白桦树羽扇豆烷型五环三萜纳米超分子的自组装机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31770614
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1604.林产化学
  • 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

Self-assembled nano-supramolecular lupane-type pentacyclic triterpenes from Betula platyphylla Suk extracts are potential medical formulas, with significantly enhanced dispersibility, membrane permeability and tumor targeting. To elucidate the mechanism under the self-assembly of nano-supramolecules, which is not clear yet, the following studies will be carried out using betulinic acid, betulin and lupeol, which were all isolated and purified from the extracts of Betula platyphylla Suk. Firstly, the influence of environmental factors including solvents, pH and temperature on the morphology and stability of the supramolecules would be assessed. Then, the structure-morphology relationship studies will be carried out through chemical modification of hydroxyl, carboxyl and carbon-carbon double bond groups to elucidate the key groups participating in the self-assembly. Subsequently, atomic-force microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and small angel X-ray scattering (SAXS) analysis would be carried out to provide nanoscale structural information of the supramolecules. Finally, in-situ heterothermic X-ray powder diffraction (XRD) and two-dimensional Fourier transform infrared (2D-FTIR) spectroscopy were used to elucidate the dynamic phase and IR information during the process of high temperature induced hydrogen bonds broken. Based on the above analysis of responding environmental factors, structure-morphology relationship, nanoscale structure information and heterothermic dynamic information, the mechanism of self-assembly of pentacyclic lupane-type triterpenes would be fully elucidated. These results will provide new idea and fundamental theories for the high value utilization of Betula platyphylla Suk bark extracts.
白桦树羽扇豆烷型五环三萜自组装纳米超分子具有分散性好、膜通透性高和肿瘤靶向性强等独特优势,具有重要的潜在药用价值,但其自组装机制迄今尚不明确。本项目拟以结构相似但超分子形貌特征迥异的白桦脂酸、白桦脂醇和羽扇豆醇为试材,以解析驱动超分子自组装的作用力为主线,首先分析超分子的形貌特征和稳定性与溶剂、pH及温度的相关性,从外部环境因子角度分析该作用力的特点;进而通过对羟基、羧基和碳碳双键的分子修饰,从分子自身结构角度解析参与超分子自组装的关键性官能团;在此基础上,运用AFM、SAXS和XPS等技术探究超分子粉体在纳米尺度的静态微观精细结构,并通过原位变温2D FT IR相关光谱与XRD深入分析超分子粉体的物相和分子间作用力的动态变化规律,由外因到内因、由静态到动态,逐步解析超分子自组装的机制。上述研究结果,将为白桦树提取物的深入开发与高值利用提供全新的思路与坚实的理论基础。

结项摘要

白桦树中含有丰富的羽扇豆烷型五环三萜类化合物,这些化合物的自组装纳米超分子具有分散性好、膜通透性高和肿瘤靶向性强等独特优势,具有重要的潜在药用价值。为了更好地解析这些三萜化合物的自组装机制,本项目以结构相似但超分子形貌特征迥异的白桦脂酸、白桦脂醇和羽扇豆醇为试材,以解析驱动超分子自组装的作用力为主线,首先分析超分子的形貌特征和稳定性与溶剂、pH值及温度的相关性,发现溶剂对超分子形貌特征具有影响,而pH(<9.0)值及温度(<60℃)对超分子形貌影响较小,但是当温度高于60℃或pH>9.0时,则无法形成超分子结构,从而从外部环境因子角度探究了其自组装的规律;进而通过对羟基、羧基和碳碳双键的分子修饰,构建了33种结构类似物,发现可以形成自组装结构的有21种,揭示了母核结构的变化及其官能团的置换对其自组装体微观结构的影响,从分子自身结构角度解析参与超分子自组装的关键性官能团为羟基和羧基,而双键结构对其自组装形貌的影响不大;在此基础上,运用AFM、SAXS和XPS等技术探究超分子粉体在纳米尺度的静态微观精细结构,并通过原位变温2D FT IR相关光谱与XRD深入分析了茯苓新酸超分子粉体的物相和分子间作用力的动态变化规律,由外因到内因、由静态到动态,逐步解析出其超分子自组装的机制为通过分子间氢键而实现,即分子中的羧基之间以及羟基与水分子之间分别形成氢键作用,在此驱动下形成三萜分子的有序结构;最后,本项目探究了白桦脂酸和茯苓新酸为代表的三萜分子的载体性能,并分别用于抗肿瘤药物紫杉醇和格列本脲的包埋,分别用于紫杉醇的口服和格列本脲的脑部给药,显示出较好的协同作用和优越的载运性能。上述研究结果,将为三萜类天然产物的深入开发与高值利用提供全新的思路与坚实的理论基础。

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(3)
Enhanced stability of stilbene-glycoside-loaded nanoparticles coated with carboxymethyl chitosan and chitosan hydrochloride
羧甲基壳聚糖和盐酸壳聚糖包覆的二苯乙烯糖苷纳米粒子的稳定性增强
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2021.131343
  • 发表时间:
    2021-10-14
  • 期刊:
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Liu, Shiqi;Yang, Qianyu;Abd El-Aty, A. M.
  • 通讯作者:
    Abd El-Aty, A. M.
Single small molecule-assembled nanoparticles mediate efficient oral drug delivery.
单个小分子组装纳米颗粒介导有效的口服药物递送
  • DOI:
    10.1007/s12274-019-2470-0
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Nano research
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Synthesis and application of molecularly imprinted polymers for preferential removal of emodin and physcion from Polygonum multiflorum stem extract
分子印迹聚合物的合成及优先去除何首乌茎提取物中大黄素和大黄素甲醚的应用
  • DOI:
    10.1016/j.indcrop.2022.114659
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Industrial Crops & Products
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    刘诗琦;张静;孙挺;宝丽娜;田亚容;李超男;闫林林;张璐璐;马超;A.M. Abd El-Aty
  • 通讯作者:
    A.M. Abd El-Aty
Interaction effects on a gold nanoparticle-based colorimetric assay for antioxidant capacity evaluation of polyphenols.
基于金纳米粒子的比色测定法评价多酚抗氧化能力的相互作用效应
  • DOI:
    10.1039/d0ra01861a
  • 发表时间:
    2020-04-08
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
  • 通讯作者:
Subcritical water extraction of phenolic antioxidants with improved alpha-amylase and alpha-glucosidase inhibitory activities from exocarps of Castanea mollissima Blume
板栗外果皮亚临界水提取酚类抗氧化剂,具有改善的 α-淀粉酶和 α-葡萄糖苷酶抑制活性
  • DOI:
    10.1016/j.supflu.2019.104747
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Supercritical Fluids
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    刘轩墀;王艳辉;张佳婵;闫林林;刘诗琦;Taha Ahmed Aboueloyoun;王静;马超
  • 通讯作者:
    马超

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其他文献

联合DInSAR和PIM技术的沉陷特征模拟和时序分析
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    黄啟良
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    10.13592/j.cnki.ppj.2016.0485
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马超;冯雅岚;张均;王贺正;原佳乐;李友军
  • 通讯作者:
    李友军
集装箱码头岸桥分配与集卡调度整合问题研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    广西大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马超;梁承姬
  • 通讯作者:
    梁承姬

其他文献

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马超的其他基金

北方土石山区低粘度泥石流起动机理研究
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    41702369
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
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相似国自然基金

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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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