Ehrlich反应诱导表面增强共振拉曼散射及其在吲哚类植物生长素选择性检测中的应用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21775073
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    都述虎
  • 依托单位：
    南京医科大学
  • 学科分类：
    B0406.生命与公共安全分析
  • 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

Auxins are the most important phytohormones, which play a vital role in regulating growth and development processes. However, auxin’s content in plant is very low and the detection is easily interfered by other compounds in cell. Therefore, there is an urgent demand for highly sensitive and selective detection technique of auxins from plant in the agricultural production and Chinese crude drug cultivation. In this study, to aim directly at the problems (non-selectivity, low sensitivity and sophisticated sample pretreatment) existed in common analysis of auxins from plant, we will combine high selectivity of Ehrlich-reaction and high sensitivity of surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy analysis, to prepare high SERS active substrates, orientedly synthesize surface-enhanced resonance Raman scattering (SERRS) probe, explore the principle of Ehrlich-reaction-induced resonance Raman scattering and mechanism of Raman signal enhancement after the substrate absorbed target analytes, establish technology platforms for analysis of trace indole-auxins from plant, and realize highly selective identification and ultrasensitive detection for the typical indole-auxins from plant. The anticipate results of this project will extend Ehrlich-reaction-induced SERRS application on the SERS spectroscopy analysis area, open a new pathway to selectively identify and detect the indole-auxins from plant. Meanwhile, it is very important for our country to study the mechanism of molecular action of phytohormones.
生长素是一种重要的植物激素，在植物生长发育过程中起重要的调控作用(且依赖其浓度)，但因其含量极低，加之细胞中其它成分的干扰。因此，发展灵敏和专一的生长素检测技术，在农业生产或中药材栽培等方面具有紧迫需求。本项目拟对传统方法在生长素测定中存在的问题(选择性差、灵敏度低和样品前处理复杂等)，将Ehrlich反应的选择性与表面增强拉曼散射(SERS)光谱的敏感性结合起来，设计制备高SERS活性衬底；定向合成表面增强共振拉曼散射探针；探索Ehrlich反应诱导的共振拉曼散射原理与拉曼信号放大输出机制；建立植物中痕量吲哚类生长素分析技术平台；实现对植物中典型吲哚类生长素的高选择性鉴定与超灵敏检测。本项目预期成果将会极大扩展Ehrlich反应诱导表面增强共振拉曼散射在SERS光谱分析领域中的应用，从技术层面上为植物中吲哚类生长素检测提供新的途径，同时对深入研究植物激素分子作用机理具有十分重要的意义。

结项摘要

生长素是一种重要的植物激素，在植物生长发育过程中起重要的调控作用(且依赖其浓度)，但因其含量极低，加之细胞中其它成分的干扰。因此，发展灵敏和专一的生长素检测技术，在农业生产或中药材栽培等方面具有紧迫需求。本项目针对传统方法在生长素测定中存在的问题(选择性差、灵敏度低和样品前处理复杂等)，将Ehrlich反应的选择性与表面增强拉曼散射(SERS)光谱的敏感性结合起来，(1)设计制备出3种高SERS活性衬底；(2)定向合成了表面增强共振拉曼散射探针(IBA-PDAB)；(3)探索了Ehrlich反应诱导的共振拉曼散射原理与拉曼信号放大输出机制；(4)建立了植物中痕量吲哚类生长素分析技术平台，实现了对植物中典型吲哚类生长素的高选择性鉴定与超灵敏检测(2.0 nM)。本项目发表论文14篇、获得授权发明专利1项、培养硕士研究生毕业10名和博士研究生毕业1名，其主要成果将会极大扩展Ehrlich反应诱导表面增强共振拉曼散射在SERS光谱分析领域中的应用，从技术层面上为植物中吲哚类生长素检测提供新的途径，同时对深入研究植物激素分子作用机理具有十分重要的意义。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Base amount-dependent fluorescence enhancement for the assay of vascular endothelial growth factor 165 in human serum using hairpin DNA-silver nanoclusters and oxidaized carbon nanoparticles
使用发夹 DNA 银纳米簇和氧化碳纳米粒子进行碱基量依赖性荧光增强，用于测定人血清中的血管内皮生长因子 165
  • DOI：
    10.1177/0952695121995398
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Microchimica Acta
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Jiangrong Ji;Xin Xu;Panpan Chen;Jiafeng Wu;Yang Jin;Liying Zhang;Shuhu Du
  • 通讯作者：
    Shuhu Du
Ehrlich reaction evoked multiple spectral resonances and gold nanoparticle hotspots for Raman detection of plant hormone
艾利希反应引发多重光谱共振和金纳米粒子热点用于植物激素拉曼检测
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.7b01267
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Wang Fangyuan;Gu Xiaoling;Zheng Chunchen;Dong Fang;Zhang Liying;Cai Yueqing;You Zhengyi;You Junhui;Du Shuhu;Zhang Zhongping
  • 通讯作者：
    Zhang Zhongping
Colorimetric and visual detection of mercury(II) based on the suppression of the interaction of dithiothreitol with agar-stabilized silver-coated gold nanoparticles
基于二硫苏糖醇与琼脂稳定的银包金纳米颗粒相互作用的抑制的汞（II）的比色和视觉检测
  • DOI：
    10.1007/s00604-018-2899-y
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Microchimica Acta
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Da Qiang;Gu Yuanyuan;Peng Xiafeng;Zhang Liying;Du Shuhu
  • 通讯作者：
    Du Shuhu
Profuse color-evolution-based fluorescent test paper sensor for rapid and visual monitoring of endogenous Cu2+ in human urine
基于大量颜色演化的荧光试纸传感器，用于快速、直观地监测人尿液中的内源性 Cu2
  • DOI：
    10.1016/j.bios.2017.07.072
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Biosensors and Bioelectronics
  • 影响因子：
    12.6
  • 作者：
    Cai Yueqing;You Junhui;You Zhengyi;Dong Fang;Du Shuhu;Zhang Liying
  • 通讯作者：
    Zhang Liying
Silver nanoparticles/activated carbon composite as a facile SERS substrate for highly sensitive detection of endogenous formaldehyde in human urine by catalytic reaction
银纳米颗粒/活性炭复合材料作为简便的 SERS 基质，通过催化反应高灵敏度检测人尿液中的内源性甲醛
  • DOI：
    10.1016/j.talanta.2018.06.040
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Talanta
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Zheng Chunchen;Zhang Liying;Wang Fangyuan;Cai Yueqing;Du Shuhu;Zhang Zhongping
  • 通讯作者：
    Zhang Zhongping

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  • 通讯作者：
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    都述虎
  • 通讯作者：
    都述虎
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  • 作者：
    王建萍;都述虎;刘变化;张忠平
  • 通讯作者：
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基于彩色多路复用的荧光试纸：砷 (III) 的剂量敏感可视化，可辨别浓度低至 5 ppb
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Anal. Chem.
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    周玉洁;刘翠;张瑞龙;关贵俭;蒋长龙;都述虎;刘变化;张忠平
  • 通讯作者：
    张忠平

其他文献

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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

        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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