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随着科学技术的发展,很多学科的理论和技术融合日益发展和完善,物理、化学、生物和药物学等学科的联系日渐紧密。现今,单个学科的研究已无法满足科学技术的高速发展,相关交叉学科研究逐渐被科研人员重视并已经成为科学领域里的前沿课题。其中,物理与化学相结合的研究方法一直是科研人员的法宝之一。用物理化学方法研究的超声波技术、生物膜技术和荧光光谱技术都已成为跨学科多领域结合的典型和研究热点课题。本文通过对超声辐射降解污水、枸杞多糖与脂单层膜的相互作用的研究和枸杞多糖对牛血清蛋白的荧光猝灭作用这三个研究课题分别进行研究,探究三种技术各自的特点和优势,然后找到三种技术的优势结合点设计实验进行探究。具体的实验内容和结果如下:(1)超声辐射结合机械搅拌降解罗丹明B的研究。在这项研究中,以罗丹明B为研究对象,系统地研究了超声辐射结合机械搅拌对污水降解的影响。实验结果表明,罗丹明B降解的最佳实验条件为:超声频率为40 kHz,反应容器为三颈烧瓶,罗丹明B溶液的初始浓度为10 mg/L,超声辐射的时间为60 min,搅拌速度为700 rpm。在所得到的最佳条件下,罗丹明B的最佳降解率在一小时内可以达到98%。该方法可以对罗丹明B等染料废水进行脱色降解,并且超声辐射与机械搅拌相结合的方法的效果与现今流行的超声辐射纳米颗粒的方法能达到同样好的降解效果。(2)枸杞多糖与脂膜相互作用的研究。通过π-A等温线、π-t等温线和压缩模量研究了枸杞多糖与DLPC以及DSPC两种中性脂质单层膜的相互作用。从得到的结果中可以得出结论,枸杞多糖在与两种脂质单层膜相互作用时的作用力均为范德华作用力。通过研究π-A等温线,可以知道当开始向亚相中加入枸杞多糖溶液后,起始平均分子面积在向增大的方向移动,脂质单层膜是在不断扩张的。通过研究π-t等温线,可以知道枸杞多糖分子随着时间的推移不断地吸附到单层膜上,且枸杞多糖浓度越大,吸附作用越显著。通过研究Cs-1-π曲线,可以知道随着枸杞多糖浓度的增加,单层膜弹性和可压缩性也在减小。通过DLPC和DSPC的研究对比发现由于链长原因,枸杞多糖对DSPC单层膜的吸附性比DLPC单层膜好。(3)枸杞多糖对牛血清蛋白荧光猝灭作用的研究。本研究确定了枸杞多糖对牛血清蛋白的猝灭机理是静态猝灭与动态猝灭共同作用。试验结果表明,牛血清蛋白和枸杞多糖结合形成低荧光复合物,并且在它们之间发生了能量转移。通过计算可以知道牛血清蛋白和枸杞多糖之间的能量转移效率和结合距离都在合理范围内。紫外-可见分光光度计检测结果显示,随着枸杞多糖的加入,牛血清蛋白的构象发生了变化。而同步荧光光谱分析表明,牛血清蛋白和枸杞多糖的结合位点是牛血清蛋白上的色氨酸残基,且两者通过氢键作用相结合。通过原子力显微镜观察到了牛血清蛋白与枸杞多糖的表面构象以表征二者的结合。通过以上的研究,可以对超声的作用、LB膜的特性和荧光技术有了较为全面的了解。以研究超声对特殊膜材料的荧光特性的影响为切入点整合超声辐射技术、LB制膜法和荧光光谱法这三种方向。整体思路为先用超声辐射对材料进行不同时间的处理,然后用LB膜仪将处理过的样品制成二维膜状结构,最后再用荧光光谱技术表征膜结构的荧光特性变化。