葫芦脲基拉曼热点调控方法在药物-靶标作用上的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81803485
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3410.药物分析
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In situ analysis of dynamic drug-target interaction is of paramount importance in drug discovery. Its development and practicability, however, are hampered by the complicated sample preparation process and the lack of universal strategy. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) utilizes the gap between nanoparticles in the plasmonic substrate as “hot spots” for efficient and label-free acquisition of analytes’ fingerprint spectra. Detection limit could be trace level or even single molecule. The universal application of any specific plasmonic substrate, however, is limited by the lack of control over the nanostructure of the “hot spots”. Based on the host-guest recognition properties of cucurbituril and its electrostatic interactions with gold nanoparticles, we propose the preparation of hybrid hydrogel-nanoparticle network as SERS substrate. On account of the rheological properties of the hybrid SERS substrate, the nanostructure of the “hot spots” could be dynamically tuned to match the analytes so as to achieve maximum SERS signal intensity. The mechanism of dynamically optimizing SERS signals by manipulating the nanostructure of “hot spots” would be studied in detail in the proposed project, in order to construct a universal SERS substrate for various drug targets and develop a new approach for the analysis of drug-target interactions.
药物分子与靶标相互作用过程的动态、实时监测一直是新药研发的关键环节与瓶颈。现有技术中样品处理步骤阻碍了检测的实时性,标记抗体手段降低了分析的普适性。表面增强拉曼散射(SERS)可利用位于“检测基底”中纳米颗粒间隙的“检测热点”,高效、非标记地获得痕量甚至单分子的指纹图谱。但是,热点结构的不可控性一直限制了SERS基底对不同靶标的普适性。本项目拟通过葫芦脲对客体分子的识别作用及对金纳米颗粒的静电作用,构建水凝胶/金纳米颗粒复合体系作为SERS基底,利用体系的流变特性,根据待检物特征动态调节检测热点微观结构,实现SERS信号的优化;围绕“SERS信号随热点结构调整的动态变化机制”这一关键科学问题,以“基底设计与合成-检测热点动态优化-信号增强机理”研究链条为主线,增强SERS基底对不同药物靶标的普适性,开发基于葫芦脲的药物-靶标作用分析新方法。

结项摘要

原位控制探测热点对于优化SERS的灵敏度至关重要,尤其是可以提高其对动态变化分析物的适用性。本项目利用葫芦脲的主客体相互作用,开发了由硅和金纳米颗粒组成的树莓状复合胶体HRC,并探索了其作为等离子体基质的应用。随着对系统施加越来越大的剪切速率,超分子HRC传感器表现出初期的剪切变稀以及后期的剪切增稠行为。以HRC为基质进行SERS分析,在优化条件下双氯芬酸钠药物的检测灵敏度为10^{−11}M数量级,并且仅在剪切增稠状态下获得。分析其原因,在剪切增稠区HRC在剪切力作用下形成聚集体,此时金纳米颗粒等离子体相互靠近形成SERS检测“热点”,从而大大提高了对于小分子药物双氯芬酸钠的检测灵敏度。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cucurbituril-mediated AIE: An unconventional indicator displacement assay for ketamine detection
葫芦脲介导的 AIE:用于氯胺酮检测的非常规指示剂置换测定
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2021.109875
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Kun Yan;Lancheng Wang;Huimin Zhou;Zhendong Hua;Peng Xu;Hui Xu;Youmei Wang;Bin Di;Chi Hu
  • 通讯作者:
    Chi Hu
Using dual exonucleases to finely distinguish structural adjustment of aptamers for small-molecule detection.
利用双核酸外切酶精细区分适配体的结构调整,用于小分子检测
  • DOI:
    10.1039/d1ra05551h
  • 发表时间:
    2021-10-04
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Orally administered mesoporous silica capped with the cucurbit[8]uril complex to combat colitis and improve intestinal homeostasis by targeting the gut microbiota
口服用葫芦[8]脲复合物封端的介孔二氧化硅,可通过靶向肠道微生物群来对抗结肠炎并改善肠道稳态。
  • DOI:
    10.1039/d0nr03037f
  • 发表时间:
    2020-07-28
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Cheng, Shujie;Shen, Haowen;Hu, Chi
  • 通讯作者:
    Hu, Chi
Magnetic Regulation of Thermo-Chemotherapy from a Cucurbit[7]uril-Crosslinked Hybrid Hydrogel.
葫芦[7]脲交联混合水凝胶对热化疗的磁调节。
  • DOI:
    10.1002/adhm.201801458
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Advanced healthcare materials
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Haishi Qiao
  • 通讯作者:
    Haishi Qiao
A new design for living cell-based biosensors: Microgels with a selectively permeable shell that can harbor bacterial species
基于活细胞的生物传感器的新设计:具有选择性渗透外壳的微凝胶,可以容纳细菌物种
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2021.129648
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B-chemical
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Sibo Zhao;Huilin Wen;Yangteng Ou;Minhui Li;Lancheng Wang;Huimin Zhou;Bin Di;Ziyi Yu;Chi Hu
  • 通讯作者:
    Chi Hu

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其他文献

铁电材料细观畴变力学研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    机械工程材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈渝;胡驰;徐倩;谢少雄;许嘉赓;龙涛;王清远;石维;朱建国
  • 通讯作者:
    朱建国
超声提取牛蒡子酸水解产物中牛蒡苷元的数学模型(英文)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Southeast University(English Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴琳;张勇;胡驰;钱红亮;王志祥
  • 通讯作者:
    王志祥

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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

        graph TD
          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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