非光化学激光诱导乙酸钠结晶行为及机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51802129
  • 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:
    E0201.人工晶体与玻璃材料
  • 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

Non-photochemical laser-induced nucleation (NPLIN) is a new type of technique for crystallization, the relatively low power density of laser is chosen for crystal nucleation without photochemical reaction. This technique not only offers advantages to localizing temporally and spatially the point of nucleation, but also controls pharmaceutical crystal polymorphism through the transformation of laser polarization. As sodium acetate has a huge potential in energy storage, and in the initial work, the crystalized phenomenon of sodium acetate was suitable to observation under NPLIN with the application of different additives. In order to explore the underlying mechanism for NPLIN, this project will apply a single laser pulse to induce crystallization of sodium acetate with the combination of poly-(methacrylic acid) [PMA] solution and disodium hydrogen phosphate (DHP) as additives, video microscopy of laser-induced crystallization of sodium acetate will be more likely to reveal an alternative mechanism for NPLIN. Also, the effect of NPLIN on crystalline growth velocities and crystal morphology will be systematically investigated through experimental characterization and theoretical calculation. Solutions will be classified into three groups through the application of nanoparticle or filtration, and the quantities of bubbles and crystals induced by laser will be built in a mathematic function to deduce the feasibly of this mechanism underlying laser-induced nucleation. The research achievement gives a further understanding of inner mechanism and theoretical knowledge for NPLIN; The project offers an advantage with the meaning of practical instruction in the exploration of a new technique for pharmaceutical production. Also, the program brings some scientific research values for opening up a huge potential for NPLIN.
非光化学激光结晶(NPLIN)是一种新型结晶技术,即利用较低能量密度的激光在不引起光化学反应的同时诱导晶体结晶。该技术不仅对结晶的时间与形态具有可控性,还可通过改变激光偏振性控制药物晶体的多晶现象。基于乙酸钠在能源存储方面存在巨大潜力,且在初期NPLIN工作中,不同添加剂的使用会对乙酸钠形成易于观测的结晶现象,故本项目拟采用单个激光脉冲结合聚甲基丙基酸和磷酸氢二钠为添加剂诱导乙酸钠结晶来探索NPLIN的内在机理。利用视频显微镜记录的激光诱导结晶过程来揭示新机理,且系统性的结合实验与理论来研究NPLIN对晶体生长速度与形态的影响。溶液通过过滤或微米颗粒的加入将划分成三类样品,将激光诱导出的晶体与气泡数量建立成数学理论公式来推断新机理的可行性。研究成果可加深了解NPLIN技术内在机理与理论知识,项目对开拓药物新型生产技术具有实际指导意义,对发展与丰富NPLIN应有前景具有重要科学研究价值。

结项摘要

本项目采用的是非光化学激光诱导形核技术(NPLIN),该技术可在不发生光化学反应下诱导溶质分子或熔融物形核,该技术对形核的位置以及时间具有较高调控性。本项目的主要研究内容是采用NPLIN诱导无水乙酸钠结晶并验证相关机理,研究发现NPLIN作用下的无水乙酸钠晶体生长形态类似于蒲公英形态,NPLIN仅可对晶体形核阶段具有较好的控制性,在单个激光脉冲结束后,晶核形成后将进入生长阶段,在无任何添加剂作用下,晶体生长速度以及形态变得不均一且不受控制。为了使晶体生长阶段能得到有效控制,酸性聚合物作为添加剂被用于改变晶体溶液内部生长环境,在少量添加剂的作用下,晶体的数量、生长速度、形态以及大小都能得到有效的控制,这些优点可用于管控及生产高质量的晶体颗粒,且在晶体生长过程中无水乙酸钠晶体的形态以及大小也变得一致,这些现象也在NPLIN诱导氯化铯结晶中得到了验证。在NPLIN作用后,氯化铯晶粒在0.2wt%酸性聚合物(聚天冬氨酸或聚环氧琥珀酸)环境下生长速度将变得缓慢,晶粒形态大小变得统一;当聚环氧琥珀酸质量百分比在溶液中达到 0.3-0.4 wt%,生成的氯化铯晶体颗粒可以有效控制15个以内;当酸性聚合物的质量百分比增加到 5 wt%以上,NPLIN作用后的氯化铯晶体可由雪花状晶形生长成花状。然而在乙酸钠研究中,当酸性聚合物在溶液中成分占比超过0.441wt%以上,NPLIN无法诱导出无水乙酸钠晶体,研究发现酸性聚合物能增加乙酸钠的溶解度,这一发现可应用于难溶性药物生产,控制难溶性药物晶体的大小形态增加难溶性药物的溶解率;或应用于药物晶体的多晶现象,采用NPLIN协同酸性聚合物协调激光的偏振性来控制晶体的多晶现象将目标晶型诱导出来,这不仅提高了NPLIN的技术水平,也大大扩展了NPLIN的应用范围。

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(1)
Highly efficient In(2)S(3)/WO(3) photocatalysts: Z-scheme photocatalytic mechanism for enhanced photocatalytic water pollutant degradation under visible light irradiation.
高效In 2 S 3 /WO 3 光催化剂:Z-方案光催化机制增强可见光照射下光催化水污染物降解
  • DOI:
    10.1039/d0ra09315g
  • 发表时间:
    2021-01-14
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Qiu Q;Zhu P;Liu Y;Liang T;Xie T;Lin Y
  • 通讯作者:
    Lin Y
Effect of Acidic Polymers on the Morphology of Laser-Induced Nucleation of Cesium Chloride.
酸性聚合物对氯化铯激光诱导成核形貌的影响
  • DOI:
    10.1021/acsomega.0c04902
  • 发表时间:
    2021-02-02
  • 期刊:
    ACS omega
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Liu Y;Qiu Q;Ding G;You W
  • 通讯作者:
    You W
High efficient and broadband similar to 3.5 mu m emission of Er3+:YAG crystal
类似于 Er3 :YAG 晶体 3.5 μm 发射的高效率和宽带
  • DOI:
    10.1016/j.saa.2021.119587
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huang Jianhui;Wang Bo;You Weixiong;Zhang Liaolin;Sun Yijian;Tu Chaoyang;Gong Guoliang;Liu Yao
  • 通讯作者:
    Liu Yao
Morphology control of laser-induced dandelion-like crystals of sodium acetate through the addition of acidic polymers
通过添加酸性聚合物控制激光诱导乙酸钠蒲公英状晶体的形态
  • DOI:
    10.1107/s1600576721005409
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Liu Yao;He Huilin;Liu Yanjun
  • 通讯作者:
    Liu Yanjun

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其他文献

缺氧环境下高迁移率族蛋白B1对线粒体生物合成的影响
  • DOI:
    10.16571/j.cnki.1008-8199.2017.03.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    医学研究生学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许荣;贺兴波;华宗荣;刘瑶
  • 通讯作者:
    刘瑶
在线加压溶剂微提取-湍流色谱-高效液相色谱法同时测定管花肉苁蓉中3种苯乙醇苷
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1123.2016.02014
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    色谱
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋青青;刘瑶;张玲玲;周利;屠鹏飞;宋月林
  • 通讯作者:
    宋月林
Enhancing reversible entropy change of all- d -metal Ni 37.5 Co 12.5 Mn 35 Ti 15 alloy by multiple external fields
多重外场增强全d金属Ni 37.5 Co 12.5 Mn 35 Ti 15合金的可逆熵变
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2021.114303
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Scripta Materialia
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    刘瑶;肖安冬;杨天子;胥智彤;周相龙;马天宇
  • 通讯作者:
    马天宇
蒙特卡罗模拟确定HPGe探测器点源效率函数及参数
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    核技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑洪龙;庹先国;石睿;阳刚;邓超;曹文;刘瑶
  • 通讯作者:
    刘瑶
基于SHOIQ(D)的本体一致性检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程与科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶育鑫;欧阳丹彤;刘瑶;孙吉贵
  • 通讯作者:
    孙吉贵

其他文献

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刘瑶的其他基金

酸性聚合物协同非光化学激光调控药物结晶行为及机理研究
  • 批准号:
    52162002
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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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