弱光上转换单相微乳液的相变行为研究开题报告

1. 研究目的与意义

微乳液一般是由表面活性剂、助表面活性剂、油与水等组分在适当比例下组成的无色、透明（或半透明）、低粘度的热力学体系。根据微乳而言的平衡状态不同， windsor将微乳液划分为四种不同的平衡体系：Winsor I型是O/W微乳液与油共存的多相体系，Winsor II型是W/O微乳液与水共存的多相体系，Winsor III型是油、水、双连续微乳液共存的多相体系，Winsor I型是单相微乳液（同时单相微乳液区也可以划分为w/o型、双连续相、o/w型）。了解微乳液的相行为，对于其在药物释放领域有着重要的作用。一般微乳液的相行为需要多种表征技术联合使用，从而判定该微乳液属于哪一类。其中对于单相微乳液而言，其相行为的变化比较复杂，而目前对单相微乳液的微观相变行为的研究比较少，主要是根据电导率或者荧光进行测试。但传统方法只能在单因素条件下进行测定其相行为变化过程，或者只能研究静态的相变过程，如何用同一种方法研究多因素条件的下的单相微乳液的相变动态过程，现在还没有很好的方法。本文着重介绍一种新的表征方法，可以在多因素条件下：包括温度，含水量、盐度等等，通过上转换发光的有无或强弱，来分析来研究单相微乳液相变的动态过程,为微乳液在药物释放领域提供了新的表征方法。其次，对于上转换的研究，也提供了一种新的应用方式。

2. 研究内容和预期目标

目前，对单相微乳液的微观相变行为的研究比较少，主要是根据电导率或者荧光进行测试。但这两种办法都不能对单相微乳液的相变行为进行实时、连续、灵敏地监控。我们发现，对含有弱光上转换分子的单相微乳液，我们可以通过观察它们的荧光和上转换荧光强度的变化，来连续监测它们微观的相变行为。

本课题将致力于使用经典的八乙基卟啉铂（ptoep）和9，10-二联苯蒽（dpa）作为敏化剂和湮灭剂分子对，选择合适的溶剂和表面活性剂形成单相微乳液，并利用三线态-三线态湮灭的上转换荧光（tta-uc）来实时检测水油比、表面活性剂的量以及温度等等对单相微乳液的相变的影响。

3. 研究的方法与步骤

1. 首先确定所需的微乳液中各个组分的种类以及比例，配制出单相微乳液，主要成分包括：水、油、表面活性剂和助表面活性剂。其中水为去离子水，油相主要选择甲苯等有机试剂（选择的原则有：可以溶解于上转换分子，包括光敏剂和发光剂；根据查表，主要是根据hlb值，来判定是否可以和表面活性剂形成微乳液）。表面活性剂主要选择：非离子型表面活性剂，如吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80；离子型表面活性剂：ctab等。助表面活性剂主要选择是低链醇类，包括正丁醇、异丁醇、异丙醇等等。

2.确定好各组分的种类后，根据微乳液的复配方法，来确定各个组分之间的比例，绘制出三元相图，并标明其单相微乳液区域，为之后的研究其相变过程提供了基础。

3.选择常见的上转换分子，包括光敏剂和发光剂，其中光敏剂为金属卟啉配合物（主要金属有pd、pt等），发光剂主要是dpa，主要是确定之间的比例以及浓度，来达到最佳的上转换发光效率。

4. 参考文献

1. charin, r. m.; nele, m.; tavares, f. w., transitional phase inversion of emulsions monitored by in situ near-infrared spectroscopy.langmuir2013,29(20), 5995-6003.

2. jeirani, z.; mohamed jan, b.; si ali, b.; mohd noor, i.; chun hwa, s.; saphanuchart, w., prediction of phase-inversion temperature of a triglyceride microemulsion using design of experiments.industrial engineering chemistry research2013,52(2), 744-750.

3. pizzino, a.; molinier, v.; catté, m.; ontiveros, j. f.; salager, j.-l.; aubry, j.-m., relationship between phase behavior and emulsion inversion for a well-defined surfactant (c10e4)/n-octane/water ternary system at different temperatures and water/oil ratios.industrial engineering chemistry research2013,52(12), 4527-4538.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期第1周~第2周（2022-12-25~2022-3-16），查阅资料，筛选弱光上转换分子对，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）第3周~第6周（2022-3-19~4-13），学习单相微乳液配置，掌握基本实验技能，熟悉光学仪器使用，展开实验并进行初步设计；

（3）第7周~第11周（2022-4-16~5-18），整理数据，总结前期工作并汇报：通过其他测试方法确定形成单相微乳液的配比；测试弱光上转换分子对在单相微乳液的荧光和上转化荧光；检测水油比、表面活性剂的量以及温度等等对单相微乳液的相变的影响等。