聚多巴胺修饰有序大-微孔MOF仿生矿化蛋白质新型复合材料用于HPLC手性药物分离研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81903577
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3410.药物分析
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Chiral stationary phase in HPLC approach quickly dominates the field of chiral drug resolution, protein-based CSPs remain one of the most widely used CSPs. But their chromatographic columns have shortcomings to be solved in the aspect of low capacity, low efficiency, poor stability and the narrow separation“spectrum”. We have recently reported that MOFs with micro porous could effectively extract and adsorbe the small molecules, exclude of proteins. As a result, we construct highly oriented and ordered macro-pores within micro-pores metal-organic framework (MOF) single crystal materials called SOM-ZIF-8, adjusting aperture to load a series of proteins. Here we intend to adopt poly-dopamine modified SOM-ZIF-8 as the general matrix of CSPs, and to build a novel composite materials PDA@SOM-ZIF-8 by covalently immobilizing proteins, inspired by natural bio-mineralization processes. The afforded proteins-MOF serve as versatile and highly efficient chiral stationary phases towards various racemates in both normal and reverse phase of HPLC with low column backpressure, and demonstrating good column capacity, reusability and reproducibility due to the protection of MOF. Then, we try to adapt a combination strategy of the dynamics, thermodynamics and molecular docking method, to clarify the separation mechanism and law. At last, a novel micro-solid phase extraction coupled with HPLC would develop and validate for the pretreatment and the determination of enantiomers accurately and sensitively in practical pharmaceuticals and biological samples. Moreover, our study provides a better understanding of the quality control of chiral drugs, and the mechanisms of pharmacokinetic, pharmacology and toxicology, and is to provide valuable guidance on design of new drug separation system.
HPLC法中的手性固定相法在手性药物拆分领域占据主导,其中,蛋白质类是应用最广泛的CSPs。但其色谱柱容量低、柱效低、稳定性差、分离“谱”窄的问题亟待解决。我们前期发现微孔MOFs能够吸附小分子,排阻蛋白质。因此,我们定制有序大孔-微孔MOF单晶材料SOM-ZIF-8,调节孔径以负载不同类型的蛋白质。本项目拟采用多巴胺修饰的SOM-ZIF-8作为通用型CSPs基质,基于仿生矿化的策略构建PDA@SOM-ZIF-8共价键合蛋白质复合材料,将其作为HPLC固定相,在正、反相两种模式下实现对药物的“广”谱手性分离,提高柱容量、耐用性和分离效能,加速传质。并结合动力学、热力学和分子对接的手段,阐明分离机制和规律。采用微固相萃取结合HPLC检测,建立实际药品和生物样品中对映体高效灵敏的分析方法。这对于手性药物的质量控制、药动学,药理和毒理作用机制研究具有重要意义,并为构建手性药物分离新体系提供思路。

结项摘要

本项目的研究工作围绕功能导向MOFs及其复合材料的设计合成及其手性分离和环境方面应用的性能开展研究,致力于发展基于金属有机骨架材料及其蛋白质复合材料的手性选择性吸附剂、色谱填料和催化剂,取得了一系列研究成果。开展了MOFs共价键合蛋白质复合材料的可控制备及手性拆分的研究。我们探索复合材料在模型手性分子的对映选择性吸附和分离应用方面的研究,并探讨了对映选择性吸附和分离性能与MOFs复合蛋白质材料的构效关系。制备了基于MIL-101复合材料的液相色谱固定相,在正相和反相两种模式下实现对药物分子等有机混合物的“广谱”分离,提高了柱分离效能并加速传质。本项目通过动力学、热力学和分子对接的手段,阐明分离机制和规律及MOFs固定相与被分离物质之间的关系与相互作用。为MOFs材料在液相色谱领域的研究提供重要的理论依据和实验指导。此外,在自然基金的支持下,本项目围绕有序大孔和微孔MOF单晶材料ZIF-67在环境保护领域的应用开展了创新性研究,为去除对环境有害的有机和贵金属污染物的MOFs复合吸附剂和催化剂材料的研发开辟了新途径并提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Rapid microwave synthesis of Fe3O4-PVP@ZIF-67 as highly effffective peroxymonosulfate catalyst for degradation of bisphenol F and its mechanism analysis
微波快速合成Fe3O4-PVP@ZIF-67高效过一硫酸盐降解双酚F催化剂及其机理分析
  • DOI:
    doi:10.1016/j.cej.2020.126453
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Jianan Cui;Tingting Liu;Qian Zhang;Ting Wang;Xiaohong Hou
  • 通讯作者:
    Xiaohong Hou
MIL-88B(Fe)/cellulose microspheres as sorbent for the fully automated dispersive pipette extraction towards trace sulfonamides in milk samples prior to UPLC-MS/MS analysis
MIL-88B(Fe)/纤维素微球作为吸附剂,用于在 UPLC-MS/MS 分析之前对牛奶样品中的痕量磺酰胺进行全自动分散移液器萃取
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2022.340420
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Lin Li;Hongyu Zhang;Qian Zhang;Ting Wang;Xiaohong Hou
  • 通讯作者:
    Xiaohong Hou
Adsorption of Ag/Au nanoparticles by ordered macro-microporous ZIF-67, and their synergistic catalysis application
有序大微孔ZIF-67对Ag/Au纳米颗粒的吸附及其协同催化应用
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2022.131032
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Yaru Shao;Mengke Tian;Zihan Zhen;Jianan Cui;Mingshi Xiao;Bo Qi;Ting Wang;Xiaohong Hou
  • 通讯作者:
    Xiaohong Hou
Macro-microporous zeolitic imidazole framework-8/cellulose aerogel for semi-automated pipette tip solid phase extraction of fluoroquinolones in water
用于半自动移液器吸头固相萃取水中氟喹诺酮类药物的大微孔沸石咪唑骨架-8/纤维素气凝胶
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2021.338984
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Analytica Chimica Acta
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Lin Li;Hongyu Zhang;Qian Zhang;Ting Wang;Xiaohong Hou
  • 通讯作者:
    Xiaohong Hou
Monolithic and compressible MIL-101(Cr)/cellulose aerogel/melamine sponge based microextraction in packed syringe towards trace nitroimidazoles in water samples prior to UPLC-MS/MS analysis
在 UPLC-MS/MS 分析之前,在填充注射器中基于整体式可压缩 MIL-101(Cr)/纤维素气凝胶/三聚氰胺海绵对水样中的痕量硝基咪唑进行微萃取
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2022.123935
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Lin Li;Yingying Li;Sijia Zhang;Ting Wang;Xiaohong Hou
  • 通讯作者:
    Xiaohong Hou

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其他文献

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  • 作者:
    苏永中;张珂;刘婷娜;王婷
  • 通讯作者:
    王婷

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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

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          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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