基于聚合物刷修饰的高效抗生物粘附表面及界面吸附的力谱研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21674084
  • 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:
    B0309.高分子物理与高分子物理化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Biofouling caused by proteins adsorption and bacterial adhesion creates challenges in biomedical materials. Fabricating the anti-protein adsorption and antibacterial materials to reduce biofouling on the surface is an key issue in the application of biomaterials. In this project, we focus on the surface modification to reduce the biofouling using polymer brush, and investigate the adsorption force when the protein and bacterial adhering onto the surface with AFM-based force spectroscopy. To endow the surface with better performance of reducing the biofouing, we intend to introduce the fluoride segment with lower surface energy and bactericide to the hydrophilic polymer brush exhibiting the resistance to adhesion. At the same time we will utilize the phase separation of the block copolymer brush at interface to generate the heterogeneous nanometer-sized domain with similar size of the protein, and investigate the adsorption behavior of the protein with different size systematically on the surface at molecular level. Through the systematical investigation of the adsorption on the surface with different surface properties tuned precisely, we intend to correlate the interaction at molecular level and its adsorption behavior. These findings can shed new insight on the adsorption process of protein and bacterial on surface, and guide the designing and preparation of the surface to reduce biofouling more efficiently. It also could promote the development of physical chemistry of polymer at interface.
蛋白质吸附和细菌粘附所导致的生物污染是生物医用材料领域面临的一大挑战,研究和制备高效抗生物粘附的表面以减少生物污染是该领域的重要课题。本项目致力于利用聚合物刷修饰以制备高效抗生物粘附表面,利用基于原子力显微镜的力谱方法研究粘附过程的吸附力。拟在具有良好抗粘附性能的聚合物刷表面,引入低表面能的含氟链和杀菌活性成分,达到具有长期高效抗生物粘附功能的表面。同时将嵌段高分子微相分离引入到界面聚合物刷,通过含氟嵌段共聚物刷在界面的的受限相分离,实现与蛋白质分子大小在同一尺度的纳米微区界面性质的调控。在此基础上,系统研究纳米级微区界面性质及材料表面粘弹性对蛋白质等吸附过程的影响。通过表面性质的调控,总结吸附作用规律,建立分子尺度吸附相互作用与宏观吸附行为的联系。这些问题的解决,为设计和制备更加高效的抗生物粘附表面提供指导,对发展高分子界面科学具有有重要的学术意义。

结项摘要

蛋白质吸附和细菌粘附所导致的生物污染是生物医用材料领域面临的一大挑战,研究和制备高效抗生物粘附的表面以减少生物污染是该领域的重要课题。本项目致力于利用聚合物刷修饰以制备高效抗生物粘附表面:合成了系列亲水/含氟链段聚合物刷修饰的表面,通过调节含氟嵌段聚合物刷中亲水/含氟链段长度比例和引发剂密度的控制,探索了两嵌段共聚物在基底表面发生微相分离的条件,并评估了这些聚合物刷修饰表面的抗蛋白吸附性能。通过将杀菌活性成分引入到具有抗粘附性能的表面,并集成具有主动捕获细菌功能的结构基元,制备了长期稳定的高效抗菌性能表面。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A highly efficient bactericidal surface based on the co-capture function and photodynamic sterilization
基于共捕获功能和光动力灭菌的高效杀菌表面
  • DOI:
    10.1039/c8tb02010h
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Huang Lin;Liu Xin-Hua;Zhang Xiao-Hong;Tan Lei;Liu Chuan-Jun
  • 通讯作者:
    Liu Chuan-Jun
From Homogeneous to Heterogeneous: A Simple Approach to Prepare Polymer Brush Modified Surfaces for Anti-Adhesion of Bacteria
从均质到异质:制备抗细菌粘附的聚合物刷修饰表面的简单方法
  • DOI:
    10.1016/j.colcom.2018.02.002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Colloid and Interface Science Communications
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zhang Xiao-Hong;Wu Hai-Xia;Huang Lin;Liu Chuan-Jun
  • 通讯作者:
    Liu Chuan-Jun
Intra/Extracellular Lactic Acid Exhaustion for Synergistic Metabolic Therapy and Immunotherapy of Tumors
细胞内/外乳酸耗尽用于肿瘤的协同代谢治疗和免疫治疗
  • DOI:
    10.1002/adma.201904639
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Gao Fan;Tang Ying;Liu Wen-Long;Zou Mei-Zhen;Huang Cui;Liu Chuan-Jun;Zhang Xian-Zheng
  • 通讯作者:
    Zhang Xian-Zheng
Local T regulatory cells depletion by an integrated nanodrug system for efficient chem-immunotherapy of tumor
通过集成纳米药物系统消除局部 T 调节细胞,以实现肿瘤的有效化学免疫治疗
  • DOI:
    10.1007/s11426-019-9507-x
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Science China Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao Fan;Cheng Qian;Liu Miao-Deng;Rong Lei;Liu Chuan-Jun;Zhang Xian-Zheng
  • 通讯作者:
    Zhang Xian-Zheng
Diblock Polymer Brush (PHEAA-b-PFMA): Microphase Separation Behavior and Anti-Protein Adsorption Performance
双嵌段聚合物刷 (PHEAA-b-PFMA):微相分离行为和抗蛋白质吸附性能
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.8b02584
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wu Hai-Xia;Zhang Xiao-Hong;Huang Lin;Ma Lu-Fang;Liu Chuan-Jun
  • 通讯作者:
    Liu Chuan-Jun

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其他文献

A smart municipal waste management system based on deep-learning and Internet of Things
基于深度学习和物联网的智慧城市垃圾管理系统
  • DOI:
    10.1016/j.wasman.2021.08.028
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Waste Management
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    王聪;秦炯明;屈成;冉旭;刘传军;陈斌
  • 通讯作者:
    陈斌
支化beta-葡聚糖在水/二甲亚砜中的单分子链形态及纤维状聚集体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Carbohydr. Polym.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴文华;刘传军;许小娟;张俐娜
  • 通讯作者:
    张俐娜
甜菜遗传转化及PCR检测
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国甜菜糖业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘传军;赵民安;段肖霞;郝秀英;王燕飞;曹玉锦;欧阳立恒;石玉瑚;王晓军
  • 通讯作者:
    王晓军
甜菜组织培养过程中同工酶及可溶性蛋白质的变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国甜菜糖业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘传军;曹玉锦;石玉瑚;王晓军;赵民安;段肖霞;郝秀英;欧阳立恒;王燕飞
  • 通讯作者:
    王燕飞

其他文献

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刘传军的其他基金

基于光触发的肿瘤免疫增强型纳米治疗系统
  • 批准号:
    52373304
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于多肽的肿瘤微环境响应性多功能纳米诊疗系统
  • 批准号:
    52073219
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
室温高分子熔体在固体表面的动态浸润性质
  • 批准号:
    21204070
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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