磁场辅助微流控碳纳米纤维尺寸排阻色谱技术及微纳尺度物质分离

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21775134
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0401.分离与分析
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The separation and analytical techniques of micro/nano scale substances play a significant role in the development of modern precision medicine. To date, the separation of micro/nano scale substances principally based on the methods like immunomagnetic separation, electrophoresis, field flow fractionation, and size exclusion chromatography (SEC). However, low resolution or low separation efficiency are some of the drawbacks that still exist in such techniques. Based on the characteristics of carbon nanofiber such as chemically modifiable surface morphology, structural flexibility and three-dimensional size effects, this study will develop a novel size exclusion chromatography technique by adjusting the size and space alignment of carbon nanofibers together with controlled magnetic field. With the addition of different external magnetic field that can regulate the gaps and pores alignment between carbon nanofibers, the different sizes and shapes of micro/nanoscale substances can embed into different gaps and pores between carbon nanofibers, so the substances show different retention times, hence achieving precise and highly effective separation. The focuses of this study involve: 1) research into the growth characteristics of carbon nanofiber/quartz fiber; 2) study on the responsiveness of carbon nanofiber induced by magnetic field; 3) examine the separation effectiveness of micro/nanoscale biomolecules; 4) evaluate the feasibility of separation of circulating tumor cells (CTCs). The result of this study will exert a promising development potential on promoting further fabrication of innovative technology used for the separation and analysis of micro/nano scale biomolecules such as cancer cells, viruses and micro-organisms.
微纳尺度物质的分离分析技术在现代精准医学发展中起到至关重要的作用。目前,微纳尺度物质的分离主要采用免疫磁珠、电泳、场流及尺寸排阻等分离技术,但仍然存在分离度差、分选效率低等问题。本研究基于碳纳米纤维表面的化学可修饰性和物理柔顺性以及微纳尺度物质的立体尺寸效应等特征,利用碳纳米纤维的尺寸和空间排序可控制备技术和磁场控制技术,拟研发新型的尺寸排阻色谱技术。在外加磁场力作用下,可调控碳纳米纤维的间隙及孔隙排列方向,不同尺寸和形貌的微纳尺度物质因嵌入到碳纳米纤维的间隙、孔隙的深度及滞留时间不同而得到精准、高效分离。研究内容有1)碳纳米纤维/石英纤维生长特征研究;2)碳纳米纤维的磁场行为特征研究;3)微纳尺度生物体的分离行为特征研究;4)循环肿瘤细胞的分离可行性研究。本研究成果将在癌细胞、病毒、微生物等微纳尺度生物的分离分析以及新型分离仪器的开发等方面具有巨大的应用前景。

结项摘要

微纳尺度物质的分离分析技术在现代精准医学发展中起到至关重要的作用。然而,目前微纳尺度物质的分离技术普遍存在分离度差、分选效率低等局限性,尚无法满足临床及科研对微纳尺度物质的需求,缺乏有效标准技术分离和分析微纳尺度物质。本项目系统研究了尺寸可控纳米阵列材料制备方法,构建了毛细管电场流分离体系,实现了电泳、色谱、场流动分离技术的“三位一体”。在交流电场和流动场的共同作用下,颗粒物在分离通道内反复发生吸附-脱附过程并最终实现微纳尺度物质的色谱化分离。此外,为了探究微纳尺度物质中小分子的时空分布,本研究还针对小分子类目标物提出纳米限域萃取方法,通过多种萃取模式,实现了对不同种类小分子的原位、在线高效富集。本研究成果将在癌细胞、病毒、微生物等微纳尺度生物的分离分析以及小分子与细胞相互作用研究等方面具有巨大的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(17)
专利数量(4)
Tracing historical changes, degradation, and original sources of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Jilin Province, China, by Abies holophylla and Pinus tabuliformis needle leaves
利用冷杉和油松针叶追踪中国吉林省空气中多环芳烃 (PAH) 的历史变化、降解和原始来源
  • DOI:
    10.1007/s11356-021-16176-4
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Wang Zhao;Jin Xiangzi;Kaw Han Yeong;Fatima Zakia;Quinto Maurizio;Zhou John L.;Jin Dongri;He Miao;Li Donghao
  • 通讯作者:
    Li Donghao
Recent review on carbon nanomaterials functionalized with ionic liquids in sample pretreatment application
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  • DOI:
    10.1016/j.trac.2019.115641
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    13.1
  • 作者:
    Jon, Chol-San;Meng, Long-Yue;Li, Donghao
  • 通讯作者:
    Li, Donghao
A traceless clean-up method coupled with gas chromatography and mass spectrometry for analyzing polycyclic aromatic hydrocarbons in complex plant leaf matrices
一种无痕净化方法结合气相色谱和质谱分析复杂植物叶基质中的多环芳烃
  • DOI:
    10.1039/d0an00128g
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Analyst
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Jin Xiangzi;Kaw Han Yeong;Li Huijie;Zhao Jinhua;Piao Xiangfan;Li Donghao;Jin Dongri;He Miao
  • 通讯作者:
    He Miao
Open-tubular radially cyclical electric field-flow fractionation (OTR-CyElFFF): an online concentric distribution strategy for simultaneous separation of microparticles
开管径向循环电场流分级(OTR-CyElFFF):一种用于同时分离微粒的在线同心分布策略
  • DOI:
    10.1039/d0lc00620c
  • 发表时间:
    2020-10-07
  • 期刊:
    LAB ON A CHIP
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Liu,Lu;Yang,Cui;Li,Donghao
  • 通讯作者:
    Li,Donghao
[Research progress in the application of external field separation technology and microfluidic technology in the separation of micro/nanoscales].
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1123.2020.12032
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Cui Jiaxuan;Liu Lu;Li Donghao;Piao Xiangfan
  • 通讯作者:
    Piao Xiangfan

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其他文献

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  • 通讯作者:
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    --
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amm.347-350.3440
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李东浩
  • 通讯作者:
    李东浩

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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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