低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法
【专利摘要】本发明提出的一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，以低场磁共振技术能够通过水分子的弛豫时间有效表征水分子与高分子的结合能力（亲疏水性）。本发明涉及的方法为一种物理检测方法，无需对测试样品添加其他化学试剂和复杂前处理，检测过的样品还可用于重复检测以确定仪器的重复性和稳定性，也可以采用其他方法检测，达到多种方法互相验证的效果。
【专利说明】低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测
方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及属于对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，有其涉及一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法。
【背景技术】
[0002]目前对于环境响应性高分子在水溶液中的亲疏水转变主要采用紫外分光光度计法、荧光分光光度计法、动态光散射法和圆二色谱法。这些方法都不能从高分子与水分子相互作用的角度对其亲疏水转变进行动态监测和研究。
[0003]文献 I “Zhifeng Jia, Hao Chen, Xinyuan Zhu, Deyue Yan.Backbone-ThermoresponsiveHyperbranched Polyethers.J.AM.CHEM.SOC.2006, 128，8144-8145” 公开了一种利用紫外分光光度计法测定骨架响应型超支化聚合物相转变温度的方法。该方法能够直接得到聚合物的亲疏水转变温度点，但只能从透光率的变化上观察转变过程，而不能从分子水平上动态监测。
[0004]文献？‘Feng Wang, Akamol Klaikherd, and S.Thayumanavan.Temperature SensitivityTrends and Mult1-Stimuli Sensitive Behavior in Amphiphilic Oligomers.J.Am.Chem.Soc.2011，133，13496 - 13503”公开了一种利用圆二色谱法研究两亲性齐聚物亲疏水转变的方法，但仍无法研究在相分离过程中水分子是如何与聚合物相互作用的。
[0005]文献 fWei Tian, Xiao-ying Wei, Yu-yang Liu and Xiao-dong Fan.A branching pointthermo and pH dual-responsive hyperbranched polymer based on poly(N-vinylcaprolactam)and poly (N, N-diethyl aminoethyl methacrylate) ”公开了一种利用紫外分光光度计法和动态光散射法研究超支化聚合物环境响应性的方法，但只能通过透光率和粒子尺寸的变化来间接观察亲疏水转变的过程，但无法对聚合物去水合的动态行为从水分子与聚合物作用机制上进行研究。
【发明内容】
[0006]要解决的技术问题
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，克服现有技术对环境响应性高分子在水溶液中亲疏水转变动态过程研究的限制。
[0008]技术方案
[0009]一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于步骤如下:
[0010]步骤1:配置一定浓度的高分子水溶液，以及质量相同的纯水溶液作为参比；
[0011]步骤2:在高分子水溶液和纯水溶液中分别加入溶液质量相等的硫酸铜；
[0012]步骤3:取出相同溶液质量的高分子水溶液和纯水溶液，分别置入相同口径的色母瓶中，保证两个色母瓶中的样品高度一致；再将两个色母瓶分别放入带有变温装置的核磁共振仪测试池中；
[0013]步骤4:在25?42°C温度范围内，采集不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号，得到不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振的信号序列；所述的核磁共振信号为所采集的重复等待时间、半回波时间、采样带宽、开始采样时间和回波个数；
[0014]步骤5:将高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号序列分别通过单指数模型拟合计算出高分子水溶液和纯水溶液不同温度点对应的横向弛豫时间h ；
[0015]步骤6:以温度为横轴，时间为纵轴分别作出高分子水溶液和纯水溶液的弛豫时间谱图线，比较高分子水溶液和纯水溶液的弛豫时间谱图线，以高分子水溶液弛豫时间谱图线中相对于纯水溶液的弛豫时间谱图线发生突变的温度点\为高分子的亲疏水转变点。
[0016]所述高分子指具有温度敏感性的水溶性高分子。
[0017]所述步骤I的高分子水溶液的浓度为0.5?lmg/mL。
[0018]所述硫酸铜为溶液质量5%的硫酸铜。
[0019]所述步骤2中将一定量的高分子水溶液和纯水溶液分别装入色母瓶中，使得样品高度为色母瓶高度的三分之一。
[0020]所述步骤2中带有变温装置的核磁共振仪采用上海纽迈电子科技有限公司生产的MicroMR-CL型核磁共振仪。
[0021]所述步骤4中采集不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号的采集信号计算采用《核磁共振弛豫时间反演拟合软件》，该软件的计算机软件著作权登记编号:2009SR057947,申请方为上海纽迈电子科技有限公司。
[0022]所述步骤5中单指数模型拟合采用最小二乘法。
[0023]有益效果
[0024]本发明提出的一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，以低场磁共振技术能够通过水分子的弛豫时间有效表征水分子与高分子的结合能力(亲疏水性)。本发明涉及的方法为一种物理检测方法，无需对测试样品添加其他化学试剂和复杂前处理，检测过的样品还可用于重复检测以确定仪器的重复性和稳定性，也可以采用其他方法检测，达到多种方法互相验证的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是实施例1所测聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子水溶液的温度-弛豫时间曲线。
[0026]图2是实施例2所制聚(N-乙烯基己内酰胺)高分子水溶液的温度-弛豫时间曲线。
【具体实施方式】
[0027]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0028]实施例1:取5mg预先合成的聚(N-异丙基丙烯酰胺)样品，配置lmg/mL的水溶液，同时取质量相同的纯水溶液作为参比。在聚(N-异丙基丙烯酰胺)和纯水溶液中分别加入25mg的硫酸铜。将上述两种溶液分别取出2mL装入IOmm 口径的色母瓶中，样品高度2cm左右；再将两个色母瓶分别放入带有变温装置的核磁共振仪测试池中。利用低场核磁分析软件分别采集不同温度下聚(N-异丙基丙烯酰胺)水溶液和纯水溶液的核磁共振信号。将该核磁共振信号通过单指数模型拟合计算出不同温度点对应的tlt)利用温度与时间的对应关系分别作出聚(N-异丙基丙烯酰胺)水溶液和纯水溶液弛豫时间谱图。从附图1中可以看出，相对于纯水溶液的弛豫时间谱图，聚(N-异丙基丙烯酰胺)水溶液弛豫时间谱图中h在35.5°C发生亲疏水转变。
[0029]实施例2:取5mg预先合成的聚(N-乙烯基己内酰胺)样品，配置lmg/mL的水溶液，同时取质量相同的纯水溶液作为参比。在聚(N-乙烯基己内酰胺)和纯水溶液中分别加入25mg的硫酸铜。将上述两种溶液分别取出2mL装入IOmm 口径的色母瓶中，样品高度2cm左右；再将两个色母瓶分别放入带有变温装置的核磁共振仪测试池中。利用低场核磁分析软件分别采集不同温度下聚(N-乙烯基己内酰胺)水溶液和纯水溶液的核磁共振信号。将该核磁共振信号通过单指数模型拟合计算出不同温度点对应的tlt)利用温度与时间的对应关系分别作出聚(N-乙烯基己内酰胺胺)水溶液和纯水溶液弛豫时间谱图。从附图2中可以看出，相对于纯水溶液的弛豫时间谱图，聚(N-乙烯基己内酰胺)水溶液弛豫时间谱图中h在37°C发生亲疏水转变。
【权利要求】
1.一种低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于步骤如下: 步骤1:配置一定浓度的高分子水溶液，以及质量相同的纯水溶液作为参比； 步骤2:在高分子水溶液和纯水溶液中分别加入溶液质量相等的硫酸铜； 步骤3:取出相同溶液质量的高分子水溶液和纯水溶液，分别置入相同口径的色母瓶中，保证两个色母瓶中的样品高度一致；再将两个色母瓶分别放入带有变温装置的核磁共振仪测试池中； 步骤4:在25?42°C温度范围内，采集不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号，得到不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振的信号序列；所述的核磁共振信号为所采集的重复等待时间、半回波时间、采样带宽、开始采样时间和回波个数； 步骤5:将高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号序列分别通过单指数模型拟合计算出高分子水溶液和纯水溶液不同温度点对应的横向弛豫时间h； 步骤6:以温度为横轴，时间为纵轴分别作出高分子水溶液和纯水溶液的弛豫时间谱图线，比较高分子水溶液和纯水溶液的弛豫时间谱图线，以高分子水溶液弛豫时间谱图线中相对于纯水溶液的弛豫时间谱图线发生突变的温度点A为高分子的亲疏水转变点。
2.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述高分子指具有温度敏感性的水溶性高分子。
3.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述步骤I的高分子水溶液的浓度为0.5?lmg/mL。
4.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述硫酸铜为溶液质量5%的硫酸铜。
5.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述步骤2中将一定量的高分子水溶液和纯水溶液分别装入色母瓶中，使得样品高度为色母瓶高度的三分之一。
6.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述步骤2中带有变温装置的核磁共振仪采用上海纽迈电子科技有限公司生产的MicroMR-CL型核磁共振仪。
7.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述步骤4中采集不同温度下高分子水溶液和纯水溶液的核磁共振信号的采集信号计算采用《核磁共振弛豫时间反演拟合软件》，该软件的计算机软件著作权登记编号:2009SR057947，申请方为上海纽迈电子科技有限公司。
8.根据权利要求1所述低场核磁技术对环境响应性高分子亲疏水转变的动态监测方法，其特征在于:所述步骤5中单指数模型拟合采用最小二乘法。
【文档编号】G01N24/08GK103529068SQ201310471777
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】田威, 杨翼, 杨培强 申请人:西北工业大学, 上海纽迈电子科技有限公司