基于蛋白组学和遗传学的可见光光催化杀菌机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21707173
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Disinfection is an essential step to remove pathogenic microbial contamination in water/wastewater treatment. However, some bacterium have evolved resistance mechanism toward traditional disinfection methods such as chlorination. More crucially, potential carcinogenic and mutagenic disinfection by-products (DBPs) have recently been identified during chlorination. Recently, photocatalysis has emerged as a promising alternative to control microbial contamination in environment. Yet, to date, the precise molecular mechanism(s) causes bacterial inactivation and what are the bacterial cellular responses during the photocatalytic disinfection are poorly understood. This study aims at investigating the visible-light-driven (VLD) photocatalytic inactivation mechanisms of bacteria at the molecular level. Proteomic and qPCR analysis will be used to identify the potential bacterial gene products involved in photocatalytic inactivation. Then the results will be verified by genetic study using isogenic single deletion mutants of respective identified bacterial genes (and proteins) involved in VLD photocatalytic inactivation. The effects of physiological factors (e.g. pH, temperature, nutrient profile and bacteria growth stage) on the proteome of bacteria will be link to inactivation to identify the critical parameters. The combination of proteomics and genetics approaches throughout this study will allow us to have a comprehensive picture of what are the cellular responses to VLD photocatalysis and the mechanisms of VLD photocatalytic inactivation at molecular level. More importantly, according to the results of this study, the research team can recommend the best operation condition(s) to obtain the most efficient VLD photocatalytic inactivation of bacteria in water and wastewater disinfection treatments.
消毒是水处理中去除致病性生物危害的一个必要步骤。但是传统的水消毒技术(例如 氯杀菌消毒)不能有效杀灭某些抗性细菌,并可能产生危害更加大的消毒副产物。最近,光催化技术日渐发展成为一种潜在的能够取代传统水处理技术的新方法。而目前光催化灭菌过程中分子尺度上的机制仍缺乏深入的认识。本项目拟研究可见光光催化技术杀灭细菌的机理,通过蛋白质组学, 荧光定量PCR和基因敲除技术,在分子尺度上探究并验证细菌的光催化灭活与抗性机制,并考察多种细菌生长生理因子(例如pH,温度,营养物底物浓度和细菌生长阶段)对细菌蛋白质表达及其相应的灭活性能的影响。在此基础上提出可见光光催化杀菌的最佳操作条件,同时达到高效去除水体中的细菌污染。该项目的开展将在蛋白和基因水平上深入认识可见光光催化灭活细菌的机制,丰富半导体可见光光催化杀菌的理论知识,为开发新型高效环境光催化水体杀菌技术提供新的思路。

结项摘要

消毒是水处理中去除致病性生物危害的一个必要步骤。但是传统的水消毒技术(例如 氯杀菌消毒)不能有效杀灭某些抗性细菌,并可能产生危害更加大的消毒副产物。最近,光催化技术日渐发展成为一种潜在的能够取代传统水处理技术的新方法。但是,光催化杀菌过程机理非常复杂,目前缺乏深入的认识,光催化剂开发与光催化系统设计缺乏必要的理论指导。本研究围绕光催化水处理技术,开发了高效稳定的光催化剂; 并且探索了光催化消毒的对水体微生物稳定性的影响; 利用蛋白质组学与基因组学探究了光催化杀菌过程中的微生物机制;在此基础上, 开发了一套中试规模的光催化杀菌反应器。共发表论文7篇,其中第一/通讯作者的SCI论文5篇,4篇发表在环境国际知名期刊(中科院SCI分区1区)。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Formation of assimilable organic carbon (AOC) during drinking water disinfection: A microbiological prospect of disinfection byproducts
饮用水消毒过程中可同化有机碳(AOC)的形成:消毒副产物的微生物学前景
  • DOI:
    10.1016/j.envint.2019.105389
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environment International
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Huang Guocheng;Ng Tsz-Wai;Chen Huan;Chow Alex T.;Liu Shengwei;Wong Po Keung
  • 通讯作者:
    Wong Po Keung
Direct Z-scheme copper cobaltite/covalent triazine-based framework heterojunction for efficient photocatalytic CO2 reduction under visible light
  • DOI:
    10.1039/d0se01504k
  • 发表时间:
    2021-02-07
  • 期刊:
    SUSTAINABLE ENERGY & FUELS
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Lin, Guiyun;Sun, Long;Wu, Ling
  • 通讯作者:
    Wu, Ling
Hydrogen producing water treatment through mesoporous TiO2 nanofibers with oriented nanocrystals
通过具有定向纳米晶体的介孔二氧化钛纳米纤维处理制氢水
  • DOI:
    10.1016/s1872-2067(19)63424-8
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS
  • 影响因子:
    16.5
  • 作者:
    Huang, Guocheng;Liu, Xueyan;Wong, Po Keung
  • 通讯作者:
    Wong, Po Keung
Visible-light-driven metal-free photocatalyst based upon covalent triazine-based frameworks for enhanced hydrogen production
基于共价三嗪框架的可见光驱动的无金属光催化剂,用于提高氢气产量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Catalysis Science & Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Zunkun Tan;Peng Zhang;Qiaoshan Chen;Shengqiong Fang;Guocheng Huang;Jinhong Bi;Ling Wu
  • 通讯作者:
    Ling Wu
Hydrogen production from natural organic matter via cascading oxic-anoxic photocatalytic processes: An energy recovering water purification technology
通过级联缺氧光催化过程从天然有机物中制氢:一种能量回收水净化技术
  • DOI:
    10.1016/j.watres.2020.115684
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Water Research
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Huang Guocheng;Xiao Zhengtao;Zhen Weiqian;Fan Yaxin;Zeng Cuiping;Li Chuanhao;Liu Shengwei;Wong Po Keung
  • 通讯作者:
    Wong Po Keung

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

不同分子尺寸溶解性有机物的光解行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈子健;黄国城;孟凡刚
  • 通讯作者:
    孟凡刚
自偏置PLL电源噪声敏感度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李天一;许晓冬;尹韬;韦援丰;黄国城;李威;杨海钢
  • 通讯作者:
    杨海钢
一种适用于LDO的新型斜坡软启动电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    太赫兹科学与电子信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄国城;尹韬;许晓冬;朱渊明;张亚朝;杨海钢
  • 通讯作者:
    杨海钢
一种基于SAR量化器的低功耗音频Δ-Σ调制器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨元龙;刘飞;辛福彬;黄国城;尹韬;杨海钢
  • 通讯作者:
    杨海钢

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