医用壳聚糖/壳寡糖分子结构调控技术及其理化过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1608255
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    250.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Chitin is the second largest biomass resources on the earth and its derivatives such as chitosan and chitosan oligosaccharides (COS) have been widely used in medicine, agriculture, environmental protection and other industries. Targeting the present issues such as uncontrollability to polymerization degree, acetylation degree and acetylated sites, and severe pollution, we put forward a new preparation idea: acid degradation, deacetylation and further enzymatic degradation. In this project, the comprehensive studies will be carried out on the conformation evolution of chitin swelling/dissolving/degradation, the uniform deacetylation kinetics, the accurate enzymatic hydrolysis of chitosan with low molecular weight, the precise purification and characterization of differential types of COS. Based on the above newly-established technologies, we will get insight into the structural regulation mechanism and precise separation of chitin, chitosan and COS occurring in the whole preparation process, which will lay solid foundation for chitin dissolving/degradation by use of microwave heating associated with stress field, uniform deacetylation of chitosan with low molecular weight, accurate enzymatic hydrolysis of chitosan and precise separation of COS. It is highly possible that this project will investigate the precise preparation of chitosan/COS products, significantly reduce the amount of industry waste, realize the clean production, and promote the upgrading and development of chitin industry in Liaoning province.
甲壳素是地球上第二大生物质资源,其衍生产品壳聚糖/壳寡糖被广泛应用于医药、农业及环保等领域。针对壳聚糖/壳寡糖传统制备工艺存在的聚合度、乙酰度、乙酰化位点控制难及污染严重等问题,结合前期研究基础,本项目提出“先酸降、后脱、再酶降”的新思路,并从甲壳素在溶胀/溶解/降解过程中的构象演化、匀相脱乙酰动力学、低分子壳聚糖精准酶切的实现方法以及差异化壳寡糖的精准纯化与表征等四个方面着手,开展系统研究,揭示从甲壳素溶解到可控聚合度、脱乙酰度及乙酰化位点低分子壳聚糖/壳寡糖制备过程中的分子结构调控机制和差异化壳寡糖精准分离原理,为形成以应力场与微波场双场强化甲壳素溶解/降解、低分子甲壳素匀相脱乙酰、壳聚糖精确酶切和分离为核心的全新技术流程奠定科学基础。本项目预期目标的实现,将为实现低分子壳聚糖/差异化壳寡糖的精准制备,大幅度降低废液生成量,显著提高清洁生产水平,推动辽宁甲壳素产业转型升级提供技术支撑。

结项摘要

甲壳素是地球上第二大生物质资源,其衍生产品壳聚糖/壳寡糖被广泛应用于医药、农业及环保等领域。针对壳聚糖/壳寡糖传统制备工艺存在的聚合度、乙酰度、乙酰化位点控制难及污染严重等问题,结合前期研究基础,本项目提出“先酸降、后脱、再酶降”的新思路,并从甲壳素在溶胀/溶解/降解过程中的构象演化、匀相脱乙酰动力学、低分子壳聚糖精准酶切的实现方法以及差异化壳寡糖的精准纯化与表征等四个方面着手,开展系统研究,揭示从甲壳素溶解到可控聚合度、脱乙酰度及乙酰化位点低分子壳聚糖/壳寡糖制备过程中的分子结构调控机制和差异化壳寡糖精准分离原理,为形成以应力场与微波场双场强化甲壳素溶解/降解、低分子甲壳素匀相脱乙酰、壳聚糖精确酶切和分离为核心的全新技术流程奠定科学基础。通过本项目研究,发现了低分子甲壳素制备与分子量调控的机理,确定了工艺参数,建立了特异性高效酶类制备结构特定壳寡糖的工艺路线,明确了特定酶与乙酰化识别位点、产物结构特征之间的规律,并基于结构差异特征,开发了新型色谱分离材料,实现复杂结构壳寡糖同分异构体组分分离,并对不同结构的壳聚糖壳寡糖的促进伤口愈合等活性规律开展了研究。基于上述研究突破了规模化制备聚合度、脱乙酰度及乙酰化位点可控的低分子壳聚糖/差异化壳寡糖关键技术瓶颈,助力解决传统壳聚糖/壳寡糖生产中存在的高成本、高污染问题。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(23)
Preparation of carboxylmethylchitosan and alginate blend membrane for diffusion-controlled release of diclofenac diethylamine
双氯芬酸二乙胺扩散控释用羧甲基壳聚糖与海藻酸盐共混膜的制备
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2020.05.008
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Xiaoxue Yuan;Ran Liu;Wenchang Zhang;Xiaoqiang Song;Lei Xu;Yan Zhao;Lei Shang;Jingsong Zhang
  • 通讯作者:
    Jingsong Zhang
壳寡糖抑制ApoE基因敲除小鼠动脉粥样硬化的形成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    沈阳农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑军平;原旭冰;孟宪璞;焦思明;冯翠;杜昱光;刘洪涛
  • 通讯作者:
    刘洪涛
微波强化壳聚糖固相酸降解研究
  • DOI:
    10.13386/j.issn1002-0306.2020040305
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许磊;焦思明;张文昌;程功;孙家言;赵岩;张劲松
  • 通讯作者:
    张劲松
热紫链霉菌几丁质酶表达及低脱乙酰度壳寡糖制备
  • DOI:
    10.19675/j.cnki.1006-687x.2018.06038
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    应用与环境生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任立世;程功;焦思明;冯翠;张毓宸;李建军;杜昱光
  • 通讯作者:
    杜昱光
壳寡糖的制备及其在医学和农业生产中的应用
  • DOI:
    10.19586/j.2095-2341.2018.0097
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生物技术进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    原旭冰;刘洪涛;杜昱光
  • 通讯作者:
    杜昱光

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其他文献

几丁寡糖对脂肪酸代谢紊乱的抑制作用及分子机制
  • DOI:
    10.13345/j.cjb.160482
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    易凡琪;郑军平;李琼瑜;焦思明;杜昱光;叶云;刘洪涛
  • 通讯作者:
    刘洪涛
寡糖生物防治应用及机理研究进展
  • DOI:
    10.16409/j.cnki.2095-039x.2015.05.00
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国生物防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文霞;赵小明;杜昱光;尹恒
  • 通讯作者:
    尹恒
Cloning and biochemical characterization of a novel κ-carrageenase from newly isolated marine bacterium Pedobacter hainanensis NJ-02
新分离海洋细菌海南足杆菌 NJ-02 中新型 γ-卡拉胶酶的克隆和生化表征
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2017.11.040
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    朱本伟;倪芳;宁利敏;姚忠;杜昱光
  • 通讯作者:
    杜昱光
基于LC-MS代谢组学技术的注射用黄芪多糖活性成分调控巨噬细胞代谢研究
  • DOI:
    10.7501/j.issn.0253-2670.2020.06.026
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中草药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李树颖;李科;秦雪梅;李先荣;杜昱光
  • 通讯作者:
    杜昱光
寡糖提取分离与质谱结构解析研究进展
  • DOI:
    10.16438/j.0513-4870.2019-0842
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    药学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔连杰;李科;李震宇;秦雪梅;杜昱光
  • 通讯作者:
    杜昱光

其他文献

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杜昱光的其他基金

基于数字微流控平台的酶法合成糖链研究.
  • 批准号:
    21877114
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    67.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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