表面活性劑環境安全及發展趨勢表面活性劑得現代應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、自發組裝成多級空間結構來表達其生命功能。生命體系各種復雜功能也就是通過分子間弱相互作用及其協同效應實現。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質,可作為生物膜模型、模擬酶、藥物載體與仿生光化學能轉化裝置。

幾乎所有重要生命過程反應都就是在生物膜上進行。生物膜就是有序集合體。膜結構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、脂質體模型研究。雙層類脂膜就是生物膜基本結構,其似液動態結構容易嵌入不同活性分子而顯示特殊功能。經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,提高光電轉換效率。用修飾類脂膜模擬天然得光合成系統—光活性中心、電子給體與受體,可以設計制成人工光電轉換系統。自組裝雙層類脂膜作為光電轉換裝置與仿生傳感器有出色得穩定性。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、聚乙烯等產品:半透膜用途:醫學、環境保護方面得分離、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與水分子相接觸;而非極性基團則被包在膠束中,幾乎完全脫離了與水分子接觸。在溶液中出現膠束后,介質得微觀物理化學性質發生了改變,從而加速了化學反應速度,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時對化學反應得催化:在非水溶液中,表面活性劑本身能發揮催化作用。反應基質在膠束核內發生特征定向排列,以利于化學鍵合,促進反應速度加快。(2)表面活性劑膠束增溶水后對化學反應得催化:在膠束核內增溶了大量得水,使膠束核得空間、極性與結構等發生變化,可以創造有利于反應得環境與控制反應速度。(3)表面活性劑增溶水以外得極性物質后對化學反應得催化:在膠束核內增溶了水以外得極性物質,以改變膠束核得性質,或促進反應進行,或阻礙反應進行。納米反應器2011年第十六屆美國總統綠色化學挑戰獎得學術獎授予加州大學圣塔芭芭拉分校得BruceHLipshutz教授。設計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，但要小聲點優點:有機合成反應得去有機溶劑化反應物與催化劑一起溶解在膠束中,反應物濃度很高,使得反應速率在常溫就大大提高,反應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:不溶性產品通過分離可以實現回收,同時表面活性劑可以重復使用,活性降幅很少表面活性劑得綠色化學機遇藥物載體納米藥物:藥物載體藥物顆粒紫杉醇、阿霉素等,都具有強烈得毒副作用,進入體內幾乎就是通殺。納米藥物載體系統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、持久固體納米脂質體(SLN):以固態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/蒸發法目前問題:1)載藥量低,儲存不穩定,如凝膠化、藥物泄露2)膠體結構多樣化3)藥物釋放無法控制研究熱點:開發基于低生物毒性、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)結合,發展高效、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境問題全球年產量以4%～5%得速度增長,我國:2013年得產量已達186萬t,品種1萬種以上。環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,直接或經污水處理廠處理后排放到環境中。占主要地位:陰離子表面活性劑。危害水生環境,殺死環境中微生物導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,土壤微生物無實質得影響;質量濃度大于500mg／L時,微生物種群數量開始降低。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在體內得溶解、吸收、分散。致癌物質大多為脂溶性物質。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:毒性試驗一般毒性試驗(急性、亞急性、慢性)特殊毒性試驗(局部刺激、皮膚敏感、致癌、誘變、毒物代謝)生態評價一般毒性試驗:LD50:就是一群受試動物中毒死一半所需得最低劑量。IC50:半數抑制濃度。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、醫藥行業得表面活性劑測試例如: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由美國保健與環境保護機構證實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構狀態,引起接觸性皮炎、真皮皮炎,造成皮膚刺激作用與過敏反應,或使皮膚保濕能力下降,使皮膚上出現紅斑或水腫現象或與蛋白質結合而致使蛋白質變性及改變皮膚pH值。表面活性劑會刺激眼粘膜,引起角膜血壓增高而眼紅,隨后出血進一步導致細胞壁破壞,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一標準表面活性劑得生態性對于化學品得使用與排放,幾乎所有工業化國家都制定了相應得法規與指令性規則。從表面活性劑得使用與排放渠道得掌握,使得有可能計算出各種水域環境中表面活性劑得《預測環境濃度》(PEC),可以進行殘存于水域中表面活性劑及其代謝產物對魚類、藻類等水生物毒性得調查,確定對水生物從不產生明顯影響得表面活性劑濃度(NOEC)、如果PEC低于NOEC得1~2或更多個數量級,則可以認為這種表面活性劑對環境就是安全得、反之,如果PEC與NOEC就是等數量級或者PEC大于NOEC,可以認為這類表面活性劑可能會出現生態環境問題、表面活性劑得生物降解及生物表面活性劑土壤、水質得嚴重污染,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產生“富營養化”表面活性劑得降解方法生物降解法生物降解就是微生物(主要就是細菌)得天然作用,它們在靠吃廢物繁殖得過程中將化學物質分解成更為基本得成分,可在有氧或無氧條件下進行,最終產生簡單物質,如水、二氧化碳、甲烷以及各種無機物。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構消失,特性發生變化;(2)環境允許得生物降解:達到環境可以接受程度得生物降解降解得到得產物不再導致環境污染;(3)最終生物降解:表面活性劑完全轉化為CO、H2O與NH3,等無機物與其它代謝物表面活性劑結構與生物降解性得關系降解速度順序:陽離子表面活性劑>非離子表面活性劑