圆偏振光及搅拌对自组装体系中的超分子手性调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21773260
  • 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:
    B0204.胶体与界面化学
  • 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

Chirality is one of the basic properties of the nature. Achiral components can self-assemble into chiral supermolecules via various intermolecular non-covalent interactions, which is called spontaneous symmetry breaking, attracted more and more attentions recently, owing to it is closely related to the origin of life. However, based on the achiral nature of building blocks, these chiral assemblies often appear in left handed sense and right handed sense simultaneously, or the numbers of two enantiomers of chiral assemblies are equivalent and enantiomeric excess is zero in an unperturbed state. Control the preference of chiral assemblies or obtain homochirality is an interesting issue from a fundamental perspective but can also lead to novel functional materials. To solve this problem, two strategies are elucidated. One is to introduce chiral dopants to induce the assemblies exhibiting homochirality. The other that does not involve chiral molecular species is to use physical force field, including circularly polarized light, vortex stirring, and magnetic field. The physical force field is supposed to provide a chiral environment for the formation of assemblies. In this project, we will investigate whether the physical force field is effective in inducing almost 100% ee (enantiomeric excess). Irradiation of circularly polarized light (CPL) and vortex stirring will be used as physical force field here. We want to obtain a large imbalance in the two chiral domains and inducing homochirality of assemblies from achiral building blocks using CPL. The enantioselectivity can be controlled by the handedness of the CPL. Further, vortex stirring with clockwise or counterclockwise is another physical force to be provided. These techniques will open up the possibility of enantioselectively converting achiral components into chiral assemblies for practical use in functional materials. In order to understand the influence of the nucleation and growth process of supramolecular assemblies on the chirality of the final self-assembled system, the competition and synergism between molecular chirality and physical force field will be also explored.
手性是自然界的基本属性之一。从非手性分子出发,经由分子间非共价键相互作用自发组装形成超分子手性组装结构的过程, 称之为“自发的对称性破缺”,这为理解与模拟自然界中手性的起源,乃至于生命的起源,提供了可行的思路。而由非手性分子出发构筑的手性组装体经常会出现手性方向的不可控性,即可能是左旋超分子,也可能是右旋自组装体,这影响了对自然界“单一手性”的深入认识,及后续相关手性功能的开发和利用。 针对这一问题,我们拟采用物理力场的方法诱导自组装体系的对称性破缺,在不引入本征手性分子的情况下,依靠物理力场的作用,力图实现超分子组装体的单一手性。拟采用的物理力场为圆偏振光辐照和涡流搅拌,通过圆偏振光的左旋或右旋及涡流搅拌方向的顺时针或逆时针,诱导单一超分子手性组装体的出现。并初步探索分子手性与物理力场的竞争,理解超分子组装体的成核、生长过程对最后所构筑的自组装体的手性的影响。

结项摘要

本项目旨在从自组装体系中的对称性破缺出发,拟采用物理力场的方法诱导自组装体系的对称性破缺,希望依靠物理力场的作用,实现超分子组装体的单一手性。采用的物理力场为光辐照、涡流搅拌和超声,诱导单一超分子手性组装体的出现。并在此基础上,探索了分子手性与物理力场的竞争,理解超分子组装体的成核、生长过程对最后所构筑的自组装体的手性的影响。在研究过程中,我们发现了一种简单的非手性小分子-3-硝基肉桂酸可通过氢键和分子间偶极-偶极相互作用自组装形成能量较低的螺旋结构,导致对称性破缺,详细研究了本体相中组装体中手性偏斜的出现及界面诱导的手性放大,有助于更好的理解自然界中手性的产生和放大。并在组装过程引入不同物理力场,如圆偏振光的辐照、涡流搅拌等,研究物理力场对硝基肉桂酸组装体的单一手性的影响,利用手性溶剂实现了单一手性的控制。此外,在非手性的金属-有机分子配合物体系中,实现了超声诱导的超分子手性的产生以及控制,为手性光学材料的构筑提供了新方法。再者,在分子本征手性和物理力场的竞争研究中,设计合成了含有可光二聚的肉桂酸谷胺酰胺手性两亲分子,发现两者的竞争中,分子的本征手性对超分子手性起着决定性的作用。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Self-Assembly of Amphiphilic Schiff Base and Selectively Turn on Circularly Polarized Luminescence by Al3+
两亲性席夫碱的自组装及 Al3 选择性开启圆偏振发光
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.8b03019
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Jin Qingxian;Chen Shuyu;Jiang Hejin;Wang Yuan;Zhang Li;Liu Minghua
  • 通讯作者:
    Liu Minghua
Symmetry Breaking and Amplification in a Self-Assembled Helix from Achiral trans-3-Nitrocinnamic Acid
非手性反式 3-硝基肉桂酸自组装螺旋的对称性破缺和扩增
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.8b03412
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Jiang Hejin;Jiang Yuqian;Zhang Li;Guo Zongxia;Liu Minghua
  • 通讯作者:
    Liu Minghua
Pyrene-based amphiphile regulated C-60 aggregation in monolayers and Langmuir-Blodgett films
基于芘的两亲物调节单层和 Langmuir-Blodgett 薄膜中的 C-60 聚集
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfa.2019.124111
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wu Yulun;Fan Huahua;Yang Chenchen;Zhang Li
  • 通讯作者:
    Zhang Li
Chiral nanostructures self-assembled from nitrocinnamic amide amphiphiles: substituent and solvent effects
由硝基肉桂酰胺两亲物自组装的手性纳米结构:取代基和溶剂效应
  • DOI:
    10.3762/bjnano.10.156
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Beilstein Journal of Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Jiang Hejin;Fan Huahua;Jiang Yuqian;Zhang Li;Liu Minghua
  • 通讯作者:
    Liu Minghua
Switchable circularly polarized luminescence from a photoacid co-assembled organic nanotube
光酸共组装有机纳米管的可切换圆偏振发光
  • DOI:
    10.1039/c9nr01959f
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Fan Huahua;Jiang Hejin;Zhu Xuefeng;Guo Zongxia;Zhang Li;Liu Minghua
  • 通讯作者:
    Liu Minghua

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兰州市及周边地区禽白血病病毒的分子流行病学调查
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    --
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  • 作者:
    郭胜男;张莉;吴深涛;刘弘毅
  • 通讯作者:
    刘弘毅

其他文献

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张莉的其他基金

光驱动超分子体系的手性动态组装与开关
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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]
      
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