以紅外光譜法探討離子對雙親分子/添加劑之混合Langmuir單分子層中的分子排列特性:碳氫鏈對稱性的效應

Translated title of the thesis: Investigating molecular packing characteristics of mixed ion pair amphiphile/additive Langmuir monolayers by infrared spectroscopy : The alkyl chain symmetry effect
  • 蕭 哿葳

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用反射吸收式紅外光譜技術(infrared reflection-absorption spectroscopy IRRAS),探討不同碳鏈對稱性的離子對雙親分子(ion pair amphiphile IPA)添加雙十八烷基二甲基溴化銨(dioctadecyldimethylammonium bromide DODAB)與膽固醇之情況下,氣/液界面上混合單分子層之分子排列特性和穩定性。研究中使用的IPA是由十六烷基三甲基溴化銨(hexadecyltrimethylammonium bromide HTMAB)和十六烷基硫酸鈉(sodium hexadecylsulfate SHS)製備而成的HTMA-HS,並比較分別使用HTMA-HS與HTMA-DS為主材料之混合單分子層的分析結果。實驗結果顯示,由於HTMA-HS分子有兩條對稱的碳氫鏈,與HTMA-DS相較之下,分子間作用較強,且疏水性較高,因此HTMA-HS單分子層的分子排列較HTMA-DS單分子層規則,在氣/液界面上的穩定性也較佳。在IPA/DODAB/膽固醇的混合單分子層中,膽固醇會造成凝縮效應和不規則效應,兩者影響力之強弱與表面分子密度以及IPA的碳氫鏈對稱性有關,因此產生不同的主導效應。由於在兩種IPA的混合系統中,膽固醇的主導效應皆不隨著DODAB的添加量而改變,顯示IPA碳氫鏈對稱性除了影響分子間的交互作用,造成單分子層中分子排列的差異外,也間接影響添加劑的效應。由DODAB所產生的分子取代行為造成HTMA+在壓縮氣/液界面的過程中從界面上脫附,降低分子碳氫鏈的?動自由度,也提高單分子層的疏水性。從實驗結果推測在含HTMA-HS之混合系統中,取代反應所造成分子損失的程度較高。而適量地添加膽固醇能增強單分子層中分子間的凡得瓦作用,抑制HTMA+從氣/液界面上脫附;但添加過多的膽固醇時,穩定單分子層結構的能力則會減弱。鬆弛實驗中,添加DODAB和膽固醇對於兩種IPA所形成之混合單分子層的穩定度皆有提升的作用。由於含HTMA-DS之混合單分子層的分子排列相對鬆散,添加劑對其穩定度之影響較顯著。比較液胞雙層膜和單分子層中分子碳氫鏈的排列,結果顯示雙層膜中的分子排列會較單分子層規則,膽固醇對分子碳氫鏈造成之不規則效應也較不顯著。推測是液胞雙層膜中的分子排列會受到雙層膜彼此之間作用,分子碳氫鏈的?動自由度因而降低,且膽固醇在雙層膜和單分子層中插排的位置可能不同所致。
Date of Award2016 Aug 8
Original languageChinese
SupervisorChien-Hsiang Chang (Supervisor)

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以紅外光譜法探討離子對雙親分子/添加劑之混合Langmuir單分子層中的分子排列特性:碳氫鏈對稱性的效應
哿葳, 蕭. (Author). 2016 Aug 8

Student thesis: Master's Thesis