表面活性劑環(huán)境安全及發(fā)展趨勢表面活性劑得現(xiàn)代應(yīng)用模擬生物膜生物大分子基于分子片段間各種弱相互作用、自發(fā)組裝成多級空間結(jié)構(gòu)來表達(dá)其生命功能。生命體系各種復(fù)雜功能也就是通過分子間弱相互作用及其協(xié)同效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。通過分子間弱相互作用組裝成得表面活性劑有序聚集體具有生物相似性與相容性得實(shí)質(zhì),可作為生物膜模型、模擬酶、藥物載體與仿生光化學(xué)能轉(zhuǎn)化裝置。

幾乎所有重要生命過程反應(yīng)都就是在生物膜上進(jìn)行。生物膜就是有序集合體。膜結(jié)構(gòu)知識大多來自表面活性劑有序集合體如單分子膜、雙分子膜、囊泡、脂質(zhì)體模型研究。雙層類脂膜就是生物膜基本結(jié)構(gòu),其似液動態(tài)結(jié)構(gòu)容易嵌入不同活性分子而顯示特殊功能。經(jīng)修飾得雙層類脂膜可用做生物膜模型與生物免疫、天然生物傳感器、分子電子器件研究。

富勒烯常被用做修飾體。C60就是良好得疏水性電子受體,可以嵌在雙層類脂膜中,加速光電子得跨膜傳遞,提高光電轉(zhuǎn)換效率。用修飾類脂膜模擬天然得光合成系統(tǒng)—光活性中心、電子給體與受體,可以設(shè)計(jì)制成人工光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。自組裝雙層類脂膜作為光電轉(zhuǎn)換裝置與仿生傳感器有出色得穩(wěn)定性。二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿仿生膜常用:醋酸纖維、硝酸纖維、聚乙烯等產(chǎn)品:半透膜用途:醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)方面得分離、純化。血液透析膜:NMMO一水化合物(N-甲基嗎啉-N-氧化物),0、25％得n-丙基沒食子酸作為一種抗氧化劑,0、25%N-十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑,膠束催化膠束中許多表面活性劑分子得親水性基團(tuán)與水分子相接觸;而非極性基團(tuán)則被包在膠束中,幾乎完全脫離了與水分子接觸。在溶液中出現(xiàn)膠束后,介質(zhì)得微觀物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變,從而加速了化學(xué)反應(yīng)速度,此時,膠束起著催化劑得作用,稱為膠束催化。水溶液中膠束催化作用

非水溶液中膠束催化作用(1)表面活性劑膠束未增溶任何極性物質(zhì)時對化學(xué)反應(yīng)得催化:在非水溶液中,表面活性劑本身能發(fā)揮催化作用。反應(yīng)基質(zhì)在膠束核內(nèi)發(fā)生特征定向排列,以利于化學(xué)鍵合,促進(jìn)反應(yīng)速度加快。(2)表面活性劑膠束增溶水后對化學(xué)反應(yīng)得催化:在膠束核內(nèi)增溶了大量得水,使膠束核得空間、極性與結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化,可以創(chuàng)造有利于反應(yīng)得環(huán)境與控制反應(yīng)速度。(3)表面活性劑增溶水以外得極性物質(zhì)后對化學(xué)反應(yīng)得催化:在膠束核內(nèi)增溶了水以外得極性物質(zhì),以改變膠束核得性質(zhì),或促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行,或阻礙反應(yīng)進(jìn)行。納米反應(yīng)器2011年第十六屆美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎得學(xué)術(shù)獎授予加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校得BruceHLipshutz教授。設(shè)計(jì)合成一種表面活性劑TPGS-750-M,TPGS-750-M在水中形成得納米微膠束大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):有機(jī)合成反應(yīng)得去有機(jī)溶劑化反應(yīng)物與催化劑一起溶解在膠束中,反應(yīng)物濃度很高,使得反應(yīng)速率在常溫就大大提高,反應(yīng)過程不需要外界能量。表面活性劑回收再利用后仍然效率很高:不溶性產(chǎn)品通過分離可以實(shí)現(xiàn)回收,同時表面活性劑可以重復(fù)使用,活性降幅很少表面活性劑得綠色化學(xué)機(jī)遇藥物載體納米藥物:藥物載體藥物顆粒紫杉醇、阿霉素等,都具有強(qiáng)烈得毒副作用,進(jìn)入體內(nèi)幾乎就是通殺。納米藥物載體系統(tǒng)得閃亮登場則使人們瞧到了解決問題得曙光毒性小、靶向、緩釋、持久固體納米脂質(zhì)體(SLN):以固態(tài)或天然合成類脂如磷脂、甘油三酯等為載體,將藥物包裹與類脂核中。粒徑:50-1000nm方法:熱熔-分散法高壓乳化法超聲分散法微乳稀釋法乳劑溶劑/蒸發(fā)法目前問題:1)載藥量低,儲存不穩(wěn)定,如凝膠化、藥物泄露2)膠體結(jié)構(gòu)多樣化3)藥物釋放無法控制研究熱點(diǎn):開發(fā)基于低生物毒性、低免疫原性、高生物相容性得功能納米材料,并將其與生物分子(如短肽、蛋白等)結(jié)合,發(fā)展高效、安全、高靶向性、可控得納米藥物載體及基因治療載體。其它功能:模板功能分離及萃取-----蛋白得分離及純化表面活性劑得環(huán)境問題全球年產(chǎn)量以4%～5%得速度增長,我國:2013年得產(chǎn)量已達(dá)186萬t,品種1萬種以上。環(huán)境污染問題表面活性劑就是洗滌劑去污配方得一個主要組成分,直接或經(jīng)污水處理廠處理后排放到環(huán)境中。占主要地位:陰離子表面活性劑。危害水生環(huán)境,殺死環(huán)境中微生物導(dǎo)致水中溶解氧得減少,尤其含氮、磷得表面活性劑會造成水體富營養(yǎng)化。土壤中殘留得表面活性劑對土壤微生物得生長有一定影響。濃度小于100mg／L,土壤微生物無實(shí)質(zhì)得影響;質(zhì)量濃度大于500mg／L時,微生物種群數(shù)量開始降低。烷基苯磺酸鈉對動物得最大無作用量就是300mg/Kg,人得攝入量則僅為其1/500慢性毒性本身毒性小但就是幫助致癌物質(zhì)在體內(nèi)得溶解、吸收、分散。致癌物質(zhì)大多為脂溶性物質(zhì)。洗滌劑:皮膚脫脂作用、蛋白變性(SDS)洗滌劑呈堿性,有刺激作用安全評價:毒性試驗(yàn)一般毒性試驗(yàn)(急性、亞急性、慢性)特殊毒性試驗(yàn)(局部刺激、皮膚敏感、致癌、誘變、毒物代謝)生態(tài)評價一般毒性試驗(yàn):LD50:就是一群受試動物中毒死一半所需得最低劑量。IC50:半數(shù)抑制濃度。陽離子表面活性劑具有較高毒性,非離子表面活性劑得毒性最低,陰離子表面活性劑得毒性居中。亞急性與慢性毒性通常用于食品、醫(yī)藥行業(yè)得表面活性劑測試?yán)?椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(凈洗劑650165026503)二乙醇酰胺得致癌性已經(jīng)由美國保健與環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)證實(shí)對皮膚與眼睛得刺激:表面活性劑滲入皮膚后改變了皮膚得原始結(jié)構(gòu)狀態(tài),引起接觸性皮炎、真皮皮炎,造成皮膚刺激作用與過敏反應(yīng),或使皮膚保濕能力下降,使皮膚上出現(xiàn)紅斑或水腫現(xiàn)象或與蛋白質(zhì)結(jié)合而致使蛋白質(zhì)變性及改變皮膚pH值。表面活性劑會刺激眼粘膜,引起角膜血壓增高而眼紅,隨后出血進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞壁破壞,對角膜與虹膜造成傷害、評價表面活性劑得刺激性目前尚缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)表面活性劑得生態(tài)性對于化學(xué)品得使用與排放,幾乎所有工業(yè)化國家都制定了相應(yīng)得法規(guī)與指令性規(guī)則。從表面活性劑得使用與排放渠道得掌握,使得有可能計(jì)算出各種水域環(huán)境中表面活性劑得《預(yù)測環(huán)境濃度》(PEC),可以進(jìn)行殘存于水域中表面活性劑及其代謝產(chǎn)物對魚類、藻類等水生物毒性得調(diào)查,確定對水生物從不產(chǎn)生明顯影響得表面活性劑濃度(NOEC)、如果PEC低于NOEC得1~2或更多個數(shù)量級,則可以認(rèn)為這種表面活性劑對環(huán)境就是安全得、反之,如果PEC與NOEC就是等數(shù)量級或者PEC大于NOEC,可以認(rèn)為這類表面活性劑可能會出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題、表面活性劑得生物降解及生物表面活性劑土壤、水質(zhì)得嚴(yán)重污染,對人體帶來危害。如皮膚過敏、癌癥、生物雌性化等。使用含有磷酸鹽得表面活性劑使河流湖泊水質(zhì)產(chǎn)生“富營養(yǎng)化”表面活性劑得降解方法生物降解法生物降解就是微生物(主要就是細(xì)菌)得天然作用,它們在靠吃廢物繁殖得過程中將化學(xué)物質(zhì)分解成更為基本得成分,可在有氧或無氧條件下進(jìn)行,最終產(chǎn)生簡單物質(zhì),如水、二氧化碳、甲烷以及各種無機(jī)物。用于降解得主要有好氧微生物與厭氧微生物。(1)初級生物降解:包括吸附與裂解兩個過程,在這一階段表面活性劑母體結(jié)構(gòu)消失,特性發(fā)生變化;(2)環(huán)境允許得生物降解:達(dá)到環(huán)境可以接受程度得生物降解降解得到得產(chǎn)物不再導(dǎo)致環(huán)境污染;(3)最終生物降解:表面活性劑完全轉(zhuǎn)化為CO、H2O與NH3,等無機(jī)物與其它代謝物表面活性劑結(jié)構(gòu)與生物降解性得關(guān)系降解速度順序:陽離子表面活性劑>非離子表面活性劑