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1、表面活性剂在快速诊断试纸条中的应用表面活性剂列表BIODOT 表面活性剂套装N：非离子表面活性剂A：阴离子表面活性剂C:：阳离子表面活性剂M：两性表面活性剂编号 商品名 种类 HLB 值 分子量 作用51 NINATE 411 A 385溶剂相容性，良好的增溶剂和乳化剂。52 Pluronic F68 N 24 8400卓越的增溶剂和去污剂；可能具有非溶血性。53 Zony FSN 100 N 低浓度时是卓越的润湿剂，可溶于30酒精和碱液。54 Aerosol OTIOO% A 445在溶剂/TMB系统中具有功效，优良的润湿剂和乳化剂，具有优良的防雾、典型的释放 和分散性质。55 GEROPO
2、N T-77 A 425具有良好的润湿和扩散性质。56 BIO-TERGE AS-40 A 315温和，溶剂相溶性。57 STANDAPOL ES-1 A 345强阴离子表面活性剂。结构中含有两部分月桂醇硫酸五钠盐。S8苯甲胺氯(C8-C18)C混合物 抗菌，溶剂相容性。S9 Tetronic 1307 M24 18600 非溶血性，溶剂相容性，抗静电，优良的消泡剂和分散剂。510 Surfynol 465 N 13 混合物 非溶血性，优良的润湿剂和消泡剂。511 Surfynol 485 N 17 混合物 非溶血性，酶相容性，优良的润湿剂和消泡剂。512 IGEPAL CA210 N 4.6
3、 272溶剂相容性，优良的乳化剂。513 TRITON X-45 N 10.4 426溶剂相容性，优良的乳化剂和分散剂。514 TRITON X-100 N 13.5 625 乳化剂、润湿剂和分散剂，非常好的酶相容性。515 TRITON X-305 N 17.3 1526非溶血性，水溶性很好，优良的润湿剂和乳化剂。516 SILWET L7600 N 13-17 4000非溶血性，含硅成分，具水溶性和防雾性。517 OHODASURF ON-870 N 15.4 1148 乳化剂，增溶剂和分散剂。518 Creamophpr EL N 12-14非溶血性， 溶剂相容性，乳化剂和增溶剂。519
4、 TWEEN 20 N 16.7 1228 非溶血性， 水溶性极佳，增溶剂和乳化剂。520 TWEEN 80 N 15 1310非溶血性， 水溶性极佳，增溶剂和乳化剂。521 BRIJ 35 N 16.9 1200 优良的乳化剂。522 CHEMAL LA9 N 13.3 583 蛋白增溶剂。523 Pluronic L64 N 12-18 2900非溶血性，溶剂相容性，优越的润湿剂，优良的乳化剂。524 SURFANTTANT 10G N 12.4混合物 非溶血性，酶形容性佳，低起泡性，优良的润湿剂。525 SPAN 60 N 4.7 431 油溶性，溶剂相容性，水不溶性。目前免疫层析产品的
5、市场正在快速增长，而表面活性剂在免疫层析快诊试纸条中起着不可忽视的重要作用。表 面活性剂的物理、化学性质对试纸条产品的亲水性、跑板速度、灵敏度、特异性、均一性和稳定性等性质有着影响。 而快诊试纸条中其他成分会相互作用，从而影响表面活性剂对产品性能的作用。本文主要概述表面活性剂的基本概 念，重点介绍常见的五种表面活性剂在样品垫、金标垫和硝酸纤维素膜上的应用，对于试纸条中经常出现的问题加 以分析和讨论，并给出可能的解决方案。1. 表面活性剂概述表面活性剂(surfactant或amphiphiles)是一种主要的精细化学品，具有优良的润湿、乳化、去污、分散及渗透等特性。其应用范围涵盖甚广，在纺织、
6、造纸工业中常用作蒸煮剂、 施胶剂、柔软剂和消泡剂等；在医药行业用作消毒杀菌剂、药物增溶剂、助悬剂等；在食品 行业用作清洗剂、乳化剂、分散剂和稳定剂等。此外在皮革、金属加工、石油开采、橡胶、塑料、建筑等工业也起着十分重要的作用。目前国内外科技发达国家的表面活性剂品种向专业化、功能化高度发展，并不断开发新 技术，表面活性剂的理化性质研究亦日趋完善。1.1 表面活性剂的定义与结构 凡是能吸附在溶液的表（界）面上，较低浓度就能极高的降低表（界）面张力的能力和 效率的物质就称为表面活性剂。表面活性剂分子结构具有一个共同的特点，即可以分为两部份（图1），一部分是 亲水基团，这是表面活性剂的亲水极性部分；另
7、一部分是疏水基团或者亲油基团，这是非极性部分。因此，表面活 性剂既可以在极性溶剂（最常用的溶剂是水）中，又可以溶解在非极性的油相中，具有两亲性质，故油被称为两亲 分子。表面活性剂的亲水基团种类很多，包括极性基团和离子基团。极性基团如聚氧乙烯基和糖基等，离子基团如 羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基和季铵基等。亲油基团主要是长链烷基碳氢链、碳氟链、聚硅氧烷链以及聚氧丙烯 等。图 1 表面活性剂分子结构示意图1.2 表面活性剂的分类表面活性剂的性质主要由亲水基团决定，因此，表面活性剂通常按照亲水基团结构和性质分类，而亲水基团的 结构变化多端，所以总体可以分为两大类：溶解与水后能理解成离子的离子表面活性剂
8、和在水中不能溶解的非离子 表面活性剂。离子表面活性剂按其所带电荷种类，还可再分为阳离子、阴离子和两性表面活性剂。在非离子表面活性剂中，常见的是聚氧乙烯醚型。在离子表面活性剂中，常见的阳离子表面活性剂有季铵盐类、 硫铵盐类、磷铵盐类等，常见的阴离子表面活性剂有长链烷基羧酸盐、长链烷基磺酸盐、长链烷基磷酸盐等，常见 两性离子表面活性剂有甜菜碱型、氨基酸型等。表面活性剂、非离子表面活性剂、离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂1.3 表面活性剂的作用原理表面活性剂能在极低的浓度下显著降低溶液的表面张力，与其分子结构特点密不可分。它由疏水基团和亲水基 团构成，这两部分分处于
9、分子两端，形成不对称结构（图 1）。因此，这样的分子结构使得表面活性剂一部分与水 分子具有很强的亲和力，赋予其分子的水溶性，而另一部分因疏水基团有排斥水分子的性质，使得其分子在水溶液 体系中（包括表面和界面）发生定向排列。它们从溶液的内部转移至表面，以疏水基朝向气相（或油相），亲水基 插入水中，形成紧密排列的单分子吸附层（图2a ）满足疏水基逃离水包围的要求。这个溶液表面附着表面活性剂分 子的过程就是使溶液表面张力急剧下降的过程。因为非极性物质往往具有较低的表面自由能，表面活性剂分子吸附 于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低1。（a）溶液表面表面
10、活性剂分子的定向排列（b）溶液内部表面活性剂胶束的形成图2 表面活性剂分子在表面的吸附和胶束形成示意图 随着表面活性剂浓度的增加，水表面逐渐被覆盖，当溶液浓度增加到一定值后，水表面全部被活性剂分子占据， 达到吸附饱和，表面张力不再继续明显降低，而是维持基本稳定。此时表面活性剂的粘度再增加，其分子会在溶液 内部形成胶束，排列成另外一种方式（图2b）。而这个开始形成胶束的最低浓度就被称为临界胶束浓度度（critical micelle concentration ， CMC） 。表面活性剂的强弱和临界胶束浓度的大小，与其亲水性密切相关。通常用 HLB （hydrophile-lipophile b
11、alance）来表示表面活性剂的亲水性，它是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度 的量度。很明显， HLB 值是一个经验相对数值。目前规定，表面活性剂的 HLB 值的变化范围为 140， HLB 值 低说明表面活性剂的亲油性强（油溶性的表面活性剂）， HLB 值高说明是水溶性强 （水溶性的表面活性剂）。根 据以上标准，可以估计处每一中表面活性剂的 HBL 值，以及大致估计其相应的应用。 HLB 值与表面活性剂性质之 间的关系如表 1 所示1， 2。表 1 HLB 值的范围与适宜的应用HLB 值 应用 HLB 值 在水中分散现象13 消泡作用 14 在水中部分散36乳化作用（W/0） 36
12、分散性不好69 润湿作用 68 剧烈振荡后成乳色分散体系715 渗透作用 810 稳定乳色分散体系8 18乳化作用（O/W）10 13半透明到透明分散体系12 15润湿作用13透明溶液1315 去污作用1518 增溶作用1.4 表面活性剂的功能与应用1.4.1 润湿功能1.4.1.1 润湿过程所谓润湿就是当固体与液体接触时，原来的固气和液气表面消失而形成新的固液界面的现象。通常可用 液体在固体表面受力平衡时形成的接触角大小来判断润湿与不润湿。把不同液体滴在固体表面可以看到两种情况， 一种是液滴很快在固体表面铺展形成新的固液界面，在气、液、固三相交界处的气-液界面与固液界面之间的夹 角叫接触角（
13、）（如图3）。产生润湿的条件是：ySVySL0,与ySV、ySL、yLV的关系可表示为：YSVySL =yLV cos （ySV :气一固表面张力，ySL：液一固表面张力，yLV气一液表面张力）可以看出，在润湿的情况下接触角是小于 90的。另一种情况是液滴不在固体表面上铺展，而是在固体表面上 缩成一液珠，如同水滴加到疏水塑料大卡表面时看到的现象，这种情况叫不润湿，不润湿时接触角 是大于90的。图3 液滴在平滑表面的润湿与接触角1. 表面活性剂的润湿作用原理 表面活性剂的润湿作用具体表现在两个方面（1）在固体表面发生定向吸附表面活性剂以极性基团朝向固体，非极性基团朝向气体吸附于固体表面，形成定向
14、排列的吸附层，使自由能较 高的固体表面被碳氢链覆盖而转化为低能表面，达到改变润湿性能的目的。这种吸附通常发生在高能表面。例如云 母为硅酸盐矿物，表面自由能较高，水在其上可以铺展。把云母片浸入离子表面活性剂的溶液中，当溶液浓度达到 接近临界胶束浓度时，云母片表面变成疏水表面。这是由于表面活性剂的作用，以亲水的极性头吸附于云母的表面 上，以疏水的碳氢链伸入水中，以但分子层覆盖了云母的高能表面，使其自由能和水的相容性降低，水不能在其上 府展，润湿性变差（如图4a）。但当该离子表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度以后，表面又变得亲水，水可以在 其上铺展。这是因为表面活性剂的粘度增大使，活性剂的负离子的碳氢
15、链可以通过疏水基质检的相互作用（分子间 力），在云母表面形成双分子吸附层，活性剂的负离子极性头伸入水中，构成亲水表面，能够被水润湿（如图 4b）。 可见表面活性剂在固体表面的吸附状态是影响固体表面润湿性的重要因素。（a）单分子吸附层（b）双分子吸附层图 4 离子表面活性剂在云母表面的吸附（2）提高液体的润湿能力水在低能固体表面（NC膜、玻纤、聚酯膜、无纺布等）不能铺展，为改善体系的润湿性质，常在水中胶乳表 面活性剂，降低水的表面张力 yLV， 使其能润湿固体的表面。1.4.1.3 常见润湿剂一种好的润湿剂通常其碳氢链中具有分支结构，且亲水基位于长碳链的中部。润湿剂不仅具有较高的表面活性， 还有
16、良好的扩散和渗透性，能迅速地渗入固体颗粒地缝隙间或孔性固体的内表面并发生吸附。目前作为润湿剂的主 要是阴离子和非离子表面活性剂。阴离子型润湿剂有磺酸盐型、硫酸盐型、羧酸盐型和磷酸盐型，非离子润湿剂有 烷基酚聚氧乙烯醚型、脂肪醇聚氧乙烯型、失水山梨酸聚氧乙烯醚单硬脂酸酯型和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物。 通常表面活性剂在润湿方面常应用于矿物的泡沫浮选、金属的防锈与腐蚀、织物的防水防油处理、农药润湿等方面。 ii. 乳化作用1.4.2.1 乳化过程乳化作用是指两种不相混溶的液体（如油和水）中的一种以极小的粒子（粒径为10lym）均匀地分散到另一种液 体中形成乳状液的作用。把油滴分散到水中称为水包油型乳状液（0/W）,水滴分散
