的醋酸-醋酸钠缓冲液(Ph 4.5)中;恒温水浴(37.0±0.5)℃,转速100 r/min,每组平行进行3组试验,分别于选定的时间点收集5 mL样品,收集后补加等量同温的释放介质,所得到的样品经微孔滤膜滤过后进行HPLC分析,体外释药曲线如图10所示。胡桃醌溶液在6 h时释放到80%左右,Jug/BSP-VES胶束在48 h时的释放率为(82.13±2.51)%,达到了明显的缓释作用,表明将原料药制备成胶束可减缓药物的释放速度。 图片 3 讨论 胡桃醌作为抗肿瘤活性成分具有一定的毒性,对金鱼的半数致死量(median lethal dose,LD50)为1.3 mg/L,对小鼠ig给药、ip的LD50值分别为2.5、25.0 mg/kg[19-20]。此外,胡桃醌及其代谢产物能与肾脏细胞溶质蛋白共价结合,造成肾脏毒性[21]。研究表明,酒精能使胡桃醌中的毒性成分转变为其他物质[22],以酒精作为溶剂的胡桃醌制剂通常不显毒性。本研究通过BSP与VES发生酯化反应成功制备了BSP-VES胶束,以胡桃醌为模型药物,通过溶剂挥发法制备了Jug/BSP-VES载药胶束。Jug/ BSP-VES载药胶束外观呈类球型,粒度测定结果显示,Jug/BSP-VES胶束溶液的粒径图显示峰形呈单峰,分布范围较窄,说明胶束溶液粒径均一。TEM下观察到的Jug/BSP-VES胶束,其粒径比粒度仪测定结果较小,可能是由于在制样过程中胶束水分的挥干导致粒子发生皱缩所致。BSP-VES作为两亲性高分子材料,在水相中的浓度超过临界胶束浓度后可形成胶束,制备方法简便。 本实验设计了一种可提高胡桃醌稳定性的载药胶束,拟制成温敏凝胶剂、采用阴道给药的方式,用于治疗阴道炎症、宫颈癌术后等。正常人体阴道pH值范围在3.5~4.8[23],因此,体外释放实验采用的是pH 4.5并含有0.5%聚山梨酯-80的醋酸-醋酸盐缓冲液[24],来模拟阴道中的酸性环境。在稳定性研究中,也重点考察了上述条件下载药胶束的储存稳定性,而并未采用通常的PBS(0.01 mol/L,pH 7.4)缓冲体系和含10% FBS的PBS(0.01 mol/L,pH 7.4)缓冲体系。另外,本实验所制备的Jug/BSP-VES载药胶束处方中尽可能减少了辅料种类,以避免腔道用药过程中的副作用及不良反应。 在单因素实验中,本实验考察各因素对处方工艺的影响。制备温度的高低主要影响有机溶剂除去的速度,温度过高或过低,引起有机溶剂挥发速度过快或过慢,均不利于胶束对药物的包载[25]。因考虑到温度对制备的影响较大,在25~35 ℃时Jug/ BSP-VES胶束中的胡桃醌含量不稳定,因此,对制备温度作进一步实验。 对有机溶剂用量的考察中,有机溶剂用量过少时,容易造成药物不能完全溶解,随着有机溶剂用量的增加,药物在溶剂中均匀分散,能与胶束较好地结合,当有机溶剂用量过多时,在有限的时间内,容易造成挥发不完全导致包封率降低[25],因此选择3 mL作为有机溶剂用量。 综上所述,本研究制备的Jug/BSP-VES胶束,通过单因素实验与CCD-RSM优化后,包封率好,粒径均一,稳定性良好,为胡桃醌制剂的应用开发奠定了基础。

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    查了很多资料,好像没有使用液相单独测定琥珀酸的含量,一般都是测定有机酸的(同时测定几种有机酸,其中包括琥珀酸)。今天我按照参考文献做了琥珀酸的测定。条件如下色谱柱:Shimadzu C18柱(5um粒径 250×4.6mm)流动相:5% CH3OH – 0.10 mol/ L KH2PO4(pH 3.0)缓冲溶液(V/ V)流速:1 mL/ min 柱箱温度:室温(22 ±2 ℃) 检测波长:215 nm进样量:20μL资料说此条件下琥珀酸的保留时间为7-8min,线性范围0-600ug/mL.今天分别进了1mg/L,10mg/L的标样,可是20min内一直不出峰,怀疑是标样的浓度太低,后来又进了1mg/mL 的标样,结果20mi内仍然不出峰。(我是新手,当时没有继续延长时间.....)我以为此方法测不出来,后来用甲醇冲洗柱子时在60min左右出现了几个很大的峰。 我不知道是我的标样琥珀酸的峰,还是其他的物质?? 比如柱子里的其他残留物? 不过我觉得进样前柱子已经冲洗干净了哪位大侠测过琥珀酸的,能不能给些指导? 液相是不是不适合低或是微含量琥珀的测定。先跪谢 @ 哭谢!!

  • 废气中的聚合物监测

    如果排气筒废气中的污染物有聚合物,例如氯化聚烯烃、丙烯酸酯聚合物等,该如何监测?能测试单体的排放浓度代替聚合物的浓度吗?

  • 【原创大赛】pH 响应聚合物研究进展

    【原创大赛】pH 响应聚合物研究进展

    [font=宋体] pH [/font][font=宋体]响应聚合物研究进展[/font][font=宋体]1. pH [/font][font=宋体]响应聚合物概述[/font][font=宋体]一般而言,外界 pH 值的变化会导致生物大分子的水溶性或构象发生变化,因此具有类似结构的聚合物也能对环境的 pH 值变化做出相应的响应。该类聚合物具有 pH 响应的关键因素是一般主链上都含有大量对 pH 敏感的基团(弱电解质基团)如羧酸基、氨基、吡啶、咪唑基等。当外界环境的 pH 或离子浓度发生变化时,这些基团可以接受或释放质子来响应外界环境中 pH 的变化[76]。聚合物通过接受或给予质子导致其分子解离程度发生改变,造成聚合物分子的质子化或去质子化平衡发生移动,从而影响聚合物链的溶解性[77-78]。[/font][font=宋体]按照 pH 响应聚合物分子链中含有基团的性质 pH 响应聚合物可分为两大类:弱有机酸类和弱有机碱类[79]。弱有机酸类聚合物(如羧酸基)能在较低的 pH 值时接收质子呈正电性,而 pH 值较高时变成负电性,因为同种电荷间存在相互排斥作用使水与分子链之间的相互作用加强,进而提高了聚合物的亲水性,呈聚电解质状态,如聚甲基丙烯酸(PMAA)等[80-81];弱有机碱类聚合物则一般带有弱有机碱取代基,它能在低 pH 值件下得到质子变成亲水性基团,聚合物链之间因库仑排斥力而展开,而高 pH 条件下则是亲油性的,如聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)、聚乙烯基吡啶等[82-84]。[/font][font=宋体]目前关于 pH 响应聚合物合成的研究不断被报道,其中大部分是利用含有乙烯基的单体为原料进行聚合。常见的聚合方法主要包括:自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)、基团转移聚合(GTP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)等。自由基聚合是最常见的聚合方法,聚合产物通常为线性的高分子聚合物,相较于其它方法其合成条件相对简单,通常为一步反应,所得产物多为无规则共聚物。例如,Fan 等人[85]通过自由基聚合制备了一系列具有良好 pH 响应特性的聚合物,在低 pH 条件下,由于质子化叔胺单元的静电相互作用和亲水性,共聚物在水溶液中表现为溶解状态。而在高 pH 条件下,由于烷基上去质子化胺具有较强的疏水性,导致共聚物在水溶液中聚集沉淀。[/font][font=宋体]2 [/font][font=宋体]、pH 响应聚合物在分离富集领域的应用[/font][font=宋体]近年来,pH 响应聚合物在分离富集领域的应用潜力开始被众多研究者关注。基于pH 响应聚合物具有的溶解-沉淀 pH 响应特性,可以将目标物固定或吸附在 pH 响应聚合物上,通过调节环境的 pH 值使其形成共沉淀,实现对目标物的分离纯化。[/font][font=宋体]Bai [/font][font=宋体]等[86]开发了一种具有 pH 响应特性的聚合物,该聚合物是由 pH 反应型单体与糖基反应型单体共聚而成。所得的线性共聚物链与糖蛋白/糖肽样品在弱酸性 pH 条件下在水溶液中形成均相反应混合物,促进了聚合物基体与目标糖蛋白质/糖肽之间的偶联。只需降低体系 pH 值,即可使聚合物糖蛋白质/糖肽迅速自组装从溶液中析出大颗粒的团聚体,从而实现快速高效的样品回收。[/font][font=宋体]Ding[/font][font=宋体]等[87]以丙烯酸类化合物为功能单体通过自由基聚合制备了具有pH响应特性的聚合物,进一步将染料配基 Cibacron Blue 固定到聚合物上,利用 Cibacron Blue 和纤维素酶的亲和性使 pH 响应聚合物与纤维素酶共沉淀,实现了对纤维素酶的分离[/font]

  • 乙醛的聚合物怎么去除?

    在聚山梨酯80(II)的环氧乙烷二氧六环项目中,乙醛因为聚合物的原因无法判断保留时间,乙醛出了两个峰,这个怎么才能去除?

  • 聚合物基质色谱柱使用注意

    聚合物基质色谱柱在pH2~12范围内呈现出较高的化学稳定性,使其可以在碱性条件下被使用。较宽的pH范围还可以使用多碱性化合物在非带电形式下得到分析,减少了二次相互作用发生进而改善分析峰形。由于二次相互作用的降低, 聚合物基质的反相色谱柱大大改善了对肽和蛋白质的回收。  聚合物基质色谱柱在使用过程中易出现的问题和解决办法:  聚合物基质色谱柱在使用中zui常见的问题就是柱压升高,如果柱压是在长时间使用过程中缓慢增加,属于正常现象。但柱压在使用过程中突然升高(系统管路堵塞及压力传感器故障除外),以下列举了部分常见原因及解决办法:  (1)聚合物基质液相色谱柱头的过滤筛板堵塞或污染  解决方法:如确定是色谱柱头的过滤筛板被污染,可以将聚合物基质色谱柱反方向用甲醇冲洗至正常压力,或者卸下色谱柱头,将其放在10%的稀硝酸内超声清洗10分钟,后再用纯水超声10分钟,重新装入色谱柱。  (2)聚合物基质液相色谱柱头的填料被样品污染  解决方法:如确定色谱柱头的填料被污染,将柱头螺丝卸下,挖出柱内前段被污染的填料,用相同的柱填料重新填入,仔细修复后,重新安装上柱头螺丝。  (3)聚合物基质液相色谱柱内缓冲液中的盐遇到高浓度的甲醇或其他有机溶剂,形成结晶析出;解决方法:如确定定是盐结晶,用10%的甲醇/水冲洗色谱柱使柱内盐全部溶解,再换高浓度甲醇。  (4)流动相PH值过大或过小使固定相结构破坏或溶解。解决方法:如果因PH值使用不当,很难恢复。  所使用的流动相极性较强,通常为水、缓冲液与甲醇、乙腈等的混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强的组分zui先被冲洗出,而极性弱的组分会在聚合物基质色谱柱上有更强的保留。

  • 聚合物基质色谱柱的优缺点

    聚合物基质的色谱柱大家有接触过吗?聚合物填料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等,优点:PH值为1~14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。缺点:相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。

  • 关于醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯的游离乙酸和游离琥珀酸的含量分析

    [color=#444444]本人最近按2015版药典做了一个药用辅料-醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯的的游离乙酸的含量测定实验。实验过程如下:[/color][color=#444444] 游离乙酸、琥珀酸 取本品0.102g,精密称定,置锥形瓶中,精密加入磷酸盐溶液(取0.02mol/L磷酸二氢钾溶液,用1mol/L氢氧化钠溶液调pH值至7.5)4.0ml,搅拌2小时,加磷酸溶液(取1.25mol/L磷酸1ml,置50ml量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀)4.0ml,强力振摇,离心,上清液作为供试品溶液;精密称取琥珀酸0.13g,置100ml量瓶中,加水适量,振摇使完全溶解,加水至刻度,摇匀,作为琥珀酸贮备液;取加有水20ml的100ml量瓶,称重,精密加入冰乙酸2ml,再称重,用水稀释至刻度,摇匀,精密量取6ml,置100ml量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,作为乙酸贮备溶液;精密量取乙酸贮备液和琥珀酸贮备液各4.0ml,置同一25ml量瓶中,用流动相稀释至刻度,摇匀,作为对照溶液。照高效液相色谱法(中国药典2015年版四部通则0512)试验。以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂,以0.02moI/L磷酸二氢钾溶液(用6mol/L磷酸溶液调pH值至2.8)为流动相,流速每分钟1ml,检测波长为215nm。取对照溶液10μl, 注入液相色谱仪,按琥珀酸峰计算,理论板数不得少于8000。取供试品溶液与对照溶液各10μl,注入液相色谱仪,按干燥品计算,游离乙酸和琥珀酸总量不得过1.0%。[/color][color=#444444]计算公式: 游离乙酸含量=0.0768(WA/(W(1-干燥失重)))(γUA/γSA)[/color][color=#444444] 式中 WA为乙酸贮备溶液中冰乙酸量,mg;[/color][color=#444444] W为供试品的取样量,mg;[/color][color=#444444] γUA、γSA为供试品溶液、对照溶液中乙酸的峰面积。[/color][color=#444444] 游离琥珀酸含量=1.28(WS/(WUS(1-干燥失重)))(γUS/γSS)[/color][color=#444444] 式中 WS为琥珀酸贮备液中琥珀酸量,mg;[/color][color=#444444] WUS为供试品取样量,mg;[/color][color=#444444] γUS、γSS为供试品溶液、对照溶液琥珀酸的峰面积。[/color][color=#444444]我的问题是,根据“干燥品计算,游离乙酸和琥珀酸总量不得过1.0%”这句话,游离乙酸含量的最后计算的结果要不要乘以100%,比如我最后计算结果是0.0139,如果这个结果再乘以100%,就变为1.39%,从而超过限度,那么就需要重新做实验复核一遍。[/color]

  • 聚合物分析

    求专门的聚合物分析的样品前处理技术和分析方法我要分析的是聚合物的小分子添加剂,残单,和一些低聚物的杂质。目前不会配置裂解色谱,只有Agilent6890和1100

  • 聚合物刷及其接枝方法

    [align=center][font='times new roman'][size=16px]聚合物刷[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]及其[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]接枝方法[/size][/font][/align] 聚合物刷是由聚合物链组成的超薄聚合物涂层,其一端拴在材料基底上,具有较高的接枝密度和厚度,呈现刷型构象。聚合物刷修饰改性是当前最有效的材料改性技术之一。其优势在于既可以保留材料的原有理化性质,同时由于聚合物刷自身可控的化学结构、密度和厚度,又可以赋予材料其它优异的性能,比如摩擦力、粘附力、生物相容性、润湿性和亲疏水性等。根据聚合物刷链所连接的基底类型,聚合物刷可形成一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)聚合物刷(图1)。目前,聚合物刷型材料已大量应用于组织工程、生物医学、分离科学等领域。 [align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408191733098007_7856_5389809_3.jpeg[/img][/align][align=center][size=13px]图[/size][size=13px]1 [/size][size=13px]聚合物刷的类型[/size][/align][align=center][size=13px]Fig.[/size][size=13px] [/size][size=13px]1 Types[/size][size=13px] of polymer brushes[/size][/align][align=center] [/align][align=center][font='times new roman'][size=16px]聚合物刷的接枝方法[/size][/font][/align] 聚合物刷的接枝方法主要包括“Grafting to”、“Grafting through”和“Grafting from”法(图2)。 [align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408191733099453_2127_5389809_3.png[/img][/align][align=center][size=13px]图[/size][size=13px]2[/size][size=13px] [/size][size=13px]聚合物刷的接枝策略[/size][size=13px]:[/size][size=13px]([/size][size=13px]A[/size][size=13px])[/size][size=13px]“grafting-to”[/size][size=13px] [/size][size=13px]([/size][size=13px]B[/size][size=13px])[/size][size=13px]“grafting-from”[/size][size=13px] [/size][size=13px]([/size][size=13px]C[/size][size=13px])[/size][size=13px]“grafting-[/size][/align][align=center][size=13px]through”[/size][font='times new roman'][sup][size=13px][54][/size][/sup][/font][/align][align=center][size=13px]Fig.[/size][size=13px] [/size][size=13px]2[/size][size=13px] The grafting strategy of polymer brushes[/size][size=13px]:[/size][size=13px] [/size][size=13px](A) “grafting-to”[/size][size=13px] [/size][size=13px] [/size][size=13px]([/size][size=13px]B) “grafting-from”[/size][size=13px] [/size][size=13px] [/size][size=13px]([/size][size=13px]C) “grafting-through”[/size][/align]“Grafting to”是通过将已合成的聚合物与材料表面互补基团进行反应进而得到聚合物刷材料的接枝方法,这种方法的优点是可以在反应之前对所合成的聚合物进行全面精确的表征,可以制备具有明确分子量和分子量分布的聚合物,是制备聚合物刷的传统方法,但是该法的缺点是随着反应的进行,由于聚合物自身空间位阻的影响,会导致接枝率降低以及聚合物刷层的密度和厚度不均匀等问题。虽然通过加大聚合物的投料量可以提高接枝率,但是这也会导致反应后处理变得困难,因此“Grafting to”法应用相对较少。 “Grafting through”是基于材料表面附着的单体基团,与溶液中生成的聚合链进行共聚合的一种接枝方法,通常是溶液中的聚合物链先开始生长,然后在此过程中,表面附着单体基团也参与聚合,最终形成聚合物刷层。该方法的优点在于改变了聚合反应期间溶液中单体浓度总是大于材料表面附近单体浓度的问题,一定程度上解决了长链更长、短链更短的问题,从而可获得低分散性和高接枝密度的聚合物刷。其缺点在于该法的接枝机理尚未完全明确,有待进一步的研究。 “Grafting from”是将引发剂固定于材料表面,之后原位生成聚合物刷的方法,也叫做表面引发聚合法。该方法的优点在于可以很好地控制聚合物刷的密度、厚度和结构,缺点在于需要先将引发剂固定于材料表面以及表征存在一定的难度。“Grafting from”法克服了“Grafting to”和“Grafting through”法共同的空间位阻问题,因此当前材料表面接枝聚合物刷应用最为广泛的是“Grafting from”法。

  • SJ11365灰化测聚合物中的铅加硫酸?

    SJ11365灰化测试聚合物中的铅,镉程序如下:IEC62321也有类似的表述灰化法b) 当样品中含有卤素化合物时(该信息可从第5章的筛选试验中获得): 称取(0.1~0.5)g(可根据基体成份进行适当调整)经粉碎后的样品于坩埚中,精确至0.0001g。加入(10~15)mL的硫酸,将坩埚置于电热板或砂浴上缓慢加热,直到塑料熔化并变黑。再加入5mL硝酸,继续加热至塑料完全降解并产生白烟。冷却,将坩埚移入(450±25)℃的马弗炉中,试样被蒸发、干燥和灰化,直至碳被完全燃烧。将坩埚及其里面的物质从炉中取出,冷却至室温。加入5mL硝酸,溶解,转移至50mL容量瓶中,用水定容至刻度以备分析。根据所采用的分析方法,稀释成相应浓度的样品溶液。 加硫酸能测铅吗?硫酸铅形成了就难分解了吧,在几百度温度下

  • 【每日一贴】琥珀酸柠檬酸铁钠

    【每日一贴】琥珀酸柠檬酸铁钠

    【中文名称】琥珀酸柠檬酸铁钠;丁二酸亚铁合枸橼酸钠【英文名称】ferrous succinate sodium citrate;sodium ferricsuccinate citrate【结构或分子式】 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204192020_362339_1855403_3.jpg【毒性LD50(mg/kg)】 大鼠经口2200【性状】 青白至微带绿色的白色粉末,无臭,有微弱的铁味。有绿色的荧光。【溶解情况】 易溶于热水,溶液呈中性并显黄绿色,不溶于乙醇及其他有机溶剂。【用途】 用作食品的铁强化剂或饲料添加剂,用于调制奶粉、离乳食品以及缺铁病人、孕妇和产妇等食品的强化。【制备或来源】 用柠檬酸、琥珀酸、硫酸亚铁、碳酸钠溶液为原料制得。【其他】 略

  • 聚合物的核磁裂分问题

    高分子中,通过逐步聚合得到的聚合物,核磁裂分一般都非常好,甚至和小分子没什么区别,但是通过活性聚合得到的聚合物,核磁裂分非常差,往往是一些鼓包,这是为什么呢?

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