多层聚电解质距离调控的金纳米棒等离基元增强稀土荧光的生物材料构建及其诊疗一体化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51801001
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    冯爱玲
  • 依托单位：
    宝鸡文理学院
  • 学科分类：
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 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

Due to their unique optical properties and good biocompatibility, upconversion nanoparticles (e.g., β-NaYF4:Yb,Er) have found widespread applications in the biomedical areas. However, these materials are suffering from relatively poor fluorescence efficiency. To address this, we propose to prepare β-NaYF4:Yb,Er@PEM@AuNRs nanocomposites with high fluorescence efficiency by layer-by-layer assembly method using polyelectrolyte multilayers (PEM) as spacers. We propose to synthesize gold nanorods (AuNRs) using seed growth method and β-NaYF4:Yb,Er using thermal decomposition method. We will further explore the effect of different parameters such as the optical properties of AuNRs and the thickness of PEM on the fluorescence enhancement of nanocomposites. Moreover, to reveal the regulatory mechanism underlying the electromagnetic field around AuNRs and PEM spacer enhanced fluorescence, fluorescence lifetime analysis and finite difference time domain simulation will be performed, respectively. We will also study the capability of the nanocomposites for targeted imaging and infrared thermotherapy. The results from the proposed research will lay the groundwork for the development of high-performance upconversion luminescent composites and the achievement of an integrated early diagnosis and in situ noninvasive therapy of cancers.
稀土上转换纳米材料（如β-NaYF4:Yb,Er）因具有独特的发光性质及良好的生物相容性在医学成像领域具有广阔的应用前景，但荧光效率低是限制其应用的关键问题。本项目拟通过晶种生长法制备不同长径比的金纳米棒（AuNRs），采用热分解法获得β-NaYF4:Yb,Er纳米晶，并通过聚合电解质（PEM）层层组装法精确地调控上述两种纳米材料的间距，从而可控合成具有高荧光效率的纳米复合材料β-NaYF4:Yb,Er@PEM@AuNRs，并探索AuNRs的光学性质及PEM厚度对该材料荧光性能的影响规律；通过荧光寿命测定及时域有限差分模拟，揭示AuNRs周围的电磁场及PEM的厚度对荧光性能的调控机制，阐明等离基元增强上转换发光的作用原理；最终通过研究材料靶向成像及红外热疗等特性探讨其在医学领域的应用前景。本项目的实施对构建高性能的稀土上转换材料提供科学依据，并为实现癌症的诊疗一体化奠定理论基础。

结项摘要

本项目针对稀土上转换纳米材料（如β-NaYF4:Yb,Er）荧光效率低的问题，成功设计了一种β-NaYF4:Yb,Er@PEM@AuNRs纳米复合材料来提高荧光效率。通过晶种生长法成功制备了不同长径比的金纳米棒（AuNRs），采用热分解法获得了β-NaYF4:Yb,Er纳米晶，并通过聚合电解质（PEM）层层组装法精确地调控上述两种纳米材料的间距，从而合成了具有高荧光效率的纳米复合材料β-NaYF4:Yb,Er@PEM@AuNRs，借助各种测试分析手段进行结构及性能表征。并且，探索了AuNRs的光学性质及PEM厚度两个参数对该材料荧光性能的影响规律；通过荧光寿命测定及时域有限差分模拟，建立了金纳米棒周围的电场理论模型，揭示了AuNRs周围的电磁场及PEM的厚度对荧光性能的调控机制，阐明了等离基元增强上转换发光的作用原理；最终通过研究材料靶向成像及红外热疗等特性探讨了其在生物学领域的应用前景。本项目的顺利完成为构建高性能的稀土上转换纳米复合材料提供了科学依据，在实现癌症的诊疗一体化方面有很强的临床医用前景。

项目成果

期刊论文数量（29）
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 microwave absorption performance of sulfur-doped hollow carbon microspheres with mesoporous shell as a broadband absorber
具有介孔壳的硫掺杂空心碳微球作为宽带吸收剂的增强微波吸收性能
  • DOI：
    10.1016/j.coco.2020.02.010
  • 发表时间：
    2020-06-01
  • 期刊：
    COMPOSITES COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    8
  • 作者：
    Zhang, Hongxia;Jia, Zirui;Wu, Guanglei
  • 通讯作者：
    Wu, Guanglei
A low-dielectric decoration strategy to achieve absorption dominated electromagnetic shielding material
一种实现吸收主导电磁屏蔽材料的低介电装饰策略
  • DOI：
    10.1016/j.compositesb.2019.107690
  • 发表时间：
    2020-02-15
  • 期刊：
    COMPOSITES PART B-ENGINEERING
  • 影响因子：
    13.1
  • 作者：
    Jia, Zirui;Wang, Chao;Wu, Guanglei
  • 通讯作者：
    Wu, Guanglei
Preparation of two-dimensional titanium carbide (Ti3C2Tx) and NiCo2O4 composites to achieve excellent microwave absorption properties
二维碳化钛（Ti3C2TX）与NiCo2O4复合材料的制备实现优异的微波吸收性能
  • DOI：
    10.1016/j.compositesb.2019.107577
  • 发表时间：
    2020-01-01
  • 期刊：
    COMPOSITES PART B-ENGINEERING
  • 影响因子：
    13.1
  • 作者：
    Hou, Tianqi;Wang, Bingbing;Wu, Guanglei
  • 通讯作者：
    Wu, Guanglei
Hierarchical Fe3O4@carbon@MnO2 hybrid for electromagnetic wave absorber
多级Fe3O4@carbon@MnO2杂化电磁波吸收体
  • DOI：
    10.1016/j.jcis.2019.06.058
  • 发表时间：
    2019-10-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Chen, Xingliang;Jia, Zirui;Wu, Guanglei
  • 通讯作者：
    Wu, Guanglei
Dependency of tunable electromagnetic wave absorption performance on morphology-controlled 3D porous carbon fabricated by biomass
可调电磁波吸收性能对生物质制备的形态控制 3D 多孔碳的依赖性
  • DOI：
    10.1016/j.coco.2020.100404
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Composites Communications
  • 影响因子：
    8
  • 作者：
    Xinfeng Zhou;Zirui Jia;Ailing Feng;Kuikui Wang;Xuehua Liu;Lei Chen;Haijie Cao;Guanglei Wu
  • 通讯作者：
    Guanglei Wu

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聚磷酸钙增强的ZK60A镁基复合材料的力学性能和耐蚀性能
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    冯爱玲;憨勇
  • 通讯作者：
    憨勇
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  • 通讯作者：
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  • 作者：
    冯爱玲;憨勇
  • 通讯作者：
    憨勇

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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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