CTAB-Triton X-100混合体系在甲醇-水介质中的胶束化行为及染料-表面活性剂相互作用研究

本研究针对甲醇-水混合溶剂中CTAB-TX100混合体系的胶束化行为及Evans Blue(EB)染料相互作用机制展开研究。通过表面张力法和紫外光谱分析，揭示了溶剂极性、表面活性剂组成对临界胶束浓度(CMC)、表面热力学参数及染料聚集行为的调控规律，为药物递送和染料 solubilization 体系设计提供了理论依据。

　　

在胶体与界面科学领域，表面活性剂的自组装行为一直是研究热点，特别是在混合溶剂体系中。随着药物递送、纳米材料合成等应用需求的增长，理解离子型/非离子型表面活性剂混合体系的协同效应变得尤为重要。然而，现有研究多集中于单一水相体系，对甲醇-水等极性可调混合溶剂中表面活性剂与染料的相互作用机制仍缺乏系统认识，这限制了相关配方在生物医学等领域的精准设计。

针对这一科学问题，特里布万大学化学系的研究人员通过表面张力测定和紫外-可见光谱技术，系统研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、Triton X-100(TX100)及其混合体系在含Evans Blue染料的甲醇-水介质中的胶束化行为。研究发现随着甲醇体积分数增加，所有体系的临界胶束浓度(CMC)均升高，表明疏水相互作用在低极性环境中被削弱。染料存在进一步提高了CMC，证实EB通过静电和空间位阻效应干扰胶束形成。

研究采用表面张力法测定CMC、表面过剩浓度(Γ_max)等参数，结合紫外光谱分析染料聚集行为；通过Clint理想混合模型和Rubingh正则溶液理论计算相互作用参数(β_M)；利用Gibbs吸附方程计算ΔG_m⁰和ΔG_ads⁰等热力学参数。

3.1 胶束化与表面性质

表面张力分析显示，在纯水中CTAB和TX100的CMC分别为1.00 mM和0.29 mM，混合体系CMC降至0.25 mM，证实协同效应。随着甲醇体积分数从0.10增至0.50，CTAB的CMC从1.32 mM升至4.65 mM，表明溶剂极性降低显著削弱胶束稳定性。EB使CTAB的Γ_max从2.82×10^-6 mol/m²降至2.20×10^-6 mol/m²，反映染料干扰表面吸附。

3.2 分光光度分析

光谱研究揭示EB存在三种聚集模式：CTAB诱导的H型聚集导致蓝移(553.8→546.9 nm)，TX100通过增溶作用引起红移(608→626 nm)，混合体系则呈现中间态特征(568-571 nm)。甲醇添加削弱了CTAB的蓝移效应，0.50体积分数时Δλ降至60 nm，证实溶剂极性调控染料-胶束相互作用。

该研究首次系统阐明了甲醇-水混合溶剂中CTAB-TX100-EB三元体系的构效关系。理论层面，揭示了溶剂极性通过调节疏水作用和介电环境影响胶束稳定性的分子机制；实践层面，为基于溶剂极性和表面活性剂配比的染料负载系统设计提供了量化依据。特别值得注意的是，研究建立的β_M参数体系(-1.84→-1.17)为预测混合胶束行为提供了新工具，而发现的EB差异化聚集模式对生物标记物检测具有启示意义。这些发现将推动功能性胶束体系在靶向给药、生物成像等领域的精准应用。