非光化学激光诱导乙酸钠结晶行为及机理研究

基本信息
批准号:51802129
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:刘瑶
学科分类:
依托单位:江西理工大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙益坚,樊启哲,陈煜,赖昌淦
关键词:
非光化学激光激光诱导结晶
结项摘要

Non-photochemical laser-induced nucleation (NPLIN) is a new type of technique for crystallization, the relatively low power density of laser is chosen for crystal nucleation without photochemical reaction. This technique not only offers advantages to localizing temporally and spatially the point of nucleation, but also controls pharmaceutical crystal polymorphism through the transformation of laser polarization. As sodium acetate has a huge potential in energy storage, and in the initial work, the crystalized phenomenon of sodium acetate was suitable to observation under NPLIN with the application of different additives. In order to explore the underlying mechanism for NPLIN, this project will apply a single laser pulse to induce crystallization of sodium acetate with the combination of poly-(methacrylic acid) [PMA] solution and disodium hydrogen phosphate (DHP) as additives, video microscopy of laser-induced crystallization of sodium acetate will be more likely to reveal an alternative mechanism for NPLIN. Also, the effect of NPLIN on crystalline growth velocities and crystal morphology will be systematically investigated through experimental characterization and theoretical calculation. Solutions will be classified into three groups through the application of nanoparticle or filtration, and the quantities of bubbles and crystals induced by laser will be built in a mathematic function to deduce the feasibly of this mechanism underlying laser-induced nucleation. The research achievement gives a further understanding of inner mechanism and theoretical knowledge for NPLIN; The project offers an advantage with the meaning of practical instruction in the exploration of a new technique for pharmaceutical production. Also, the program brings some scientific research values for opening up a huge potential for NPLIN.

非光化学激光结晶(NPLIN)是一种新型结晶技术,即利用较低能量密度的激光在不引起光化学反应的同时诱导晶体结晶。该技术不仅对结晶的时间与形态具有可控性,还可通过改变激光偏振性控制药物晶体的多晶现象。基于乙酸钠在能源存储方面存在巨大潜力,且在初期NPLIN工作中,不同添加剂的使用会对乙酸钠形成易于观测的结晶现象,故本项目拟采用单个激光脉冲结合聚甲基丙基酸和磷酸氢二钠为添加剂诱导乙酸钠结晶来探索NPLIN的内在机理。利用视频显微镜记录的激光诱导结晶过程来揭示新机理,且系统性的结合实验与理论来研究NPLIN对晶体生长速度与形态的影响。溶液通过过滤或微米颗粒的加入将划分成三类样品,将激光诱导出的晶体与气泡数量建立成数学理论公式来推断新机理的可行性。研究成果可加深了解NPLIN技术内在机理与理论知识,项目对开拓药物新型生产技术具有实际指导意义,对发展与丰富NPLIN应有前景具有重要科学研究价值。

项目摘要

本项目采用的是非光化学激光诱导形核技术(NPLIN),该技术可在不发生光化学反应下诱导溶质分子或熔融物形核,该技术对形核的位置以及时间具有较高调控性。本项目的主要研究内容是采用NPLIN诱导无水乙酸钠结晶并验证相关机理,研究发现NPLIN作用下的无水乙酸钠晶体生长形态类似于蒲公英形态,NPLIN仅可对晶体形核阶段具有较好的控制性,在单个激光脉冲结束后,晶核形成后将进入生长阶段,在无任何添加剂作用下,晶体生长速度以及形态变得不均一且不受控制。为了使晶体生长阶段能得到有效控制,酸性聚合物作为添加剂被用于改变晶体溶液内部生长环境,在少量添加剂的作用下,晶体的数量、生长速度、形态以及大小都能得到有效的控制,这些优点可用于管控及生产高质量的晶体颗粒,且在晶体生长过程中无水乙酸钠晶体的形态以及大小也变得一致,这些现象也在NPLIN诱导氯化铯结晶中得到了验证。在NPLIN作用后,氯化铯晶粒在0.2wt%酸性聚合物(聚天冬氨酸或聚环氧琥珀酸)环境下生长速度将变得缓慢,晶粒形态大小变得统一;当聚环氧琥珀酸质量百分比在溶液中达到 0.3-0.4 wt%,生成的氯化铯晶体颗粒可以有效控制15个以内;当酸性聚合物的质量百分比增加到 5 wt%以上,NPLIN作用后的氯化铯晶体可由雪花状晶形生长成花状。然而在乙酸钠研究中,当酸性聚合物在溶液中成分占比超过0.441wt%以上,NPLIN无法诱导出无水乙酸钠晶体,研究发现酸性聚合物能增加乙酸钠的溶解度,这一发现可应用于难溶性药物生产,控制难溶性药物晶体的大小形态增加难溶性药物的溶解率;或应用于药物晶体的多晶现象,采用NPLIN协同酸性聚合物协调激光的偏振性来控制晶体的多晶现象将目标晶型诱导出来,这不仅提高了NPLIN的技术水平,也大大扩展了NPLIN的应用范围。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
2

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

DOI:
发表时间:2016
3

基于LBS的移动定向优惠券策略

基于LBS的移动定向优惠券策略

DOI:10.3969/j.issn.1005-2542.2020.02.009
发表时间:2020
4

基于天然气发动机排气余热回收系统的非共沸混合工质性能分析

基于天然气发动机排气余热回收系统的非共沸混合工质性能分析

DOI:10.3969/j.issn.1001-2222.2015.03.010
发表时间:2015
5

下调SNHG16对胃癌细胞HGC-27细胞周期的影响

下调SNHG16对胃癌细胞HGC-27细胞周期的影响

DOI:
发表时间:2017

刘瑶的其他基金

批准号:51905498
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41901304
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301143
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471189
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81402724
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71303036
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000908
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21875018
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61502087
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51901170
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660406
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

结晶助剂对过饱和铝酸钠溶液结构的影响规律及作用机理

批准号:51204221
批准年份:2012
负责人:尹建国
学科分类:E0410
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

PLA-乙二酰胺杂化大分子自成核及分子链结晶的协同诱导机制

批准号:51873082
批准年份:2018
负责人:马丕明
学科分类:E0303
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
3

诱导结晶同步除硫铁晶种制备及其结晶行为调控

批准号:51904052
批准年份:2019
负责人:周雪娇
学科分类:E0412
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于结晶动力学的硫酸钠盐渍土水、盐结晶过程及其变形影响机理研究

批准号:41901074
批准年份:2019
负责人:马勤国
学科分类:D0106
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目