反蛋白石结构分子印迹膜的制备及其在肿瘤标志物检测中的应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21805168
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0504.高分子功能材料化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Tumors have become the main cause of human death. Rapid detection of tumor markers in serum has significant biological importance and clinical values. Glycoproteins are a large family of carbohydrate-conjugated proteins that have been employed as tumor markers. Boronate affinity has been an important means for detection of glycoproteins. However, traditional boronate affinity method suffers from some disadvantages, such as the glycoproteins should be bound under alkaline conditions, large instrument was needed to transfer the identification process to readable signal. Herein, molecular imprinted polymer, photonic crystal and boronate affinity were combined together to fabricate imprinted membrane for naked-eye detection of tumor markers. The selectivity of the material would be improved by the high selectivity of the imprinted material to the target and the specific recognition of the boric acid to the glycoprotein. The mass transfer rate would be improved by the porous structure of the inverse opal skeleton. In addition, by designing a synthesized boric acid monomer with lower pKa value, the material could combined to the target molecule at physiological pH. Meanwhile, owing to the inverse opal structure of the imprinted membrane, it can be used for naked eye detection of the tumor markers. This project will expand the application field of boric acid affinity materials, and provide new ideas for the detection of tumor markers. It is expected to acquire new technology for tumor markers detection with independent intellectual property rights, which has important theoretical significance and application value. Therefore, this approach has good application prospects in many areas.
恶性肿瘤已成为导致人类死亡的主要因素。建立快速检测血清中肿瘤标志物的方法对肿瘤的早期诊断具有重要的临床价值。糖蛋白是非常重要的一类肿瘤标志物,传统硼酸亲和材料须在碱性条件下结合糖蛋白且需借助大型仪器将分子识别过程转换成可读信号。针对此问题,本项目拟结合硼酸亲和技术、表面印迹技术和光子晶体技术,制备具有信号自表达性能的印迹膜,构建快速检测糖蛋白类肿瘤标志物的方法。旨在通过印迹材料对目标物的高选择性及硼酸对糖蛋白特有的识别性,提高材料对糖蛋白的选择性。借助反蛋白石贯穿的孔道结构,提高传质速率。通过设计合成较低pKa值的硼酸单体,实现生理pH下的检测。同时,光子晶体完美的光学调控性能,赋予材料信号自表达性,可实现肿瘤标志物的裸眼检测。本项目的研究将拓展硼酸亲和材料的应用领域,为肿瘤标志物的检测提供新思路,有望获得具有自主知识产权的肿瘤标志物检测新技术,具有重要的理论意义和应用价值。

结项摘要

恶性肿瘤已成为导致人类死亡的主要因素。建立快速检测血清中肿瘤标志物的方法对肿瘤的早期诊断具有重要的临床价值。糖蛋白是非常重要的一类肿瘤标志物,传统硼酸亲和材料须在碱性条件下结合糖蛋白且需借助大型仪器将分子识别过程转换成可读信号。本研究将硼酸亲和配体、表面印迹技术和光子晶体技术结合,制备了具有信号自表达性能的硼酸基印迹光子晶体传感器,实现了糖蛋白类肿瘤标志物的快速、裸眼检测。首先以二氧化硅纳米球为基底,辣根过氧化物酶(HRP)为印迹模板,丙烯酰胺为功能单体,采用表面印迹技术,制备了对HRP具有较高吸附性能的印迹聚合物(SiO2@DFFPBA/MIPs)。印迹过程中,采用(2,4-二氟-3-甲酰基苯基硼酸,DFFPBA)将模板糖蛋白固定于二氧化硅纳米球表面,显著的提高了SiO2@DFFPBA/MIPs的吸附容量。考察了交联剂用量,对目标糖蛋白吸附量的影响。然后,采用蒸发诱导自组装法将SiO2@DFFPBA/MIPs组装成高度有序的三维光子晶体阵列(CPICA)。考察了离子强度和溶液pH对其响应性的影响。所制备的CPICA衍射峰随糖蛋白浓度的增加逐渐红移,并伴随着明显的颜色变化,最大红移量为87 nm,检出限为3.0 × 10−13 mol/mL。同时,由于DFFPBA具有较低的pKa值,实现了糖蛋白的高选择性、生理pH检测。总之,该研究中制备了具有信号自表达性能的印迹光子晶体传感器,探讨了其检测机理,建立了低成本,快速、裸眼检测糖蛋白类肿瘤标志物的新方法。本项目的研究为发展高灵敏度、低成本肿瘤标志物检测方法提供了新的思路,为光子晶体在生化传感器的应用拓展和检测机理提供了理论基础。

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)
Surface imprinted core–shell nanorod for selective extraction of glycoprotein
用于选择性提取糖蛋白的表面印迹核壳纳米棒
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2022.02.019
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Guo Zhiyang;Sun Yi;Zhang Lirui;Ding Qian;Chen Wei;Yu Hao;Liu Qingyun;Fu Min
  • 通讯作者:
    Fu Min
A close-packed imprinted colloidal array for naked-eye detection of glycoproteins under physiological pH
生理pH下裸眼检测糖蛋白的密堆积印迹胶体阵列
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2019.111499
  • 发表时间:
    2019-10-01
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Chen, Wei;Fu, Min;Liu, Qingyun
  • 通讯作者:
    Liu, Qingyun
Magnetic-graphene oxide based molecular imprinted polymers for selective extraction of glycoprotein at physiological pH
基于磁性氧化石墨烯的分子印迹聚合物用于在生理pH下选择性提取糖蛋白
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2021.123384
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Polymer
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen Wei;Guo Zhiyang;Ding Qian;Zhao Chenxing;Yu Hao;Zhu Xixi;Fu Min;Liu Qingyun
  • 通讯作者:
    Liu Qingyun
Molecularly imprinted colloidal array with multi-boronic acid sites for glycoprotein detection under neutral pH
具有多硼酸位点的分子印迹胶体阵列用于中性pH下糖蛋白检测
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2021.09.048
  • 发表时间:
    2021-09-24
  • 期刊:
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Chen, Wei;Guo, Zhiyang;Fu, Min
  • 通讯作者:
    Fu, Min
Biomimetic design of photonic materials for biomedical applications
用于生物医学应用的光子材料的仿生设计
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2020.12.008
  • 发表时间:
    2021-01-27
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Chen, Xu;Guo, Qianping;Pan, Guoqing
  • 通讯作者:
    Pan, Guoqing

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其他文献

基于CV-KDE的风电并网系统概率潮流计算
  • DOI:
    10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-0831
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    太阳能学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晓英;高天祯;王琨;陈伟;王晓兰;胡开伟
  • 通讯作者:
    胡开伟
轻钢龙骨复合剪力墙结构抗火研究进展
  • DOI:
    10.13969/j.cnki.cn31-1893.2017.06.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    建筑钢结构进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶继红;陈伟
  • 通讯作者:
    陈伟
二纵三横法在胸背动脉穿支皮瓣穿支定位及深度创面修复中的临床应用效果
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn501120-20201207-00519
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中华烧伤与创面修复杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄广涛;魏在荣;黄丽;李书俊;陈伟;杨成兰;聂开瑜;邓呈亮;王达利
  • 通讯作者:
    王达利
九龙脑岩体矿物学研究及其对岩浆演化和成矿作用的指示意义
  • DOI:
    10.13745/j.esf.yx.2017-1-8
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    地学前缘
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭娜欣;王登红;赵正;陈毓川;陈伟;谢幸旺
  • 通讯作者:
    谢幸旺
气候变化下的塔里木盆地西南部内陆河流域径流组分特征分析
  • DOI:
    10.13866/j.azr.2022.01.12
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    干旱区研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙从建;陈伟;王诗语
  • 通讯作者:
    王诗语

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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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