基于新型蒙脱石纳米复合仿酶的乙酰胆碱传感器构建及催化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51904175
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    主曦曦
  • 依托单位：
    山东科技大学
  • 学科分类：
    E0409.矿物工程与物质分离
  • 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

Acetylcholine is one of essential neurotransmitter in human central cholinergic system, and its abnormal change of concentration would cause the metabolic disorders of neurotransmitters and diseases. The detection of its content is of significance to human health. Initiatively, this project will utilize the special lamellar structure of montmorillonite, the peroxidase activity of magnetic Fe3O4 nanoparticles, the oxidase activity of flower-typed Co3V2O8 nanoparticles and acetylcholin esterase to construct the “quaternary” new-style nanocomposites. Based on its catalytic activity, a visual colorimetric method for detecting acetylcholine will be proposed. This project will realize the controlled synthesis by controlling the synthesis conditions, explore its structure-activity relationship, and finally establish the self-assembly model of montmorillonite composites and kinetics model of catalytic reaction. In this project, the traditional mineral montmorillonite is combined with chemical synthesis and biological detection, which will provide novel ideas and methods for developing much more efficient colorimetric biosensor. It has important significance and application value.
作为人体中枢胆碱能系统中重要的神经递质之一，乙酰胆碱含量的异常变化会引起神经递质的代谢紊乱并引发神经系统疾病，其含量的检测对于人体健康具有重要的意义。本课题创新性的利用蒙脱石的特殊层状结构、四氧化三铁磁性纳米粒子的过氧化物酶性质、花型钒酸钴纳米粒子的氧化酶性质，与乙酰胆碱酯酶构筑“四位一体”的新型纳米复合体，并利用其三种酶于一体的催化活性建立乙酰胆碱的可视化比色传感分析方法。通过合成条件的控制实现对纳米复合体的控制合成，探索其构效关系，建立蒙脱石纳米复合体的自组装模型及催化反应动力学模型。本课题将传统矿物蒙脱石与化学合成、生物学检测相结合，为研制更高效的比色生物传感器提供新的思路和方法，具有重要理论意义及应用价值。

结项摘要

人体中生物活性物质微小含量的检测已经成为检测某种疾病最直接有效的方法，比如，乙酰胆碱含量的异常变化与中枢神经系统损伤有密切的联系，谷胱甘肽可参与体内三羧酸循环及糖代谢，具有解毒、延缓衰老、预防糖尿病和癌症以及消除疲劳等作用。因此，探寻快速敏感特异的生物小分子分析检测方法对人类的生命健康具有十分重要和现实的意义。过氧化物模拟酶+H2O2+TMB体系构建的比色传感平台，肉眼可视，避开了繁杂的仪器，大大简化了检测过程，是最常研究的反应体系。因此，制备高效专一的过氧化物酶模拟酶用于比色检测过氧化氢显得尤其重要。该研究以天然矿物蒙脱石（MMT）为载体，将具有模拟酶催化性能的纳米粒子在其表面以及层间域进行纳米化修饰，制备了一系列具有过氧化物模拟酶或氧化模拟酶性能的纳米复合材料：V2O5/MMT复合材料、ZnMn2O4/MMT复合材料、Co0.5Ni0.5Fe2O4/MMT复合材料、卟啉功能化的TiO2/MMT复合材料等，采用同步辐射测试（XAFS）、X-射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM)、扫描电子显微镜 (SEM)、红外光谱 (FT-IR)、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、电子自旋共振光谱(ESR)等技术手段对这些复合材料进行了表征及性质机理等的研究；研究了这些纳米复合材料的模拟酶活性、动力学及其影响活性的因素(pH、温度、催化剂用量、过氧化氢浓度)；研究了其催化机理；并通过生物学实验对其生物相容性及细胞毒性进行了测试。研究结果表明，蒙脱石的引入大大增加了模拟酶催化活性位点，增强了其催化性能，而且，蒙脱石的引入增加了其生物相容性。以此为基础，本研究构筑了比色生物传感器用于检测生物小分子，如乙酰胆碱、谷胱甘肽等。总之，该研究中制备了高性能的蒙脱石基纳米酶，探讨了其催化机理，建立了低成本，快速、裸眼检测生物小分子的新方法。本研究将传统矿物蒙脱石与化学合成、生物学检测相结合，为研制更高效的比色生物传感器提供新的思路和方法，具有重要理论意义及应用价值。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
In situ decorating the surface and interlayer of montmorillonite with Co0.5Ni0.5Fe2O4 nanoparticles: A sustainable, biocompatible colorimetric platform for H2O2 and acetylcholine
用 Co0.5Ni0.5Fe2O4 纳米颗粒原位装饰蒙脱土的表面和夹层：H2O2 和乙酰胆碱的可持续、生物相容性比色平台
  • DOI：
    10.1007/s12274-022-4594-x
  • 发表时间：
    2022-06-24
  • 期刊：
    NANO RESEARCH
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Zhu, Xixi;Li, Hongyu;Liu, Qingyun
  • 通讯作者：
    Liu, Qingyun
Novel "On-Off" Colorimetric Sensor for Glutathione Based on Peroxidase Activity of Montmorillonite-Loaded TiO2 Functionalized by Porphyrin Precisely Controlled by Visible Light
新型谷胱甘肽“开”“关”比色传感器，基于可见光精确控制的卟啉功能化蒙脱石负载 TiO2 的过氧化物酶活性
  • DOI：
    10.1021/acssuschemeng.9b05146
  • 发表时间：
    2019-11-04
  • 期刊：
    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Zhu, Xixi;Li, Hongyu;Liu, Qingyun
  • 通讯作者：
    Liu, Qingyun
Cobalt tuned copper sulfide on montmorillonite: Peroxidase-like activity, catalytic mechanism and colorimetric sensing of hydrogen peroxide
蒙脱土上的钴调谐硫化铜：过氧化物酶样活性、催化机制和过氧化氢的比色传感
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfa.2020.125063
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wu Kaili;Li Weikang;Zhao Shuang;Chen Wei;Zhu Xixi;Cui Guangwen;Liu Zhenxue;Liu Qingyun;Zhang Xianxi;Zhang Xiao
  • 通讯作者：
    Zhang Xiao
Porphyrin-Modified NiS2 Nanoparticles Anchored on Graphene for the Specific Determination of Cholesterol
锚定在石墨烯上的卟啉修饰 NiS2 纳米粒子用于胆固醇的特异性测定
  • DOI：
    10.1021/acsanm.1c02318
  • 发表时间：
    2021-11
  • 期刊：
    ACS APPLIED NANO MATERIALS
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Zhu Xixi;Xue Yan;Li Hongyu;Song Peng;Wu Tao;Zhao Hui;Gao Yan;Zheng Jinlong;Li Bing;Liu Qingyun
  • 通讯作者：
    Liu Qingyun
Pt deposited on magnetic CoFe2O4 nanoparticles: Double enzyme-like activity, catalytic mechanism and fast colorimetric sensing of dopamine
Pt 沉积在磁性 CoFe2O4 纳米粒子上：双酶样活性、催化机制和多巴胺的快速比色传感
  • DOI：
    10.1016/j.microc.2020.105264
  • 发表时间：
    2020-11-01
  • 期刊：
    MICROCHEMICAL JOURNAL
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    He, Fei;Li, Weikang;Zhang, Xiao
  • 通讯作者：
    Zhang, Xiao

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

Fe/Zr柱撑蒙脱石制备方法及其层间结构特征对比研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    山东科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    高维嘉;王力;主曦曦
  • 通讯作者：
    主曦曦
金属有机骨架在色谱吸附和分离中的应用进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    四川环境
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    秦伟伟;主曦曦
  • 通讯作者：
    主曦曦
双金属柱撑蒙脱石制备及应用研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    科技导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    主曦曦;王力
  • 通讯作者：
    王力

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
关闭
close
客服二维码