形貌效应对纳米氧化钨-菌紫质复合体光电响应的影响与调控机制

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基本信息

  • 批准号：
    21103059
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    李睿
  • 依托单位：
    华中师范大学
  • 学科分类：
    B0707.化学生物学理论、方法与技术
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

跨膜蛋白菌紫质是研制生物光电装置的理想材料，但因其光电响应强度过小严重阻碍了相关应用的发展。本项目依据纳米材料的形貌特点决定其理化性质这一基本原理，针对形貌效应对纳米氧化钨-菌紫质复合体光电响应的影响展开研究，目的在于实现利用纳米材料同菌紫质构成复合体以提高光电响应强度。拟通过改变制备方法和参数，获取不同形貌的纳米氧化钨，并同菌紫质构建一系列复合体，分析其光电响应变化，筛选出对复合体光电响应强度有所提高或形式有所改变的纳米氧化钨产物。利用原位拉曼光谱技术动态、实时地监控筛选出的特征复合体发生光电响应的全过程，考察其中菌紫质和纳米氧化钨的分子特征变化，同单纯菌紫质发生光电响应的全过程进行比较，并结合菌紫质泵质子的机制，解析纳米氧化钨对于复合体光电响应影响的调控机制，进而为建立评价纳米材料同菌紫质形成复合体以提高光电响应强度的通用形貌初筛标准及推进菌紫质光电性能实际应用提供理论指导和技术支持。

结项摘要

本项目针对形貌效应对纳米氧化钨-菌紫质复合体光电响应的影响展开研究，主要通过水热法制备氧化钨纳米方块、纳米棒和纳米颗粒，并通过改变制备参数，优化其与菌紫质所构成复合体的生物活性。同时，以最优制备条件下各种形貌纳米氧化钨同菌紫质构成复合体电极，对复合体光电响应强度进行研究，发现氧化钨纳米颗粒对于复合体光电响应提高幅度最明显。进一步通过原位拉曼光谱技术动态、实时地监控纳米氧化钨-菌紫质复合体，观察到菌紫质激发态M态的拉曼谱图呈现随时衰减的明显趋势，而且掺入不同形貌纳米氧化钨之后，复合体系中的激发态M态随时衰减均有所增强，其中掺入氧化钨纳米颗粒的复合体系衰减最为迅速。由于M态的衰减同光电响应产生有直接关系，可以初步认为纳米氧化钨的掺入是通过增强菌紫质光化学循环而导致光电响应增强，且分散度较高的氧化钨纳米颗粒比其他形貌的纳米氧化钨对菌紫质光化学循环影响更为明显。此外，由于后续工作中菌紫质-纳米氧化钨复合电极将最终用于哺乳动物体内，因此本研究中还以小鼠为实验材料，分别对三种不同形貌的纳米氧化钨的进行了生物安全性研究，对适用于复合体电极中的纳米氧化钨安全浓度进行评价。初步探明，氧化钨纳米颗粒由于其分散度较高，更易引起机体氧化损伤，因此，从纳米氧化钨-菌紫质复合体的实际应用来看，选择较不易引起氧化损伤的氧化钨纳米棒作为电极复合材料更理想。同时，加入MT或其他氧化损伤保护剂将有助于提高纳米氧化钨-菌紫质复合体电极的实用性。目前，我们正进一步开展深入研究，以确保能找到对生物体毒性效应最小且能更大幅度提高复合体光电响应的纳米氧化钨材料。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
h1 br class=MsoNormal Bone marrow injury induced via oxidative stress in mice by inhalation exposure to formaldehyde br / /h1
吸入甲醛导致小鼠氧化应激诱导骨髓损伤
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    PLos One
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang YC;Liu XD;McHale C;Li R;Zhang LP;Wu Y;Ye X;Yang X;Ding SM
  • 通讯作者：
    Ding SM
Single-wall carbon nanotube-induced airway hyperresponsiveness in rats and a postulated mechanism of action
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    RSC ADVANCES
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Li, Jinquan;Li, Li;Yang, Xu
  • 通讯作者：
    Yang, Xu
Application of vitamin E to antagonize SWCNTs-induced exacerbation of allergic asthma.
维生素E拮抗SWCNTs引起的过敏性哮喘恶化的应用
  • DOI：
    10.1038/srep04275
  • 发表时间：
    2014-03-04
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Li J;Li L;Chen H;Chang Q;Liu X;Wu Y;Wei C;Li R;Kwan JK;Yeung KL;Xi Z;Lu Z;Yang X
  • 通讯作者：
    Yang X
spanIn vitro study on cytotoxicity and intracellular formaldehyde concentration changes after exposure to formaldehyde and its derivatives/span
甲醛及其衍生物暴露后细胞毒性及细胞内甲醛浓度变化的体外研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Human & Experimental Toxicology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ke YJ;Qin XD;Zhang YC;Li H;Li R;Yuan JL;Yang X;Ding SM
  • 通讯作者：
    Ding SM
Cognitive deficits and decreased locomotor activity induced by single-walled carbon nanotubes and neuroprotective effects of ascorbic acid.
单壁碳纳米管引起的认知缺陷和运动活动减少以及抗坏血酸的神经保护作用
  • DOI：
    10.2147/ijn.s56339
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    International journal of nanomedicine
  • 影响因子：
    8
  • 作者：
    Liu X;Zhang Y;Li J;Wang D;Wu Y;Li Y;Lu Z;Yu SC;Li R;Yang X
  • 通讯作者：
    Yang X

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  • 作者：
    李睿;郭春生;冯士维
  • 通讯作者：
    冯士维
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  • 作者：
    王小鹏;侯平;吕培杰;李睿;梁晓雪;高剑波
  • 通讯作者：
    高剑波

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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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