刺激响应性纳米复合物的制备及其金属增强荧光效应的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51403018
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    唐馥
  • 依托单位：
    北京科技大学
  • 学科分类：
    E0309.光电磁功能有机高分子材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Stimuli-responsive polymers have attracted much attention in the field of polymer science. Recently, biomolecule-responsive polymers which respond to biomacromolecules and small biomolecules that associated with healthy or diseased states have become increasingly important because of their promising applications in biomedical fields. Hydrogels or polymer films prepared by these polymers undergo swelling changes in response to biomolecule concentration changes. In this project, we will synthesize functional core-shell nanocomposites with metal nanoparticles as the core and biomolecule-responsive polymers as the shell. Shell thickness could be tuned by adjusting the concentration of biomolecules. Thus, biomolecule-tunable metal-enhanced fluorescence (MEF) could be obtained due to the distance-dependence property of MEF. Meanwhile, this system will be applied to biomolecule sensing via monitoring the enhanced fluorescence.
刺激响应性聚合物一直是高分子材料科学领域研究的热点。目前以生物大分子以及与人体健康紧密相关的小分子作为刺激条件的新型响应性聚合物，因其在生物医学领域独特的应用优势引起科研工作者的关注。这类聚合物形成的凝胶球或者聚合物膜层具有随着生物分子浓度的改变而发生溶胀-收缩状态转变的特点。本课题中，我们拟将此特点与具有强烈的距离依赖性的金属增强荧光效应相结合，即借助聚合或者层层自组装的方法将生物分子响应性聚合物组装在金属纳米粒子表面，通过调节体系中生物分子的浓度，实现对聚合物层厚度的控制，从而得到可以由调节生物分子浓度调控的金属增强荧光效应。同时利用该体系的增强荧光效应，通过分析荧光强度变化，可以对特定生物分子进行有效的识别及检测。

结项摘要

刺激响应性聚合物，特别是以生物分子及与人体健康紧密相关的因素为刺激条件的聚合物，因其在生物医学领域独特的应用优势而广受关注。此类聚合物形成的膜层具有随着刺激条件的变化而发生溶胀-收缩状态转变的特点。在本项目中，我们将这一特点与具有距离依赖性的金属增强荧光效应相结合，制备聚合物壳层包覆的金属纳米粒子复合物，通过刺激条件变化调控壳层厚度，调节并优化金属增强荧光效应。同时，通过分析荧光强度变化，实现对特定生物分子、细胞器、癌症细胞的有效识别与检测。.主要研究内容如下：.1．多种形貌金、银纳米粒子的制备及表面修饰。制备了具有枝杈结构的金纳米粒子，并包覆二氧化硅壳层使其在溶液状态下具有更好的稳定性；利用生物分子色氨酸做还原剂，制得表面富集羧基的类球型金纳米粒子；利用丁烯酸做还原剂，直接得到表面修饰有乙烯基的金纳米粒子；利用生物分子鞣酸做还原剂，在胱胺的作用下，制得表面富含氨基基团的银纳米粒子。.2．聚合物壳层包覆的金属纳米复合物的制备。通过层层自组装技术将聚赖氨酸和聚丙烯酸交替沉积在金属纳米粒子表面制备聚合物壳层；通过自由基聚合反应，在金属纳米粒子表面制备具有对酸碱度响应性的聚丙烯酸壳层；利用含二硫键的氨基交联剂交联聚合聚赖氨酸分子，得到具有对谷胱甘肽响应性的聚赖氨酸壳层；在金属纳米粒子表面修饰牛血清蛋白作为壳层，制备生物兼容性复合纳米粒子。.3．金属增强荧光效应的调控及生物应用。通过改变聚合物的交替沉积次数、环境pH值以及谷胱甘肽分子的浓度等条件，对聚合物壳层厚度进行调控，实现并优化了金属增强荧光效果，通过荧光强度变化达到对刺激条件的检测。实验结果证明所制备的复合物可有效应用于细胞成像实验，通过进一步在其表面修饰叶酸分子和精甘天冬氨酸肽分子，实现了对人口腔表皮样癌细胞及整合素人结肠癌细胞的特异性识别。同时，复合纳米粒子的聚赖氨酸壳层可以作为抗癌药物阿霉素的载体，实现细胞内对药物的可控释放。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Preparation of hybrid fluorescent nanocomposites with enhanced fluorescence and their application
增强荧光杂化荧光纳米复合材料的制备及其应用
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfa.2015.06.003
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang Chun;Tang Fu;Wang Xiaoyu;Li Lidong
  • 通讯作者：
    Li Lidong
Controlled fabrication of fluorescent Au@PAA nanocomposites
荧光 Au@PAA 纳米复合材料的受控制造
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfa.2016.01.007
  • 发表时间：
    2016-04
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Tang Fu;Wang Chun;Li Lidong
  • 通讯作者：
    Li Lidong
Facile Synthesis of Biocompatible Fluorescent Nanoparticles for Cellular Imaging and Targeted Detection of Cancer Cells
轻松合成生物相容性荧光纳米颗粒，用于细胞成像和癌细胞的靶向检测
  • DOI：
    10.1021/acsami.5b08907
  • 发表时间：
    2015-11-18
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Tang, Fu;Wang, Chun;Li, Lidong
  • 通讯作者：
    Li, Lidong
Synthesis of Cu-Nanoparticle Hydrogel with Self-Healing and Photothermal Properties
具有自修复和光热性能的铜纳米颗粒水凝胶的合成
  • DOI：
    10.1021/acsami.7b04956
  • 发表时间：
    2017-06-21
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Chen, Shuai;Tang, Fu;Li, Lidong
  • 通讯作者：
    Li, Lidong
An emission-tunable fluorescent organic molecule for specific cellular imaging
用于特定细胞成像的发射可调荧光有机分子
  • DOI：
    10.1039/c6ra13965e
  • 发表时间：
    2016-08
  • 期刊：
    Rsc Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Tang Fu;Wang Xiaoyu;Yao Chuang;Chen Shuai;Li Lidong
  • 通讯作者：
    Li Lidong

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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