DNA纳米结构介导的生物矿化及其在生物分析中的应用
结题报告
批准号:
21705012
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
王敏
依托单位:
学科分类:
B0404.化学与生物传感
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡连哲、于新生、张月、王璐、杨海梅
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中文摘要
生物矿化是指生物体通过有机质的调控生成固相生物矿物的过程。模拟生物矿化,可考察有机质在调控生物矿物形貌和性能中的作用,为设计新型仿生矿化材料提供理论依据。本项目拟选用具有特定构型的DNA纳米结构为生物模板模拟生物矿化,解决简单单链或双链核酸分子难以介导生物矿化的问题。通过DNA纳米结构与矿物离子的相互作用,调控矿物晶体的成核、定向和生长,考察DNA纳米结构对生物矿物的形貌和尺寸的影响,进而揭示DNA介导生物矿化的机制。本项目还拟结合具有特异性识别能力的核酸探针于DNA纳米结构上,构建具有出色生物相容性的功能化生物矿物纳米材料,探索其在细胞内生物标志物实时监测中的应用,从而推动生物矿化技术在细胞成像、新药研发、疾病诊断和疾病治疗领域的发展。
英文摘要
Biomineralization is the process of the formation of biominerals in organism under the regulation of organic matter. Mimetic biomineralization is emerging as a powerful approach for investigating the role of organic matter in regulating the morphology and performance of biominerals, which provides a fundamental for the design of novel biomimetic minerals. In this project, we aim to study the mimetic biomineralization by using DNA nanostructures with specific configurations as templates, and solve the problem that common single/double-stranded nucleic acids cannot mediate biomineralization. Through the interaction between DNA nanostructures and mineral ions, we aim to control the nucleation, orientation and growth of mineral crystals, investigate the influence of DNA nanostructures on the morphology and size of biominerals, and then reveal the mechanism of DNA-mediated biomineralization. Furthermore, through combining specific nucleic acid probes with DNA nanostructures, we also aim to prepare functional biominerals with excellent biocompatibility and explore their application in real-time detection of intracellular biomarkers. This will promote the development of biomineralization in the fields of cell imaging, drug development, disease diagnosis and disease treatment.
生物矿化是指生物体通过有机质的调控生成固相生物矿物的过程。模拟生物矿化,可考察有机质在调控生物矿物形貌和性能中的作用,为设计新型仿生矿化材料提供理论依据。在本项目中,我们以Y型DNA为生物模板模拟磷酸铜的生物矿化,制得了Y型DNA/磷酸铜纳米花,其形貌和尺寸依赖于Y型DNA的浓度。以复合TK1 mRNA识别序列的功能化Y型DNA为模板,制得了功能化的纳米花,并以其为基因载体实现了活细胞内肿瘤标志物TK1 mRNA的成像监测。我们还以双链DNA为生物模板,模拟缺钙羟基磷灰石的生物矿化,制得了具有三维分级结构的DNA/缺钙羟基磷灰石生物矿物,其形貌受双链DNA的影响。相比于纯的缺钙羟基磷灰石,DNA/缺钙羟基磷灰石表现出更好的骨诱导性,在骨替代材料中有着潜在的应用。在顺利完成项目目标的前提下,我们还以其他无机纳米材料为基因载体,构建了多种纳米探针,实现了细胞内生物标志物的有效监测。本项目的执行,不仅推动了生物矿化技术在基因传递、细胞成像和骨组织工程领域的发展,还促进了功能纳米探针的开发及其在疾病早期诊断和治疗中的应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Upconversion Nanoparticle Powered Microneedle Patches for Transdermal Delivery of siRNA
用于 siRNA 透皮递送的上转换纳米颗粒动力微针贴片
DOI:10.1002/adhm.201900635
发表时间:2019-12
期刊:Advanced Healthcare Materials
影响因子:10
作者:Wang Min;Han Yiyuan;Yu Xiaojun;Liang Liangliang;Chang Hao;Yeo David C.;Wiraja Christian;Wee Mei Ling;Liu Linbo;Liu Xiaogang;Xu Chenjie
通讯作者:Xu Chenjie
Ionic liquid-assisted chemiluminescent immunoassay of prostate specific antigen using nanoceria as an alkaline phosphatase-like nanozyme label
使用纳米陶瓷作为碱性磷酸酶样纳米酶标记的前列腺特异性抗原的离子液体辅助化学发光免疫分析
DOI:10.1039/d1cc00155h
发表时间:2021-03-25
期刊:CHEMICAL COMMUNICATIONS
影响因子:4.9
作者:Huang, Ting;Hu, Xilu;Xia, Zhining
通讯作者:Xia, Zhining
Evaluation of Intestinal Absorption Mechanism and Pharmacokinetics of Curcumin-Loaded Galactosylated Albumin Nanoparticles
姜黄素半乳糖化白蛋白纳米粒的肠道吸收机制和药代动力学评价
DOI:10.2147/ijn.s229992
发表时间:2019-01-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE
影响因子:8
作者:Huang, Yike;Deng, Suya;Xia, Zhining
通讯作者:Xia, Zhining
The phosphatase-like activity of zirconium oxide nanoparticles and their application in near-infrared intracellular imaging
氧化锆纳米粒子的类磷酸酶活性及其在近红外细胞内成像中的应用
DOI:10.1039/d0tb00450b
发表时间:2020-05-28
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
影响因子:7
作者:Hu, Xilu;Huang, Ting;Wang, Min
通讯作者:Wang, Min
Hairpin-structured probe conjugated nano-graphene oxide for the cellular detection of connective tissue growth factor mRNA
发夹结构探针缀合纳米氧化石墨烯用于结缔组织生长因子 mRNA 的细胞检测
DOI:10.1016/j.aca.2018.07.016
发表时间:2018
期刊:Analytica Chimica Acta
影响因子:6.2
作者:Min Wang;Christian Wiraja;Meiling Wee;David Yeo;Lianzhe Hu;Chenjie Xu
通讯作者:Chenjie Xu
基于毛细管电泳方法的纳米酶与底物相互作用研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王敏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金