新型双功能富勒烯基核素促排剂的制备与性能调控

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51572230
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The main research objective of this project is to synthesize a bifunctional water-soluble fullerene-based chelate for metal nuclides through Radionuclide chelating is the key technology to various nuclear emergencies. Therefore, development of efficient, low toxicity, wide-adaptability multi-functional novel radionuclide chelating agents is hot and difficult research field in nuclear science and technology. Based on our preliminary work, this project aims to synthesize water-soluble fullerene (known as “radical sponge”) derivatives via covalent bonding of fullerene with catechol, hydroxy pyridone, and other water-soluble chelating groups, respectively. The purpose of this project is to obtain novel water-soluble fullerene derivatives which have both anti-free radicals restoration and radionuclide chelating properties. Moreover, the relationship between these two properties and molecular structures will be investigated by studying their dissociation energy, electrostatic potential, and resonance energy via first principle. The corresponding mathematical model will be established to reveal their inherent laws, achieving anti-free radical and radionuclide chelating performance regulation and laying the foundation for design and preparation of high efficient bifunctional wide-adaptability radionuclide chelating agents. This study has important scientific significance and practical value for expanding applications of fullerene and enriching fullerene science and chelating theory.
核素促排是核应急处理的关键核心技术,开发高效低毒广谱性多功能新型核素促排剂是核科学与技术领域的研究热点和难点。本项目旨在前期工作基础上,设计将邻苯二酚(CAMS),羟基吡啶酮(HOPO)等水溶性促排基团在分子层面上键联到具有“自由基海绵”之称的富勒烯上,制备得到系列兼具促排和抗自由基修复双重功能的新型水溶性富勒烯衍生物。研究目标物清除自由基及对核素体外促排性能,结合密度泛函理论(DFT)计算所得目标物有关键离解能、静电势和共振能等分子结构参数,利用遗传函数近似方法模拟目标物清除自由基及对核素体外促排性能与分子结构之间的关系,建立相关数学模型,揭示其内在规律,用以指导并实现抗自由基与核素促排性能的耦合与调控,最终设计制备出最优自由基猝灭和最佳核素促排效果的双功能核素促排剂,为研制新型高效多功能广谱性核素促排剂奠定基础。本研究对于拓展富勒烯应用领域、丰富富勒烯科学和促排理论具有重要科学意义。

结项摘要

核素促排是核应急处理的关键核心技术,开发高效低毒广谱性多功能新型核素促排剂是核科学与技术领域的研究热点和难点。本项目针对该问题提出将邻苯二酚,羟基吡啶酮等水溶性促排基团在分子层面上键联到具有“自由基海绵”之称的富勒烯上,制备得到系列兼具促排和抗自由基修复双重功能的新型水溶性富勒烯衍生物。以富勒烯、邻苯二酚、羟基吡啶酮、丙二酰氯等为原料,设计合成10种邻苯二酚类/羟基吡啶酮类配体和22种富勒烯基核素促排剂,并采用紫外可见光谱、红外光谱、质谱、X-射线光电子能谱、核磁共振谱等表征手段对产物结构进行了表征;采用ESR法、DPPH自由基法对邻苯二酚类配体和富勒烯基核素促排剂的抗氧性能进行研究,采用基于密度泛函理论的量子化学计算等方法研究富勒烯基核素促排剂的分子结构参数与清除自由基能力之间的定量关系,建立促排剂分子清除自由基能力与其分子结构参数关系的数学模型;采用电位滴定、光谱滴定、分光光度法对邻苯二酚类配体和富勒烯基核素促排剂的螯合性能进行研究,采用基于密度泛函理论的量子化学计算研究富勒烯基核素促排剂的分子结构参数与螯合促排性能之间的关系,初步建立促排剂分子螯合促排能力与分子结构参数关系的数学模型。该项目研究工作拓展了富勒烯的研究领域,促进富勒烯科学和核素促排学科的发展,为开发和利用新型核素促排剂开辟了新的技术途径。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Water-soluble fullerene derivatives as potential chelating agents of radionuclides via chlorofullerene (C60Cl6) as a precursor
以氯富勒烯 (C60Cl6) 为前体的水溶性 [60] 富勒烯衍生物作为放射性核素的潜在螯合剂
  • DOI:
    10.1080/1536383x.2016.1229311
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    Fuller. Nanotub. Carbon. Nanostruct
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lei, S.;Chu, S.;Jin, B.
  • 通讯作者:
    Jin, B.
Interaction of nitrocellulose with pentaacyloxyphenyl fullerene derivatives: autocatalytic inhibition in thermal decomposition of nitrocellulose
硝化纤维素与五酰氧基苯基富勒烯衍生物的相互作用:硝化纤维素热分解的自催化抑制
  • DOI:
    10.1007/s10570-020-03027-7
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Cellulose
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Yang Zhao;Bo Jin;Rufang Peng;Ling Ding
  • 通讯作者:
    Ling Ding
Synthesis of a tetrazine-based catecholamide derivative and its evaluation as a chelating agent for removal of Cd(II), Co(II), and Cu(II)
四嗪基儿茶酚酰胺衍生物的合成及其作为螯合剂去除 Cd(II)、Co(II) 和 Cu(II) 的评价
  • DOI:
    10.1080/00958972.2017.1340644
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF COORDINATION CHEMISTRY
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Lei, Shan;Jin, Bo;Chu, Shijin
  • 通讯作者:
    Chu, Shijin
Catechol amide derivatized polyhydroxylated fullerene as potential chelating agents of radionuclides: Synthesis, reactive oxygen species scavenging, and cytotoxic studies
儿茶酚酰胺衍生的多羟基富勒烯作为放射性核素的潜在螯合剂:合成、活性氧清除和细胞毒性研究
  • DOI:
    10.1016/j.jinorgbio.2019.110921
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Inorganic Biochemistry
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Tian Zheng;Xinru Wan;Qingchun Zhang;Bo Jin;Rufang Peng
  • 通讯作者:
    Rufang Peng
Synthesis and crystal characterization of novel fulleropyrrolidines and their potential application as nitrocellulose-based propellants stabilizer
新型富勒吡咯烷的合成和晶体表征及其作为硝化纤维素基推进剂稳定剂的潜在应用
  • DOI:
    10.1016/j.polymdegradstab.2019.109061
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Polymer Degradation and Stability
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Guang Li;Bo Jin;Zuohu Chai;Ling Ding;Shijin Chu;Rufang Peng
  • 通讯作者:
    Rufang Peng

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其他文献

Combustion Effects of Nitrofulleropyrrolidine on RDXCMDB Propellants RDXCMDB
硝基富勒吡咯烷对 RDXCMDB 推进剂的燃烧影响 RDXCMDB
  • DOI:
    10.1002/prep.201400101
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金波;彭汝芳;赵凤起;仪建华;徐司雨;王声波;楚士晋
  • 通讯作者:
    楚士晋
DBU选择性络合法分离C60
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭汝芳
  • 通讯作者:
    彭汝芳
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新型含能盐1H-吡唑-1-甲脒二硝酰胺的合成、表征及其热性能
  • DOI:
    10.1007/s10973-016-5315-z
  • 发表时间:
    2016-02
  • 期刊:
    Journal of Thermal Analysis and Calorimetry
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    赵均;金波;彭汝芳;刘强强;潭碧生;楚士晋
  • 通讯作者:
    楚士晋
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新型含能聚合物的合成、表征、热稳定性及相容性
  • DOI:
    10.1134/s1560090416020068
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Polymer Science Series B
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    单懂事;金波;彭汝芳;楚士晋
  • 通讯作者:
    楚士晋
Synthesis, Crystal Structure and Thermal Decomposition of Triaminoguanidinium 2, 4, 6-Trioxo-1, 3, 5-triazinan-1-ide Based on Cyanuric Acid
三聚氰酸三氨基胍2,4,6-Trioxo-1,3,5-triazinan-1-ide的合成、晶体结构及热分解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘强强;金波;张青春;尚宇;郭志诚;彭汝芳
  • 通讯作者:
    彭汝芳

其他文献

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新型高效富勒烯基安定剂的设计合成及其安定机理研究
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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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