多功能纤维素基荧光材料的模块化设计合成及其在可视化检测中的应用探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51803220
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0306.高分子材料与环境
  • 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

Visual detection is a highly practical approach for the public to supervise the safety and quality of food, water and air in daily life. However, it is still a challenge to realize on-site and real-time visual detection of the multiplex chemicals in real environment. Multifunctional modular integration of multiplex detection mode based on different principles is a possible solution, which is also a general trend of the smart responsive materials in the future. As the most abundant natural polymer on earth, cellulose is an ideal platform for molecular design and materials process to realize multifunction integration owing to its topologically multivalent structure of plentiful reactive hydroxyls. Herein, a series of multifunctional cellulose derivatives containing different responsive groups (e.g., luminescent, photochromic, enriching and cross-linking etc.) will be rapidly synthesized and screened via the strategies of modular design and combinatorial cellulose chemistry. The selected cellulose derivatives with superior sensitivity and selectivity will be fabricated into the disposable and portable materials or devices for visual detection of the typical heavy metal ions in water or the common residual pesticides on fruit and vegetables. Prospectively, on-site detection or real-time monitoring of multiplex chemicals such as heavy metal ions and residual pesticides would be achieved by the multifunctional cellulose-based fluorescent materials in this project.
可视化检测对大众日常监测食品卫生、饮水安全、空气质量等具有重要意义,但复杂环境中多元化学组分的可视化现场即时检测目前仍是个挑战。具有多重检测模式或原理的“多功能集成”是解决这一难题的有效思路,也是未来智能响应材料的发展趋势。本课题中,纤维素作为自然界最丰富的天然高分子,因其富含羟基的“多价性”拓扑结构,是制备多功能集成材料理想的分子结构设计与材料加工平台。按照模块化设计原理与组合化学的策略,精确合成发光、变色、富集、交联等多功能集成的纤维素基荧光材料,并利用纤维素基功能材料优异的加工成型性与可生物降解性,将优选的高灵敏、高选择性多功能纤维素材料转化成实用的、可抛弃、便携式、可视化的检测介质或器件,并重点探索其对复杂多元组分(如水中多元重金属离子或常见果蔬残留农药)的可视化现场检测或实时监测,有望获得具有应用前景的可视化多元检测材料与实用性技术,从而拓展纤维素的应用领域。

结项摘要

可视化检测对大众日常监测食品卫生、饮水安全、空气质量等具有重要意义,但复杂环境中多元化学组分的可视化现场即时检测目前仍是个挑战。本项目研究充分利用纤维素多价性高分子结构特点,合成了系列兼具发光、变色、富集、交联等多功能集成的纤维素基荧光材料,在此基础上,利用纤维素基功能材料优异的加工成型性与可生物降解性,将优选的高灵敏、高选择性多功能纤维素材料转化成实用的、可抛弃、便携式、可视化的检测介质或器件(检测试剂盒、试纸、凝胶微球),实现了对应用水中复杂多元金属离子、腌制食品中亚硝酸盐及爆炸物的可视化检测。相关可视化多元检测材料与方法大大纤维素基功能材料的应用领域,具有重要的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Highly Transparent All‐Polysaccharide Composite Films with Tailored Transmission Haze for Light Manipulation
高透明全多糖复合薄膜,具有用于光操纵的定制透射雾度
  • DOI:
    10.1002/admt.202000378
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Materials Technologies
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Yixiu Cheng;Weiguo Tian;Qinyong Mi;Xuejing Zheng;Jun Zhang
  • 通讯作者:
    Jun Zhang
Facile access to photo-switchable, dynamic-optical, multi-colored and solid-state materials from carbon dots and cellulose for photo-rewritable paper and advanced anti-counterfeiting
轻松获取来自碳点和纤维素的光可切换、动态光学、多色和固态材料,用于光可重写纸和先进的防伪
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.126794
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Jin Kunfeng;Ji Xin;Yang Tiantian;Zhang Jinming;Tian Weiguo;Yu Jian;Zhang Xin;Chen Zhangyan;Zhang Jun
  • 通讯作者:
    Zhang Jun
Visualized Discriminant Analysis and Recognition of Multiple Metal Ions with a Single Cellulose-Based Fluorescent Probe
使用单一纤维素荧光探针对多种金属离子进行可视化判别分析和识别
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.1c02508
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry and Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Liu Zongxi;Tian Weiguo;Ji Xin;Wen Chaojun;Zhang Jun
  • 通讯作者:
    Zhang Jun

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其他文献

聚合原位合成含螺吡喃组装体及其光响应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶齐全;郑明心;陈曦;李丹;田卫国;张军;袁金颖
  • 通讯作者:
    袁金颖
聚合原位合成含螺吡喃组装体及其光响应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Polymerica Sinica
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    叶齐全;郑明心;陈曦;李丹;田卫国;张军;袁金颖
  • 通讯作者:
    袁金颖

其他文献

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田卫国的其他基金

生物质基微纳米抗菌功能材料及植物病害绿色防控新机制的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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