沸石咪唑型MOFs/贵金属纳米粒子复合物的结构调控及对食品有害物的响应机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21904004
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0406.生命与公共安全分析
  • 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

The problem of food safety is becoming more and more serious, and the rapid and sensitive detection method of harmful substances in food is urgently needed. Metal-organic frameworks (MOFs) possess the advantages of large surface areas and tunable pores, enabling them to be the potential electrochemical sensor modifiers. However, most MOFs belong to poor electrical conductors, the disadvantage of MOFs limit their wide application in sensors. In this proposal we will adulterate the conductive materials with the MOFs due to their high conductivity in the fabrication of sensors. The nanoscale MOFs will be synthesis to improve active area of MOFs and loading capacity of metal nanoparticles (MNPs). The small size of MNPs inserted into MOFs or surface will be investigated, the synergistic effect between MNPs and MOFs effectively integrates their respective multiple advantages, resulting in a much enhanced catalytic performance. The preparation of the sensor with the composites will be studied for the detection of food harmful substances (hormones, additives and antibiotics), the new interface for sensing harmful substances in food will be established. The reaction mechanisms of the harmful substances in food at sensors will be revealed in combination with theoretical calculation and in situ infrared spectroscopy. The result will provide guidance for the sensitive detection of other harmful substances in food.
食品安全问题日益严峻,迫切需要食品中有害物质快速灵敏的检测方法。金属有机骨架材料(MOFs)具有比表面积大,孔径可调等优越性能,适合作电极修饰材料,但其导电性差限制了其在电化学传感器方面的广泛应用。项目提出制备MOFs传感器时引入导电剂。通过调控沸石咪唑型金属有机骨架结构材料的尺寸和形貌,增加MOFs的比表面积和金属纳米粒子的负载量。通过将小尺寸的金属纳米粒子(MNPs)插入MOFs的空穴中或是负载于表面获得复合材料,调控MOFs/MNPs的结构利用二者之间的协同效应发挥复合物的催化活性,探索以该材料为电极修饰物的化学传感器的构筑。通过复合材料电化学传感器对食品中有害物质(激素、添加剂、抗生素)催化检测效果,搭建食品中有害物质的电化学传感新界面。通过理论计算和原位红外光谱技术,揭示食品中有害物质在电化学传感器上的电子转移机理和复合电极的催化本质,为食品中有害物质灵敏检测提供科学依据。

结项摘要

金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)与贵金属纳米粒子以及碳基材料的复合表现出很多优异性能,尤其在电化学传感方面的研究正在兴起。研究工作围绕钴基金属有机骨架材料的形貌调控制备、催化增敏机制及传感应用开展了系统的研究,探究了制备条件、复合基底的影响,简捷高效制备一系列Co基、Ti基MOFs复合物及衍生物,包括ZIF-67与有序多孔碳、ZIF-67与碳纳米管,Ag-ZIF-67纳米羽片、Ag-CoNi-MOFs,Co纳米粒子和掺杂氮的碳纳米管复合物和Ti基MOFs衍生物等,构筑了显著提高电化学检测灵敏度和选择性的化学传感器,建立了污染物、食品有害成分、神经递质、中药有效成分等的高灵敏度、高选择性、快速的电化学测量新方法。揭示分析物在MOFs电化学传感器上的电子转移机理和催化本质,拓展了MOFs传感器在电化学领域的应用和发展。. 研究成果发表标注资金资助的学术论文14篇,成果发表在Journal of the Electrochemistry Society,Microchemical Journal,Rare Metals,Food Analytical Methods,Journal of Alloys and Compounds,International Journal of Hydrogen energy等期刊上,相关成果被Coordination Chemistry Reviews,Carbon,Microchimica Acta等期刊正面引用,产生了较好的学术影响,获得国家发明专利1项,出版学术专著《金属有机骨架(MOFs)构筑电分析传感器及应用》1部,培养了多名优秀的本科生,参加学术会议2次。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
In Situ Growth of Zeolitic Imidazolate Frameworks Nanocrystals on Ordered Macroporous Carbon for Hydroquinone and Catechol Simultaneous Determination
有序大孔碳上沸石咪唑酯骨架纳米晶的原位生长用于对苯二酚和儿茶酚的同时测定
  • DOI:
    10.1149/1945-7111/ab7e1f
  • 发表时间:
    2020-03-19
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Tang, Jing;Liu, Renhao;Wang, Jianfei
  • 通讯作者:
    Wang, Jianfei
A sensitive acetaminophen sensor based on Co metal-organic framework (ZIF-67) and macroporous carbon composite
基于Co金属有机骨架(ZIF-67)和大孔碳复合材料的灵敏对乙酰氨基酚传感器
  • DOI:
    10.1007/s12598-021-01709-0
  • 发表时间:
    2021-05-15
  • 期刊:
    RARE METALS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Tang, Jing;Hui, Zhen-Zhen;Yu, Hao
  • 通讯作者:
    Yu, Hao
Preparation of Eosin Y/Graphene Oxide Modified Glassy Carbon Electrode as a Sensing Platform for Dopamine and Epinephrine Detection
曙红Y/氧化石墨烯修饰玻碳电极的制备作为多巴胺和肾上腺素检测的传感平台
  • DOI:
    10.20964/2020.05.27
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Zheng Shengbiao;Liu Yu;Liu Jing;Tang Jing
  • 通讯作者:
    Tang Jing
Graphitic-N-rich N-doped graphene as a high performance catalyst for oxygen reduction reaction in alkaline solution
富氮石墨烯作为碱性溶液中氧还原反应的高性能催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2020.08.210
  • 发表时间:
    2020-11-13
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Guo, Jiahao;Zhang, Songlin;Wang, Xuchun
  • 通讯作者:
    Wang, Xuchun
Ag doped Co/Ni bimetallic organic framework for determination of luteolin
Ag掺杂Co/Ni双金属有机骨架材料测定木犀草素
  • DOI:
    10.1016/j.microc.2022.107461
  • 发表时间:
    2022-04-08
  • 期刊:
    MICROCHEMICAL JOURNAL
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Tang, Jing;Hu, Tao;Guo, Jiahao
  • 通讯作者:
    Guo, Jiahao

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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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