采用现代分析测试技术准确测定有代表性的铷、铯盐与蛋白质的模型分子(α- 氨基酸及其体内衍生物、酰胺等)在水溶液中相互作用的Gibbs自由能、焓、熵、等压热容和体积参数及活度系数、盐效应常数等宏观热力学参数;通过FT-IR和Laman光谱进一步获取溶液中组分之间相互作用的微观信息,研究铷、铯离子与蛋白质模型分子在水溶液中的非键型弱相互作用规律;寻找能与铷、铯离子配位的氨基酸及衍生物配体,培养单晶,对其结构和性质进行物化表征。这一研究拟从热力学和配位化学两个不同的角度对铷铯的溶液化学行为进行较为全面的探索,以期对从分子层次上探讨复杂生物体系内铷、铯离子的跨膜转运及体内代谢过程、了解铷、铯离子对蛋白质的变性、折叠、伸展行为和稳定性的影响,揭示某些生命现象的物理化学本质奠定一定的基础。
该项目从热力学、相化学和配位化学等不同角度对铷、铯离子的溶液化学行为进行了较为全面的探索,完成的主要内容如下采用自制的铷、铯离子选择性电极设计组成无液接电位的Galvanic可逆电池,测定了298.15 K-308.15K时氯化铷/氯化铯+蛋白质模型分子(乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺、甘氨酸、丙氨酸)+水三元体系以及氯化铷/氯化铯在混合溶剂(甲醇/乙醇+水)中的电动势。对实验结果采用Pitzer模型及Pitzer-Simonson-Clegg模型进行关联,获得了铷、铯氯化物在各三元体系中的活度系数、溶液的渗透系数、电解质的介质效应和标准迁移Gibbs自由能。同时运用Pitzer模型和自由能最小化方法对298.15 K时氯化铯+甲醇+水研究体系进行了溶解度预测。预测结果与实验值符合。研究了一系列铷、铯盐-混合溶剂三元及四元体系的相平衡数据,用Bancroft's等方程对分层体系的双液线和结线实验数据进行了关联拟合,结果较为满意。选用酸性有机配体、冠醚类配体以及具有酸性活泼氢的三唑、四唑配体,合成了系列铷和铯的新配合物并培养了其单晶。