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表面活性剂被广泛应用于日化产品中,在使用过程中经常直接与皮肤组织等接触,从而引起对皮肤的刺激。如何高效而精确的预测表面活性剂对皮肤的刺激性,同时构筑具有高表面活性、低皮肤刺激性的表面活性剂体系具有十分重要的意义。本论文中首先通过阴阳离子表面活性剂复配体系构筑了具有丰富聚集行为的混合表面活性剂体系,进而通过模型实验探索研究了聚集体与皮肤模型蛋白(玉米蛋白)和磷脂的相互作用。其次,从改变表面活性剂自身分子结构出发,研究了具有不同分子结构的寡聚表面活性剂体系与磷脂的相互作用。主要取得了以下研究进展: 1.研究了阳离子表面活性剂油烯基双(2-羟乙基)甲基溴化铵(OHAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的混合物在水溶液中的表面张力和聚集行为及其与玉米蛋白之间的相互作用。结果表明,具有较大聚集体和较小临界胶束浓度的表面活性剂混合物可溶解较少的玉米蛋白。OHAB和SDS分子间协同的疏水相互作用、静电吸引作用和氢键作用使得OHAB/SDS混合溶液具有很低的临界胶束浓度和表面张力,通过逐渐增加OHAB的摩尔分数构筑了带负电的球形胶束、单层囊泡、多层囊泡和带正电的多层囊泡和棒状胶束。这些不同大小、不同ζ电势和不同形貌的OHAB/SDS聚集体对玉米蛋白的增溶情况各不相同。与纯的OHAB和SDS胶束相比,OHAB/SDS混合溶液增溶玉米蛋白的能力大大降低。对于大小和形貌相近的OHAB/SDS混合聚集体而言,带负电的聚集体增溶玉米蛋白的能力强于带正电的聚集体,因为带负电的聚集体与带正电的玉米蛋白间静电匹配更好,相互作用更强。当OHAB/SDS聚集体带相似的电荷时,尺寸较小、分子排布更疏松的聚集体增溶玉米蛋白的能力更强,因为其与玉米蛋白骨架间的位阻更小。一般而言,表面活性剂增溶玉米蛋白的能力越弱,对皮肤的刺激性也越弱。这些工作为在实际应用中构建高效和无刺激性的表面活性剂体系提供了借鉴。 2.研究了具有相反电荷的表面活性剂OHAB和SDS的混合物与1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC)磷脂囊泡的相互作用以及透过皮肤模拟膜的能力。结果表明,具有较大聚集体尺寸和较小临界胶束CMC的混合表面活性剂体系显示出更强的溶解DOPC囊泡的能力,但是其渗透皮肤的能力却更弱。通过改变OHAB的摩尔分数(XOHAB)构筑了五种聚集体:OHAB和SDS分别形成带正电和负电的小胶束,OHAB/SDS混合物在XOHAB=0.30和0.70时分别形成带正电和负电的囊泡,在XOHAB=0.50时形成几乎电中性的囊泡。OHAB/SDS混合物的临界胶束浓度远低于单独的OHAB或SDS,并且OHAB/SDS混合溶液的CMC和聚集体的尺寸随着XOHAB的增加而降低。OHAB/SDS混合溶液与DOPC磷脂囊泡作用的相图表明,OHAB/SDS混合物比单独的OHAB和SDS溶解DOPC囊泡的能力更强,即XOHAB=0.30>XOHAB=0.50>XOHAB=0.70>>XOHAB=1.00>XOHAB=0。然而,透皮实验表明混合后的OHAB/SDS溶液穿透皮肤的能力明显降低。 3.研究了DOPC磷脂囊泡与阳离子季铵盐和阴离子磺酸盐或硫酸盐寡聚表面活性剂的相互作用,结果表明,随着表面活性剂的寡聚度的增加,其进入磷脂双分子层、改变磷脂膜的渗透性和破坏磷脂囊泡的能力逐渐增强。阳离子表面活性剂包括单链表面活性剂DTAB、Gemini表面活性剂C12C3C12Br2和三聚表面活性剂DDAD,阴离子表面活性剂为单链表面活性剂SDS、Gemini表面活性剂C12C3C12(SO3)2和三聚表面活性剂TED-(C10SO3Na)3。通过将DOPC囊泡分散液滴到表面活性剂的单体溶液中测得了表面活性剂在囊泡相和水相中的分配系数P,发现随着寡聚度的增加P明显增大,对于DTAB、C12C3C12Br2和DDAD,P值从4000增加到17300和23000,对于SDS、C12C3C12(SO3)2和TED-(C10SO3Na)3,P值从5800增加到27000和150000。随着寡聚度的增加,表面活性剂从水相进入到磷脂相的转移焓变△Hb/w和对应的吉布斯自由能△Gb/w变得越来越负。钙黄绿素释放实验证明,具有较高寡聚度的表面活性剂显示出更强的改变DOPC囊泡渗透性的能力。此外,通过等温滴定微量热法(ITC),浊度和动态光散射(DLS)研究了寡聚表面活性剂对DOPC囊泡的溶解过程,得到了表面活性剂/磷脂囊泡相互作用的相图。这些工作为认识寡聚表面活性剂分子拓扑结构对表面活性剂与磷脂间相互作用的影响规律和影响机理提供了基础。