高分子分散剂有哪些
问题一:高分子清净分散剂常用的有哪些 清净分散剂:吸附氧化产物,将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成 。 主要产品有:低碱值合成烷基苯磺酸钙、高碱值线型烷基苯合成磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸钙、高碱值合成二烷基苯磺酸钙、长链线型烷基苯高碱值合成磺酸镁、高碱值硫化烷基酚钙、聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯基丁二酰亚胺、高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺、硼化高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺。 主要是添加剂起的作用
问题二:高分子分散剂和低分子分散剂的区别 减水剂: 塑性减水剂是水泥混凝土中用量最大的外加剂。几乎所有的减水剂都是由表面活性物质组成,减水剂的性能由其所采用的表面活性物质的分子结构与水泥颗粒之间产生的界面作用决定。由于水泥颗粒在水化过程中带有不同极性而相互吸引,包裹了许多拌合水而产生絮凝结构。使用中为了达到满意的施工性能往往需要加入更多的水,使硬化体强度等性能降低。减水剂加入水泥浆后,其疏水基团定向吸附在水泥颗粒表面带有同号电性,增大了水泥颗粒表面的ζ电位,使颗粒之间因同性静电而相斥,破坏了水泥颗粒的絮凝结构,使水泥颗粒得到了有效分散,释放出絮凝结构中的游离水,达到减水的目的。 分散剂 在学术文献中的解释 分散剂的定义是分散剂能降低分散体系中固体或液体粒子聚集的物质。在制备乳油和可湿性粉剂时加入分散剂和悬浮剂易于形成分散液和悬浮液,并且保持分散体系的相对稳定的功能。 分散剂 在化工词典中的解释 能提高和改善固体或液体物料分散性能的助剂。固体染料研磨时,加入分散剂,有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定。不溶于水的油性液体在高剪切力搅拌下,可分散成很小的液珠,停搅拌后,在界面张力的作用下很快分层,而加入分散剂后搅拌,则能形成稳定的乳浊液。其主要作用是降低液-液和固-液间的界面张力。因而分散剂也是表面活性剂。种类有阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型和高分子型。阴离子型用得最多。
问题三:分散剂有哪些 分散剂的种类
脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类
硬脂酰胺与高级醇并用, 可改善润滑性和热稳定性, 用量(质量分数, 下同)0.3%-0.8%,还可作聚烯烃的滑爽剂; 己烯基双硬脂酰胺,也称乙撑基双硬脂酰胺(EBS),是一种高熔点润滑剂,用量为0.5%~2%;硬脂酸单甘油酯(GMS), 三硬脂酸甘油酯(HTG);油酸酰用量 0.2%~0.5%; 烃类石蜡固体, 熔点为 57~70 ℃, 不溶于水, 溶于有机溶剂,树脂中的分散性、相容性、热稳定性均差, 用量一般在 0.5%以下
石蜡类
尽管石蜡属于外润滑剂, 但为非极性直链烃,不能润湿金属表面, 也就是说不能阻止聚氯乙烯等树脂粘连金属壁, 只有和硬脂酸、硬脂酸钙等并用时, 才能发挥协同效应
液体石蜡: 凝固点-15 ̄-35℃, 在挤出和注射成型加工时, 与树脂的相容性较差,添加量一般为0.3%-0.5%, 过多时, 反而使加工性能变坏
微晶石蜡: 由石油炼制过程中得到, 其相对分子质量较大, 且有许多异构体, 熔点65-90℃, 润滑性和热稳定性好, 但分散性较差, 用量一般为 0.1%-0.2%, 最好与硬脂酸丁酯、高级脂肪酸并用
金属皂类
高级脂肪酸的金属盐类, 称为金属皂,如硬脂酸钡(BaSt)适用于多种塑料,用量为 0.5%左右;硬脂酸锌(ZnSt) 适于聚烯烃、ABS 等,用量为0.3%; 硬脂酸钙(CaSt)适于通用塑料,外润滑用,用量 0.2% ̄1.5%; 其他硬脂酸皂如硬脂酸镉(CdSt)、硬脂酸镁(MgSt)、硬脂酸铜(CuSt)
低分子蜡类
低分子蜡是以各种聚乙烯(均聚物或共聚物)、聚丙烯、聚苯乙烯或其他高分子改性物为原料,经裂解,氧化而成的一系列性能各异的低聚物
其主要产品有: 均聚物、氧化均聚物、乙烯- 丙烯酸共聚物、乙烯- 醋酸乙烯共聚物、低分子离聚物等五大类。其中以聚乙烯蜡,聚乙烯蜡的化学名为聚乙二醇,英文名 PEG(Poly Ethylene Glycol)最为常用
常用的聚乙烯蜡(聚乙二醇)平均相对分子质量为1500-4000,其软化点为102℃; 其他规格的聚乙烯蜡平均相对分子质量为10000~20000, 其软化点为106℃; 氧化聚乙烯蜡的长链分子上带有一定量的酯基或皂基, 因而对 PVC、PE 、PP、 ABS 的内外润滑作用比较平衡, 效果较好, 其透明性也好。由于分散郸的种类和实际应用的环境很多,所以选择合适的分散剂很重要。
聚乙二醇200或400(分子量约190-420)是水溶性分散体系的良好分散剂/增溶剂/润湿剂/溶剂。聚乙二醇200或400是亲油的,可以很好的跟有较低亲水亲油平衡值(HLB value)的分散物形成稳定的分散体系。
希望可以帮到你!
问题四:八点九点十点猜一个字 5分 染(“八”“九”“十”和三点)
问题五:什么是分散剂?分散剂有哪些? 分散剂能在碱性和中等浓缩倍数条件下运行而不结垢,能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀,从而达到阻垢目的.分为:螯合分散剂,碳黑分散剂,造纸分散剂,涂料分散剂,橡胶分散剂.
问题六:高分子5050分散剂学名叫什么 聚羧酸钠盐
问题七:涂料的颜料分散剂有哪些 阴离子型润湿分散剂
大部分是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。2种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的品种有:油酸钠C17H33COONa、羧酸盐、硫酸酯盐(R―O―SO3Na)、磺酸盐(R―SO3Na)等。阴离子分散剂相容性好,被广泛应用于水性涂料及油墨中。多元羧酸聚合物等也可应用于溶剂型涂料,并作为受控絮凝型分散剂广泛使用。
阳离子型润湿分散剂
是非极性基带正电荷的化合物,主要有胺盐、季胺盐、吡啶f盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时使用。
非离子型润湿分散剂
在水中不电离、不带电荷,在颜料表面吸附比较弱,主要在水系涂料中使用。主要分为乙二醇性和多元醇型,降低表面张力和提高润湿性。与阴离子型分散剂配合使用作为润湿剂或乳化剂,广泛应用于水性色浆、水性涂料及油墨中。
两性型润湿分散剂
是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,可能会影响层间附着力。
电中性型润湿分散剂
分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,整个分子呈现中性,但却具有极性。如油氨基油酸酯C18H35NH3OOCC17H33等均属于这种类型,在涂料中应用相当广泛。
高分子型超分散剂
高分子型分散剂最为常用,稳定性也最佳。高分子型分散剂也分为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂等,由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附,因此贮存稳定性是比较好的。
受控自由基型超分散剂
采用最新的受控自由基聚合技术(CFPP),可以使分散剂的结构更为规整。常用的方法有:GTP、ATRP(原子转移自由基聚合)、RAFT(可逆加成断裂链转移可控自由基聚合,包括C-RAFT及S-RAFT等)、NMP、SFRP(稳定自由基聚合)、TEMPO等。通过采用受控自由基聚合技术,可以使分散剂的相对分子质量分布更为集中,锚定基团也更为集中,效率更高。
来源:bao315/
问题八:丙烯酸酯分散剂有什么特点? 作者简介:johnson 上海泰格聚合物技术有限公司 总工程师
丙烯酸酯类分散剂的结构也非常多变,源于丙烯酸酯单体种类的日益丰富,为了简化结构,我们选择最
基本的结构来做一说明,以下结构可以看做最基本的丙烯酸酯高分子型分散剂的结构―(CH2CHCOOR)a―
(CH2CHCOOCH2CH2N(CH3)2)b―(CH2CH2COOH)c― (CH2CHCOOCH2CH2CH2(OCH2CH2)nOH)d―,其中R
基团是烷基或者为了提高润湿效果部分采用含氟烷基,a 链段主要为了调整整个分散剂的溶解性,a 链
段越少,极性越高,逐渐会从油溶性转向水溶性,b 链段是锚固基团,丙烯酸二甲基乙醇胺酯是丙烯酸
酯超分散剂里面常用的锚固基团单体,该锚固基团对于碳黑以及其他有机颜料均有较好的吸附能力,当
然,对于不同的颜料,也有其他的含氮单体可以选择,c 链段也是锚固基团,主要用于对无机颜料的锚
固,d 链段含有长链的聚醚链段,很明显,该链段是作为溶剂化链段,长的聚醚链在体系当中伸展开来,
可以阻止不同粒子之间相互靠近,从而达到稳定颜料的作用,同时聚醚链段里面单体的调整也是调整整
个分散剂极性的一种手段,决定了该分散剂适用于何种极性的体系。
一 般来说,分散剂里面的氨类锚固基团都是以叔氨基或者季胺盐为主,主要原因就是为了防止用于PU
体系的时候与固化剂反应,含伯氨基的分散剂很少用于PU 体 系。除了氨基,还有一种锚固基团就是芳
香环类(比如苯环,萘环等等),这类锚固基团主要通过P 电子云共轭效应与颜料粒子进行锚固,很多
通用色浆的分散剂都含有此类基团。但是这一类锚固基团也有一个缺点,就是和氨基相比较,他们对无
机颜料没有任何亲和力,一般只适合分散有机颜料。很多时候为了增加分散剂的通用性,还是要共聚少
量的氨类基团。
我这里更想了解的是用于单组分PU 体系的较为理想的分散剂。其实叔胺类对PU 也有很强的催化作用。
分散剂单用或者合用能基本满足普通的各种需求。之前找到了一类分散剂,分子链中以部分醚键和叔胺
为主,但没有验证过实际效果。不知你对这方面的看法如何?
对于你的体系,个人认为以芳香环为锚固基团的分散剂可以满足你的要求,另外如果锚固基团是季胺盐,
其催化作用也不是很强,可以使用,建议试一下Solseperse-27000。
对于颜料的润湿性问题,非丙烯酸类树脂如用量很大的醇酸树脂,从理论上分析其结构上除了羟定、羧
基等官能团,还有分子量、分子量分布等对润湿有多大影响,有没有一个较为确定的规律?
醇酸树脂对颜料良好的润湿性能一般认为是由于醇酸树脂含有大量的长链饱和脂肪烃或者不饱和脂肪
烃基团,由于这类基团的存在,醇酸树脂相比一般的聚酯树脂具有更低的表面张力,从而有更好的润湿
能力。当然,分子结构中含有一些极性基团对于润湿也很有帮助,另外一点,就是醇酸树脂合成的反应,
最终产物含有大量的低分子量组分,这类低分子量组分具有更好的润湿颜料的能力。
通常的热塑性丙烯酸体系对颜料的润湿分散性很差,最主要的原因,在一般人认为是因为缺少极性基团,
那么这样的体系的表面张力如何呢?一般也认为其表面张力是要小于醇酸类的,为什么润湿性如此差?
润湿首先是一个动态过程。同样条件下,分子量越小,润湿越快。涂料中用的润湿剂一般也都是低分子
化合物。热塑性丙烯酸树脂的分子量一般都在七八万以上,属于比较高分子量,所以润湿效果会差一点,
而醇酸树脂里面分子量小于一万的占有一定比例,这部分润湿效果很好的;另外其中极性官能团较少也
是一个原因,丙烯酸树脂通过选择单体,表面张......>>
细胞的基本共性:1,相似的化学组成,各细胞的基本构成元素都是C, H, O, N, P,S,等几种,这些元素所形成的氨基酸,核苷酸,脂质和糖类是构成细胞的基本构件。
2,脂-蛋白体系的生物膜
3,相同的遗传装置
4,一分为二的分裂方式
整个生物界最基本的类群包括3个域:原核生物界,古核生物界,真核生物界。
与真核细胞相比,原核细胞的基因组很小,仅为10^6~10^7 bp,大部分原核细胞的主要遗传物质仅为一个环装DNA。
最小最简单的细胞--支原体,支原体能寄生于细胞内繁殖,因此是细胞培养中常见又难以去除的污染源。
革兰氏阳性和阴性菌细胞壁如下图
青霉素的抑菌作用主要通过抑制肽聚糖的合成,从而抑制细胞壁的形成阳性菌因此对青霉素敏感,反之,阴性菌因肽聚糖含量极少,对青霉素不敏感。
细菌细胞质膜:选择性交换物质,细胞质膜内侧含有电子传递与氧化磷酸化的酶系,可以进行有氧呼吸,细胞质膜内侧含有一些酶,与核糖体共同执行合成向外分泌蛋白质的功能。细胞质膜还含有细胞色谱酶与合成细胞壁成分的酶。因此,细胞质膜可以完成内质网,高尔基体和线粒体所承担的大部分工作。此外,细菌细胞膜外侧有受体蛋白,参与细菌对周围环境的应答反应。
中膜体又称间体或质膜体,由细胞膜内陷形成的囊泡状,管状,包层状膜结构,每个细胞内有一个或数个中膜体,其功能尚不明确。
人们延用了真核细胞的染色体概念,也把细菌的核区DNA称为染色体,实际上它没有真正的染色体结构。
细菌细胞核外DNA,细菌细胞中,除核区DNA外,还存在可自主复制的质粒。
细菌细胞的核糖体:核糖体充满于细胞中,少部分附着在细胞膜内侧,合成运输到胞外的蛋白。
细菌细胞内生孢子:很多革兰氏阳性菌处于不利环境或耗尽营养时,容易形成内生孢子,又称芽孢,是对不良环境有抵抗力的休眠体。
细菌细胞的增殖及其调控:DnaA蛋白是复制起点(OriC)的结合蛋白,大约10个DnaA蛋白携带ATP结合于OriC, ATP 水解促使此处富含AT碱基对的区域解链,开启DNA复制。
古细菌又称古核生物,常发现于极端特殊环境。
一,生物膜系统
二,遗传信息传递与表达调控
核小体盘绕与折叠成紧密程度不同的常染色质与异染色质,细胞分裂阶段又进一步包装成染色体。核仁主要是转录rRNA与核糖体亚单位装配的场所。
三,细胞骨架系统
细胞骨架系统是由一系列特异的结构蛋白装配而成的网架系统,对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用。细胞骨架可分为胞质骨架与核骨架。胞质骨架主要由微丝,微管与中等纤维等构成。
核骨架包括核纤层( nuclear lamina)与核基质( nuclear matrix)。核纤层的成分是核纤层蛋白,核基质的成分比较复杂。它们与基因表达,染色质构建与排布有关。
细胞的大小及其影响因素:
细胞的尺寸取决于核糖体的活性,因为蛋白质的量由核糖体来决定。
从果蝇到哺乳动物的各种生物,都有一套几乎完全相同的信号网络来调控细胞的大小。哺乳动物中这一网络的中心叫mTOR ( mammalian target of rapamycin)的蛋白激酶,因其能被雷帕霉素( rapamycin)抑制而得名,果蝇等生物中也存在同源蛋白质TOR。在小鼠或果蝇中,该蛋白质的失活会导致细胞体积变小。
细胞外部氨基酸,葡萄糖等营养物质,以及胰岛素等生长因子—活化—mTOR(或TOR)
活化的mTOR有两个功能:活化核糖体蛋白S6( rpS6)的激酶( S6K),导致rpS6磷酸化,从而可能加强核糖体的翻译效率,因而使细胞增大。活化的mTOR将翻译抑制因子 4E-BP 磷酸化,解除其对翻译起始因子4E的抑制。增强蛋白质的翻译,促使蛋白质积累。
细胞大小的决定是复杂的,还受到其他多种因素的影响。如DNA含量越大,核糖体越多,因而翻译的蛋白质越多,细胞就越大。
原核细胞与真核细胞的比较:
植物细胞与动物细胞的比较:
植物细胞特有结构:细胞壁,液泡,叶绿体。
非细胞生物——病毒:
病毒很小
遗传载体多样性
彻底的寄生性
病毒以复制和装配的方式进行增殖
病毒在细胞内繁殖:
病毒识别和入侵细胞,病毒表面蛋白质与细胞表面特异受体相互作用,病毒与细胞发生特异性的吸附。动物病毒进入细胞的方式有两种:一是细胞以主动胞饮的方式使病毒进入,二是某些有囊膜的病毒,通过其囊膜与细胞质膜融合呃呃呃方式进入细胞,如HIV,或通过胞饮进入细胞,然后与胞饮囊泡的膜融合进入细胞质中。噬菌体侵染细菌时仅将其核酸注入细胞。植物病毒难以穿越坚韧的细胞壁,常常借住于昆虫进食过程侵染植物细胞。
细胞生物学研究方法
研究特异DNA,RNA片段或蛋白质所常用的Southern杂交,Northern杂交和蛋白免疫印迹等。
光学显微镜:
普通复式光学显微镜,相差显微镜和微分干涉显微镜,荧光显微镜,激光扫描共焦显微镜
电子显微镜:
电镜制样技术:超薄切片技术,负染色技术,冷冻蚀刻技术,电镜三维重构与低温电镜技术。
扫描隧道显微镜
细胞及其组分的分析方法:
超离心技术分离细胞组分:密度剃度离心是将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的,高溶解性的惰性物质(如蔗糖)形成的密度梯度溶液表面,通过重力或离心力的作用使样品中不同组分以不同的沉降率沉降。各组分的沉降率与它们的大小形状有关,通常以沉降系数表示。
速度沉降主要用于分离密度相近而大小不一的细胞组分。
等密度沉降用于分离不同密度的细胞组分。
细胞成分的细胞化学显示方法: 为了测定蛋白质,核酸,多糖和脂质等细胞组分通常利用一些显色剂与所检测物质中一些特殊集团特异性结合的特征。
福尔根反应可以特异显示呈紫红色的DNA的分布。其原理是:酸水解可以去除RNA,仅保留DNA,并去除DNA上嘌呤脱氧核糖核苷键的嘌呤。使脱氧核糖的醛基暴露。所暴露的自由醛基与希夫试剂反应呈紫红色。
PAS反应则利用过碘酸氧化作用生成醛基,醛基与碱性品红反应产生紫红色化合物,用于确定多糖的存在。
四氧化锇与不饱和脂肪酸反应呈黑色,用以证明脂滴的存在。苏丹Ⅲ(深红色)染色则通过扩散进入脂滴中,使脂滴着色。
蛋白质检测方法:米伦反应,氮汞试剂与组织中的蛋白质侧链上的酪氨酸残基反应,形成红色沉淀。重氮反应中,氢氧化重氮与酪氨酸,色氨酸和组氨酸起反应形成有色复合物。蛋白质中的-SH基可用形成硫醇盐共价键的试剂进行检测。
由于大多数固定剂对酶都有失活或钝化作用,所以,在进行细胞中某种酶的定性研究时,样品制备常采用冰冻切片,或以冷丙酮,甲醛进行短时间固定,以尽量保持酶的活性。
特异蛋白抗原的定位与定性:
免疫荧光与免疫电镜是最常见的研究细胞内蛋白质分子定位的重要技术。对蛋白质组分进行体外分析定性通常采用免疫印迹,放射免疫沉淀和蛋白质芯片,质谱分析等技术。
1,免疫荧光技术就是将免疫学方法(抗原-抗体特异结合)与荧光标记技术相结合用于研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。包括直接和间接免疫荧光技术两种。
2,免疫电镜技术:
免疫电镜技术可分为免疫铁蛋白技术,免疫酶标技术与免疫胶体金技术,其主要区别是与抗体结合的标志物不同。
细胞内特异核酸的定位与定性:
细胞内特异核酸( DNA或RNA)的定性与定位的研究,通常采用原位杂交技术。用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中位置的方法称为原位杂交。
定量细胞化学分析与细胞分选技术:
流式细胞术可定量地测定某一细胞中的DNA,RNA或某一特异的标记蛋白的含量,以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数量,它还可将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出来,以及将DNA含量不同的中期染色体分离出来,甚至可用于细胞的分选。
细胞培养与细胞工程:
动物细胞培养,原代培养细胞一般传至10代左右就传不下去了,细胞生长出现停滞,大部分细胞衰老死亡。极少数细胞度过危机,又可传代40~50代次,传至50代以后又出现危机。
植物细胞培养:单倍体细胞培养,用花药在人工培养基上进行培养。可以从小孢子(雄性生殖细胞)直接发育成胚状体,然后长成单倍体植株。或者通过愈伤组织诱导分化。
原生质体培养,一般用植物的体细胞,先用纤维素酶处理去掉细胞壁,去壁的细胞称为原生质体。原生质体可以在无菌培养基中生长分裂。
细胞融合与单克隆抗体技术:
两个或多个细胞融合为一个双核或者多核细胞的现象称为细胞融合。介导动物细胞融合常用的促融剂有灭活的病毒或化学物质(如聚乙二醇,PEG)植物细胞融合时,要先用纤维素去掉细胞壁,然后才便于原生质体融合。20世纪80年代又挡发明了电融合技术(electronfusion method)。将悬浮细胞在低压交流电场中聚集成串珠状细胞群,或对相互接触的单层培养细胞,再施加高压电脉冲处理使其融合。
基因型相同的细胞融合称为同核体,基因型不同的融合后称为异核体。
B淋巴细胞杂交瘤技术用于制备单克隆抗体(monoclonal antibody)
制备过程:将小鼠骨髓瘤细胞与经绵阳红细胞免疫过的小鼠脾细胞( B淋巴细胞)在聚乙二醇或灭活的病毒介导下发生融合。由于骨髓瘤细胞缺乏TK或HGPRT,在含氨基蝶呤的培养液内不能成活。只有融合细胞才能在HAT(次黄嘌呤,氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷)的培养液内通过旁路合成核酸而得以生存。通过HAT选择培养和细胞克隆,可以获得大量分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株。
为了探明核质相互作用的机制,科学家们创建了细胞拆合技术。所谓细胞拆合技术就是把细胞核与细胞质分离开来,然后把不同来源的胞质体(cytoplast)和核体( karyoplast)相互组合,形成核质杂交细胞。
细胞拆合可以分为物理法和化学法两种类型。物理法就是用机械方法或短波光把细胞核去掉或使之失活,然后用微吸管吸取其他细胞的核,注入去核的细胞质中,组成新的杂交细胞。这种核移植必须用显微操纵仪进行操作。化学法是用细胞松弛B (cytochalasin B)处理细胞,细胞出现排核现象,再结合离心技术,将细胞拆分为核体和胞质体两部分。显微操作技术是在显微镜下,用显微操作装置对细胞进行解剖和向核内注入基因。
荧光漂白恢复技术(fluorescence photobleaching recovery, FPR)技术是使用亲脂性或亲水性的荧光分子,如荧光素,绿色荧光蛋白等与蛋白或脂质藕联,用于检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率。FPR技术的原理是:利用高能激光束照射细胞的某一特定区域,使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭,这一区域称光漂白( photobleaching)区。随后,由于细胞中脂质分子或蛋白质分子的运动,周围非漂白区的荧光强度逐渐恢复到原有水平。这一过程称为荧光恢复。荧光恢复的速度在很大程度上反映荧光标记蛋白或脂质在细胞中运动速率。
单分子技术与细胞生命活动的研究:
与生命科学相关的单分子技术是在细胞内实时观测单一生物分子运动规律的技术。
酵母双杂交技术:
酵母双杂交技术( yeast two-hybrid system)是一种利用单细胞真核生物酵母在体内分析蛋白质-蛋白质相互作用的系统。细胞基因转录起始需要转录激活因子的参与,转录激活因子一般由两个或两个以上相互独立的结构域构成,即DNA结合域( DNA binding domain, DB)和转录激活域( activation domain, AD)。前者可以识别DNA上特异转录调控序列并与之结合;后者可与其他成分作用形成转录复合体,从而启动它所调节基因的转录。如果要证明蛋白A是否与蛋白B在细胞内相互作用,则可分别制备DB与蛋白A的融合蛋白(又称"诱饵",bait),以及AD与蛋白B的融合蛋白(又称猎物,prey)。如果蛋白A与蛋白B在细胞内相互结合,则可形成与转录激活因子类似的具有DB和AD结构域的复合物,从而启动报告基因的表达。反之,则报告基因不表达。
荧光共振能量转移技术:
荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)技术是用来检测活细胞内两种蛋白质分子是否直接相互作用的重要手段。其基本原理是:在一定波长的激发光照射下,只有携带发光集团A的供体分子可被激发出波长为A的荧光,而同一激发光不能激发携带发光集团B的受体分子发出波长为B的荧光。然而,当供体所发出的荧光光谱A与受体上的发光集团的吸收光谱相互重叠,并且两个发光集团之间距离小到一定程度时,就会发生不同程度的能量转移,即受体分子的发光集团吸收了供体所发出的荧光,结果受体分子放出了波长为B的荧光,这种现象称为FRET现象。如下图:
如果两个蛋白质分子的距离在10nm之内,就可能发生FRET现象,由此认为这两个蛋白质存在着直接的相互作用。
放射自显影技术:
利用放射性同位素的电离射线对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性,定位与半定量研究的一种细胞化学技术。对细胞或生物体内生物大分子进行动态研究和追踪(pulse-chase)是这一技术独具的特征。放射自显影技术包括两个主要步骤:即同位素标记的生物大分子前体的掺入和细胞内同位素所在位置的显示。
生物信息学( bioinformatics)
细胞生物学常用模式生物:大肠杆菌,酵母,线虫,果蝇,斑马鱼,小鼠,拟南芥
突变体制备:DNA和RNA两个水平制备,从RNA水平主要是RNA干扰技术。RNAi技术是指利用一段特异的双链RNA或单链反义RNA通过注射,转染或转基因的方法导入到细胞或模式生物体中,这样的RNA可以启动一套信号通路来最终降解与这段RNA对应的,通常是包含这段序列的mRNA,使该mRNA无法翻译成相关的蛋白质。
基因敲除(knock out)是在DNA水平制备突变体的一种方法。通常DNA水平突变体的制备方法有三种(以果蝇为例):化学诱变法(给果蝇喂食化学诱变剂,造成随机的点突变或者DNA片段丢失),P因子介导的突变(利用转座子的转座特性及转座子的移动过程中可以带走部分基因组DNA序列的特性)和基于同源重组的定点突变。
蛋白质组学技术:
1,双向凝胶电泳
双相凝胶电泳的第一相是等电聚焦( IEF)电泳,采用pH梯度,根据蛋白质等电点不同进行分离。第二相是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳( SDS-PAGE),根据蛋白质相对分子质量大小进行分离。
2,色谱技术
3,质谱
4,蛋白质芯片
5,生物信息学
细胞质膜(plasma membrane)曾称细胞膜( cell membrane)。真核细胞,细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜
流动镶嵌模型主要强调:1,膜的流动性 2,膜蛋白分布的不对称性,有的分布于膜表面 ,有的嵌入或横跨脂双分子层。
近些年提出的脂筏模型 ( lipid raft model)是对膜流动性的新的理解。该模型认为甘油磷脂为主体的生物膜上,胆固醇,鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相,如同漂浮在脂双层上的"脂筏"一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。脂筏最初可能是在高尔基体上形成,最终转移到细胞质膜上。有些脂筏可以在不同程度上与膜下细胞骨架蛋白交联。据推测,一个直径100nm的脂筏可载有600个蛋白质分子
目前对生物膜结构的认识可归纳如下:
1,具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质,磷脂分子以疏水性尾部相对,极性头部朝水相形成脂双分子层,每层磷脂分子称为一层小叶( leaflet)。
2,蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,蛋白质的类型,蛋白质分布的不对称性及其与脂分子的协同作用赋予生物膜各自的特性与功能。
3,生物膜可看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。然而膜蛋白与膜脂之间,膜蛋白与膜蛋白之间及其与膜两侧其他生物大分子的复杂的相互作用,在不同程度上限制了膜蛋白和膜脂的流动性。同时也形成了赖以完成多种膜功能的脂筏,纤毛和微绒毛等结构。
4,在细胞生长和分裂等整个生命活动中,生物膜在三维空间上可出现弯曲,折叠,延伸等改变,处于不断地动态变化中。从而保证了诸如细胞运动,细胞增殖等代谢活动的进行。
膜脂:主要包括甘油磷脂(glycerophosphatide),鞘脂(sphingolipid)和固醇( sterol)三种基本类型。生物膜上还有少量的糖脂( glycolipid),鉴于绝大多数的糖脂都属于鞘氨醇的衍生物,因此,目前人们多将糖脂归于鞘脂质。
1,甘油磷脂
甘油磷脂构成了脂膜的基本成分,占整个脂膜的50%以上。甘油磷脂为3-磷酸甘油的衍生物,包括磷脂酰胆碱(卵磷脂,phosphatidylserine , PS),磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine, PE)和磷脂酰肌醇( phosphatidylinositol, PI)等,主要在内质网上合成。组成生物膜的甘油磷脂分子主要特征是:1,具有一个与磷酸基团相结合的极性头和两个非极性的尾(脂肪酸链),但存在于线粒体内膜和某些细菌脂膜上的心磷脂除外,它具有4个非极性的尾部。2,脂肪酸碳链为偶数,多数碳链由16或18个碳原子组成。3,除饱和脂肪酸外,常常还含有1~2个双键的不饱和脂肪酸。
2,鞘脂
3,固醇
胆固醇及其类似物统称为固醇,它是一类含有4个闭环的碳氢化合物,其亲水的头部为一个羟基,是一种分子刚性很强的两性化合物。
膜蛋白:
根据膜蛋白分离的难易程度及其与脂分子的结合方式,膜蛋白可分为3种基本类型:外在膜蛋白(extrinsic membrane protein)或称外周膜蛋白(peripheral membrane protein),内在膜蛋白或称整合膜蛋白(intergral membrane protein),脂锚定膜蛋白( lipid anchored protein)。
外在膜蛋白为水溶性蛋白质,靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合,因此只要改变溶液的离子强度甚至提高温度就可以从膜上分离下来,但膜结构并不被破坏。磷脂酶就是其中一例。它也是蛇毒的活性成分。
脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子(脂肪酸或糖脂)插入膜的脂双分子中,而锚定在细胞质膜上,其水溶性的蛋白质部分位于脂双层外。
内在膜蛋白与膜结合比较紧密,只有用去垢剂处理使膜崩解后才可分离出来。内在膜蛋白占整个膜蛋白的70%~80%,据估计人类基因中,1/4~1/3基因编码的蛋白质为内在膜蛋白。
内在膜蛋白与膜脂结合的方式:
目前所了解的内在膜蛋白均为跨膜蛋白,跨膜蛋白在结构上可分为:胞质外结构域,跨膜结构域和胞质内结构域等3个组成部分。它与膜结合的主要方式有:
1,膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心相互作用,这是内在膜蛋白与膜脂结合的最主要和最基本的结合方式。
2,跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸,赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头部形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过Ca2+,Mg2+等阳离子与带负电的磷脂极性头部相互作用。
3,某些膜蛋白通过自身在胞质一侧的半胱氨酸残基共价结合到脂肪酸分子上,后者插入脂双层中进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力。
去垢剂( detergent)是一端亲水,一段疏水的两性小分子,是分离与研究膜蛋白的常用试剂。去垢剂可以插入膜脂,与膜脂或膜蛋白的跨膜结构域等疏水部位结合,形成可溶性的颗粒。去垢剂分为离子型去垢剂和非离子型去垢剂两种类型。常用的离子型去垢剂如十二烷基硫酸钠( SDS)具有带电荷的基团,其分子式如下:
SDS可使细胞膜崩解,与膜蛋白疏水部分结合并使其与膜分离,高浓度的SDS还可以破坏蛋白质中的离子键和氢键等非共价键,甚至改变蛋白质亲水部分的构象。这一特性常用于蛋白质成分分析的SDS凝胶电泳。由于SDS对蛋白质的作用较为剧烈,可引起蛋白质变性,因此在纯化膜蛋白时,特别是为获得有生物活性膜蛋白时,常常采用不带电荷的非离子去垢剂。
常用的非离子去垢剂Triton X-100分子式如下:
非离子去垢剂也可使细胞膜崩解,但对蛋白质的作用比较温和,它不仅用于膜蛋白的分离纯化,也用于除去细胞的膜系统,以便对细胞骨架蛋白和其他蛋白质进行研究。
膜脂的流动性主要指脂分子的侧向运动,它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的,一般来说,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大(猜想植物油和动物油,手动滑稽)
膜蛋白的流动性
膜脂和膜蛋白运动速率的检测
荧光漂白恢复技术( FPR)是研究膜蛋白或膜脂流动性的基本实验技术之一。
膜脂和膜蛋白在生物膜上呈不对称分布,糖蛋白和糖脂的糖基部分均位于细胞质膜的外侧。
为了便于研究个了解细胞质膜以及其他生物膜的不对称性,人们将细胞质的各个膜面命名如下:与细胞外环境接触的膜面称质膜的细胞外表面(extrocytoplasmic surface, ES),这一层脂分子和膜蛋白称细胞膜的外小叶( out leaf),与细胞质基质接触的膜面称质膜的原生质表面(protoplasmic surface, PS)。
膜蛋白的不对称性
细胞质膜相关的膜骨架
细胞质膜特别是膜蛋白常常与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系,协同作用,并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。这些特化结构包括膜骨架( membrane associated cytoskeleton),鞭毛和纤毛,微绒毛及细胞的变形足等,分别与细胞形态的维持,细胞运动,细胞的物质交换和信息传递等功能有关。
膜骨架:膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它从力学上参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
红细胞质膜蛋白及膜骨架
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析血影的蛋白质成分显示:红细胞膜蛋白主要包括血影蛋白或称血膜肽(spectrin),锚蛋白( ankyrin),带3蛋白,带4.1蛋白,带4.2蛋白和肌动蛋白( actin),此外还有一些血型糖蛋白(glycoprotein)。
膜骨架蛋白主要成分包括血影蛋白,肌动蛋白,锚蛋白和带4.1蛋白等。
细胞质膜的基本功能
1,为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
2,选择性的物质运输
3,提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传导
4,为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行
5,介导细胞与细胞,细胞与胞外基质之间的连接
6,质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
7,膜蛋白的异常与某些遗传病,恶性肿瘤,自身免疫病甚至神经退行性疾病相关,很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。
分散剂又称湿润分散剂,它除具有湿润作用外,其活性基团一端能吸附在粉碎成细小微粒的颜料表面,另一端溶剂化进入漆基形成吸附层(吸附基越多,链节越长,吸附层越厚),产生电荷斥力(水性涂料)或熵斥力(溶剂型涂料),使颜料粒子长期分散悬浮于漆基中,避免再次絮凝,因而保证制成的色漆体系的贮存稳定。
分散剂有很多种,初步估算,现存世界上有1000多种物质具有分散作用。现按其结构来区分,可分为以下7种类型。
阴离子型润湿分散剂
大部分是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。2种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的品种有:油酸钠c17h33coona、羧酸盐、硫酸酯盐(r—o—so3na)、磺酸盐(r—so3na)等。阴离子分散剂相容性好,被广泛应用于水性涂料及油墨中。多元羧酸聚合物等也可应用于溶剂型涂料,并作为受控絮凝型分散剂广泛使用。
阳离子型润湿分散剂
非极性基带正电荷的化合物,主要有胺盐、季胺盐、吡啶鎓盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时使用。
非离子型润湿分散剂
在水中不电离、不带电荷,在颜料表面吸附比较弱,主要在水系涂料中使用。主要分为乙二醇性和多元醇型,降低表面张力和提高润湿性。与阴离子型分散剂配合使用作为润湿剂或乳化剂,广泛应用于水性色浆、水性涂料及油墨中。
两性型润湿分散剂
是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,可能会影响层间附着力。
电中性型润湿分散剂
分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,整个分子呈现中性,但却具有极性。如油氨基油酸酯c18h35nh3oocc17h33等均属于这种类型,在涂料中应用相当广泛。
高分子型超分散剂
高分子型分散剂最为常用,稳定性也最佳。高分子型分散剂也分为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂等,由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附,因此贮存稳定性是比较好的。
受控自由基型超分散剂
采用最新的受控自由基聚合技术(cfpp),可以使分散剂的结构更为规整。常用的方法有:gtp、atrp(原子转移自由基聚合)、raft(可逆加成断裂链转移可控自由基聚合,包括c-raft及s-raft等)、nmp、sfrp(稳定自由基聚合)、tempo等。通过采用受控自由基聚合技术,可以使分散剂的相对分子质量分布更为集中,锚定基团也更为集中,效率更高。
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大部分是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。2种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的品种有:油酸钠C17H33COONa、羧酸盐、硫酸酯盐(R—O—SO3Na)、磺酸盐(R—SO3Na)等。阴离子分散剂相容性好,被广泛应用于水性涂料及油墨中。多元羧酸聚合物等也可应用于溶剂型涂料,并作为受控絮凝型分散剂广泛使用。
阳离子型润湿分散剂
是非极性基带正电荷的化合物,主要有胺盐、季胺盐、吡啶鎓盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时使用。
非离子型润湿分散剂
在水中不电离、不带电荷,在颜料表面吸附比较弱,主要在水系涂料中使用。主要分为乙二醇性和多元醇型,降低表面张力和提高润湿性。与阴离子型分散剂配合使用作为润湿剂或乳化剂,广泛应用于水性色浆、水性涂料及油墨中。
两性型润湿分散剂
是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,可能会影响层间附着力。
电中性型润湿分散剂
分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,整个分子呈现中性,但却具有极性。如油氨基油酸酯C18H35NH3OOCC17H33等均属于这种类型,在涂料中应用相当广泛。
高分子型超分散剂
高分子型分散剂最为常用,稳定性也最佳。高分子型分散剂也分为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂等,由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附,因此贮存稳定性是比较好的。
受控自由基型超分散剂
采用最新的受控自由基聚合技术(CFPP),可以使分散剂的结构更为规整。常用的方法有:GTP、ATRP(原子转移自由基聚合)、RAFT(可逆加成断裂链转移可控自由基聚合,包括C-RAFT及S-RAFT等)、NMP、SFRP(稳定自由基聚合)、TEMPO等。通过采用受控自由基聚合技术,可以使分散剂的相对分子质量分布更为集中,锚定基团也更为集中,效率更高。