CDI-Type I: Developing Computational Models to Enable the Experimental Self-Assembly of Modified Carbon Nanotubes into Biomimetic Synthetic Cellular Vesicles
CDI-Type I: Developing Computational Models to Enable the Experimental Self-Assembly of Modified Carbon Nanotubes into Biomimetic Synthetic Cellular Vesicles
批准号:
0941260
负责人:
Steven Little
金额:
$85.0万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2009
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2009-10-01 至 2013-09-30
中文摘要
PI:Steven R.Little和Anna C.Balazs机构:匹兹堡大学提议编号:0941260标题:开发计算模型以实现将修饰的碳纳米管实验自组装成仿生合成细胞囊泡。智能精华细胞膜是一系列复杂的生物功能不可缺少的。值得注意的是,它们是选择性可渗透的屏障,能够调节一系列重要分子的进出。首席研究员的实验室最近的工作表明,一种特定形式的元素碳呈现出圆柱形(称为碳纳米管),可能类似于细胞膜中负责这一功能的关键蛋白质通道。通过改变通道的大小和末端基团的结构,这些合成通道可以被编程来执行无数复杂的功能,这些功能类似于它们的生物近亲。PI的目标是开发和实验验证从这些合成通道建立的模拟细胞囊泡的自组装和功能的计算模型。数学建模将增加对“设计空间”中的选择如何影响实验自组装过程和系统整体性能的理解。共享数据和发现的迭代过程不仅将有助于合成“细胞”的创建,而且还将有助于强大的计算方法,为一大类新分类的大分子产生结构-性质关系。更广泛的影响除了为新药输送战略提供平台外,这项工作的发现还将通过提高材料科学、化学、聚合物物理、纳米技术、生物学和生物工程领域下一代研究人员的多样性,对许多社区产生科学影响。这些研究活动还将为参与该项目的学生提供独特的教育体验,让他们看到计算建模如何为科学发现提供强大的工具。
英文摘要
PI: Steven R. Little and Anna C. BalazsInstitution: University of PittsburghProposal Number: 0941260Title: Developing Computational Models to Enable the Experimental Self-Assembly of Modified Carbon Nanotubes into Biomimetic Synthetic Cellular Vesicles. Intellectual MeritCell membranes are indispensible to a vast array of complex biological functions. Notably, they serve as selectively permeable barriers, capable of regulating the entrance and exit of a broad array of essential molecules. Recent work in the laboratory of the principle investigator suggests that a specific form of elemental carbon that exhibits a cylindrical shape (called a carbon nanotube) could resemble key proteins channels in the cell membrane responsible for this function. By modifying the size of the channel and structure of the end-group, these synthetic channels could be programmed to perform a myriad of complex functions that resemble those of their biological cousins. The PIs' goal is to develop and experimentally verify computational models for the self-assembly and function of cellular-mimetic vesicles built from these synthetic channels. Mathematical modeling will increase understanding as to how choices made in the "design space" affect the experimental self-assembly process and the overall performance of the system. An iterative process of sharing data and findings will contribute not only to the creation of synthetic "cells", but also to robust computational approaches that yield structure-property relationships for a large class of newly classified macromolecules. Broader ImpactBesides providing a platform for new drug delivery strategies, the findings from this work will scientifically impact a number of communities by improving the diversity in the next generation of researchers in the fields of materials science, chemistry, polymer physics, nanotechnology, biology and bioengineering. These research activities will also provide a unique educational experience for the students involved in the project, allowing them to see how computational modeling can provide a powerful tool for scientific discovery.
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会议论文
ECO-CBET: Sustainability from the Bottom Up: A Holistic Solution to Balancing the N-Cycle
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批准号:2133423
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$170.0万
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财政年份:2021
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负责人:Steven Little
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依托单位:
国内基金
海外基金
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铋基邻近双金属位点Type B异质结光热催化合成氨机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2024
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负责人:黎景卫
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依托单位:
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批准号:22207024
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2022
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负责人:赵琦
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依托单位:
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2021
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批准号:LY22H200001
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2021
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负责人:蔡加昌
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依托单位:
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批准号:LY22B020003
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2021
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负责人:李绍玉
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依托单位:
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批准年份:2020
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