[发明专利]一种聚电解质附近抗衡离子的吸附脱附速率常数的测定方法

说明书

本发明公开了一种聚电解质附近抗衡离子的吸附脱附速率常数的测定方法。所述测定方法包括如下步骤：1)利用荧光探针分子D标记聚电解质得到标记的聚电解质；2)配制标记的聚电解质与荧光探针分子A的水溶液；荧光探针分子D与荧光探针分子A之间能发生荧光共振能量转移；3)将激发荧光探针分子D的激光照射水溶液，对荧光探针分子D和荧光探针分子A所产生的荧光信号进行分光得到两束荧光信号，检测两束荧光信号并进行自关联和交叉关联分析得到关联函数，对关联函数进行拟合即得到聚电解质附近抗衡离子随主链的扩散信息以及相对于主链的吸附脱附速率常数信息。本发明测定方法能够在fL量级的空间进行测量，特别适合生物样品或者珍贵样品的研究。

技术领域

本发明涉及一种吸附脱附速率常数的测定方法，具体涉及一种聚电解质附近抗衡离子的吸附脱附速率常数的测定方法。

背景技术

聚电解质是一种能够溶于水溶液并释放出大量带电离子，同时使主链带相反电荷的高分子。聚电解质在水处理领域、驱油领域、生物医药领域、新能源领域、气体分离等领域都有着广泛的作用，同时也是许多生命体中重要的功能性和结构性物质。其粘度、渗透压等性质与不带电聚合物有着明显的区别。造成这种区别的重要原因是其周围大量的抗衡离子和由此出现的长程静电相互作用。研究抗衡离子的动态性质是揭示聚电解质溶液性质的重要基础。

传统理论认为抗衡离子吸附在聚电解质的主链周围，但对于其是否有相对于主链的运动、怎样运动、运动受到那些因素的影响还有争论(Angelini,T.E.；Golestanian,R.,et al.Counterions between charged polymers exhibit liquid-like organizationand dynamics.Proc.Natl.Acad.Sci.2006,103(21),7962-7967)。这主要是因为这一物理过程发生在微观尺度，无论是从时间尺度上、还是从距离尺度上来看都非常小，传统的检测方法对此难过程难以发挥作用。仅有的一些报道中提到的检测方法包括使用散射、电子顺磁共振、介电光谱等方法(Prabhu,V.M.Counterion structure and dynamics inpolyelectrolyte solutions.Curr.Opin.Colloid Interface Sci.2005,10,2-8)，得到的数据或者只给出间接的证据，或者给出的结果不系统，仅仅依靠这些手段来研究聚电解质溶液对于其理论发展有着很大的困难。因此，在这一领域发展新的测量抗衡离子动态性质的方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚电解质附近抗衡离子的吸附脱附速率常数的测定方法，本发明测定方法具有单分子级别的分辨率，可以直接得到平衡状态下抗衡离子在2～10nm尺度的动态性质。

本发明所提供的聚电解质附近抗衡离子的吸附脱附速率常数的测定方法，包括如下步骤：

1)利用荧光探针分子D标记聚电解质，得到标记的聚电解质；

2)配制所述标记的聚电解质与荧光探针分子A的水溶液；

所述荧光探针分子D与所述荧光探针分子A之间能发生荧光共振能量转移；

3)将激发所述荧光探针分子D的激光照射所述水溶液，对所述荧光探针分子D和所述荧光探针分子A所产生的荧光信号进行分光得到两束荧光信号，检测所述两束荧光信号并进行自关联和交叉关联分析得到关联函数，对所述关联函数进行拟合即得到所述聚电解质附近抗衡离子随主链的扩散信息以及相对于主链的吸附脱附速率常数信息。

上述的测定方法中，所述聚电解质可为聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯基吡啶和聚丙烯酸中至少一种，所述聚电解质的分子量可为20k～240k。

上述的测定方法中，所述荧光探针分子D的结构式如式Ⅰ所示(Alexa 488)，其最大吸收波长为488nm，最大发射波长为536nm；

式Ⅰ中，*表示与所述聚电解质相连接的基团；