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1、,文献研读 复杂凝聚系统的实证分析,药学院2007级 刘莉 学号：200732290079,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,一.现有的复杂凝聚的理论,1. Voorn-Overbeek 理论（以下简称VO）,以明胶/阿拉伯胶聚集为模型，认为凝聚过程是自发的 解释了明胶与阿拉伯胶之间的自发凝聚是源于电荷引力和熵效应之间的竞争，前者使带电荷的离子团聚集，后者使其分散 凝聚层之间的水使大分子随意的排列，所以，凝聚层是
2、液状的，这样的凝胶是可逆的,假设：1.溶剂溶质间的相互作用是可忽略的（如果说聚离子是完全展开而不是随机盘绕的，水就很难存留在聚离子束中，凝聚也就不会发生了） 2.静电引力是具有分配性质的（分配的静电引力允许凝聚层中的电荷中和，尽管在液体环境中分子是可以随意移动的。而特定区域内的相互作用力则容易形成聚集或沉降）,条件：双组份体系（包含水，聚离子盐要求30.53 ） ：电荷密度 ：分子重量 三组分体系 3 1.06 随组分增加而增加,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interfac
3、e Sci. 140 (1990) 227238.,2.Veis-Aranyi 模型（以下简称VA）,补充了VO 理论所无法覆盖的地方，认为凝聚反应是两步完成而非自发 两步为：1.静电引力事带相反电荷的明胶自发聚集 2.凝聚溶胶重新排列形成凝聚层（发生缓慢，被随机混合中的熵增驱使） 可以在30.53 这个条件未达到的情况下让带相反电荷的明胶形成复杂凝聚层 1.温度降低有利于好的凝聚 2.凝聚会受到低的聚离子浓度的限制 与VO的两点假设矛盾,一.现有的复杂凝聚的理论,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J
4、. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,3.Nakajima-sato 模型（以下简称为N）,适用范围：对称聚离子对，高电荷密度的带相反电荷的聚（乙烯醇）大分子 适用范围小 VO的延伸 与VO不同：指出了VO所计算的静电引力太小，在这一点上比VO更加详细具体 与VO相同：同意电荷是分配的，且无论是在稀或弄的溶液中,一.现有的复杂凝聚的理论,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 2272
5、38.,4.Tainaka 模型（以下简称T）,在稀溶液中，聚阳离子和聚阴离子聚集成对，但无专属的电荷成对 详细解释了凝聚的自我抑制（高浓度聚离子条件下的抑制）作为高浓度下聚集结构的一种稳定形式 VA的延伸 与VO不同：不受低电荷密度的限制 但是电荷密度和聚离子重量都应该落在一个区间内 较高：浓胶或沉淀的形成 较低：稀溶液就是稳定的，不发生凝聚,一.现有的复杂凝聚的理论,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,1）驱动
6、力 VO:静电引力 VA：重新组合这个熵增的过程降低了聚集从而促成了凝聚 2）假设 VO：溶剂溶质之间的相互作用力可忽略；电荷引力具有分配性质，分子可自由移动 VA：溶剂溶质之间的相互作用力不可忽略；成对的离子在最初是聚集的 3）过程的自发性 VO：相反电荷的聚离子混合之后的自发变化 VA：变化需要几个小时甚至几天 4）VO和VA相互矛盾的原因是由于他们的专属性 前者基于明胶/阿拉伯胶凝聚 后者基于明胶/明胶凝聚,一.现有的复杂凝聚的理论,5.VO与VA的区别,N的专属性较强，而T则可运用于高低电荷密度的系统,D.J. Burgess, Practical analysis of comple
7、x coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,二.实验方法,1.微量电泳 凝聚的程度和最优的PH及离子强度可以从微量电泳的数据中得到结果,2.干凝聚层测定 在不同聚离子浓度，离子强度，ph的情况下测定凝聚的程度 1）聚离子浓缩检测：变化聚离子浓度，维持ph和离子强度在最适宜的条件下 2）ph检测：改变ph，维持聚离子浓度和离子强度在最适宜的条件 3）离子强度检测：改变离子强度，维持聚离子浓度和ph在最适宜的条件,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coac
8、ervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,1.微量电泳,EEP ：即两种聚离子带有相反且大小相同的电荷时的pH，也是凝聚发生的最适pH,三.结果与讨论,如图可以看出，A型明胶与阿拉伯胶发生凝聚的最适pH为3.8 B型明胶与阿拉伯胶发生凝聚的最适pH为3.6 白蛋白与A型明胶发生凝聚的最适pH为5.7,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,
9、随着离子强度增大，所带电荷量会随之减小,EEP时A型明胶和白蛋白的电荷密度都很低,三.结果与讨论,1.微量电泳,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,二.明胶/阿拉伯胶凝聚,聚离子浓度最低时获得最大的凝聚，凝聚随着总体的聚离子浓度的升高而降低,三.结果与讨论,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Inter
10、face Sci. 140 (1990) 227238.,三.白蛋白/明胶的复杂凝聚,凝聚随着离子强度的增加先增大后减小，这可以用加入小的离子对聚离子的盘绕和电荷密度的影响来解释,除图中所示的结果之外，Ph稍微的偏差也可导致凝聚作用极大的降低,三.结果与讨论,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,四.结论,1.如VO所说的自发的凝聚只会在特定的情况下发生，分子量和电荷密度都必须在一个严格的区间内，聚离子也必须是随机盘
11、绕的溶剂溶质间相互作用可忽略，分子间的电荷引力是具有分配性。当然，在偏离以上情况的时候复杂凝聚也是可能发生的，如同其他三个理论中所描述的 2.当电荷密度过低的时候凝聚可以用VA模型来解释。白蛋白/明胶系统部符合VO理论，但是其凝聚可用VA模型和T模型来解释 3.以上四个理论中没有能准确的描述复杂凝聚的所有情况,D.J. Burgess, Practical analysis of complex coacervate systems. J. Colloid Interface Sci. 140 (1990) 227238.,五.评价,1.背景介绍 背景中详细介绍了现有的关于复杂凝聚的四种理论，
12、他们分别使用的模型，验证方法，各自特点。 并且给出了现有的关于该课题的研究所具有的不足，即 1）没有给出详细精确的实验条件和环境 2）没有涉及低离子强度和低聚离子浓度条件下的实验,2.研究方案 通过微量电泳法和干凝聚层法来确定pH，聚离子浓度，离子强度与凝聚反应的关系 其中干凝聚层法中测得的凝聚层的容量并不能完全准确的表征凝聚的发生量，但该文献中采用了一系列的处理如离心，降温使得测得结果尽量准确,3.研究结果 实验结果对于已有的理论是良好的验证 对于之前已有的研究中所忽略的低离子强度和低聚离子浓度条件下的实验进行了良好的补充 但是，对实验数据的处理中，统计性较差 对于背景部分中所提出的有些研究中没有给出准确的分子量的问题，这篇文献也没有给出准确的分子量,五.评价,4.总评 该文献弥补了在该研究方向之前工作的不足，且对于该创新部分的研究给出了很好的解释 但是该文章在数据的统计性方面仍有所欠缺 虽然如此，也算是一篇有创新点，思维全面的文章,Thank you!,文献来源见附录,附：文献来源,进入武汉大学图书馆,点击SCI Expanded,检索,找到文章,注：该文献未被采用，研读文章来自肖老师,