光响应型金属-有机多面体对有害有机添加剂的识别及光降解研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21401087
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0102.配位化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Recognition and photocatalytic degradation of harmful organic additives in food are the core subjects in food safety fields and chemical frontier development. In this research field, probes with the rapid response time and high selectivety for recognition of harmful organic additives in food are very few, and inorganic oxides are the primary photocatalysts for photocatalytic degradation, whose wide application is limited by their poor ability of solar harvesting. With the inspiration from native enzyme, constructing the functionalized luminescent Metal-organic Polyhedra (MOPs) for mimic enzyme recognition and catalysis are an effective way to solve the above problem. Metal-organic Polyhedra, which have recently emerged as an interesting class of porous molecules built from organic ligands and inorganic ions, is a promising artificial system for the integration of individual functional components in a structurally controlled manner. In this project, we will choose the organic fluorescent N-Phenylcarbazole as bones, and integrate aromatic interactive sites, amide group, to produce tridentate conjugate ligands, which self-assemble with metal ions with configuration matching, further construct the MOPs with the confined cavity, fluorescent signal output, hydrogen bonding and aromatic interactive sites. They have ability to recognize and distinguish the harmful organic additives with different types sensitively and selectively through the size-, shape- and synergistic multiple weak interactions matching inner polyhedra, innovating a new identification method. At the meantime, choosing bivalent cobalt ion as metal nodes, the metal-organic polyhedra with fluorescence activity and cobalt-based catalytic centers are performed to light-driven catalyze the degradation of harmful organic additives on the basis of the supramolecular recognition. We hope this project can provide a new research idea to build rapid detection system for food safty area.
食品中有害有机添加剂的识别和光降解,是食品安全领域和化学前沿发展的核心课题之一。在该领域内,高选择性的识别体系非常有限,且光催化剂主要以无机氧化物为主,受限于材料低的太阳光利用率。受到自然界光合成的启发,通过构筑具有可见光吸收的金属-有机多面体进行模拟酶识别和催化是一条行之有效的途径。本项目选择具有荧光发射功能的N-苯基咔唑衍生配体,与合适的金属离子配位自组装得到结构稳定、多重弱作用位点明确和限域的金属-有机多面体,利用结构的空间约束性和其协同的多重弱作用位点与食品中有害有机添加剂之间弱作用的匹配,达到对其选择性的识别;同时通过配体可见光区吸收的调节和选择钴离子为金属节点,作为催化中心,构筑出集可见光吸收和钴催化中心于一体的金属-有机多面体,借助于绿色的太阳光,在超分子识别的基础上进行模拟酶光催化相关添加剂降解的研究。希望该研究为建立快速食品安全检测体系提供新的研究思路。

结项摘要

面对全球环境污染和能源危机的巨大挑战,制备污染物检测、去除和清洁能源产生为导向的的多功能材料,是发展可持续发生和原子经济的有效途径之一,具有重要的社会意义和学术价值。本项目重点研究了光功能金属-有机配合物的组装、基于弱作用协同对有害污染物的检测、光催化污染物的降解/去除和清洁能源的产生四个方面的研究内容。发展了多例首次基于MOFs材料对有害污染物检测的方法:其中汞离子的比率荧光检测方法,检测速度快、操作简便、无需复杂前处理、成本较低;对pH可逆检测的传感材料,作用机理明确,将在离子分析领域有较大的应用可行性及广阔前景;提出了基于多重弱作用协同机制对苦味酸爆炸物检测的方法,为发展和构建安全、和谐的安全检测、保护体系具有重要的指导意义;制备了对挥发性有机醇类同系物选择性检测的材料,发展其对于铁离子的皮克“裸眼”可视化检测,将会推进多功能材料在实验室甚至是日常生活中的潜在应用;报道了高效、高活性的光催化材料,潜在的推动了光解水制氢材料向实际应用的迈进,包括纯水体系应用、高效率和高的稳定性。发表IF>3的SCI论文10篇,申请中国专利1项。具体为:J. Mater. Chem. A(2篇)、Chem. Commun.(1篇)、Inorg. Chem.(2篇)、Chem. Eur. J.(1篇)、Dyes Pigments(1篇)、New J. Chem.(1篇)和RSC Adv.(2篇)。多篇研究成果被Chem. Soc. Rev.,Micropor. Mesopor. Mat.,ChemPlusChem等杂志的综述文章大篇幅评价和报道,部分成果也在X-MOL平台及MOFs在线予以推荐介绍。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
A metal–organic framework with a 9-phenylcarbazole moiety as a fluorescent tag for picric acid explosive detection: collaboration of electron transfer, hydrogen bonding and size matching
具有 9-苯基咔唑部分的金属有机框架作为苦味酸爆炸物检测的荧光标签:电子转移、氢键和尺寸匹配的协作
  • DOI:
    10.1039/c4ra07067d
  • 发表时间:
    2014-09
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xiaoli Jiang;Yanhong Liu;Pengyan Wu;Lei Wang;Qiyuan Wang;Guangzhou Zhu;Xiu-ling Li;Jian Wang
  • 通讯作者:
    Jian Wang
Aldehyde-functionalized metal-organic frameworks for selective sensing of homocysteine over Cys, GSH and other natural amino acids
醛功能化金属有机框架,用于选择性传感同型半胱氨酸(相对于半胱氨酸、谷胱甘肽和其他天然氨基酸)
  • DOI:
    10.1039/c7cc08414e
  • 发表时间:
    2018-01-25
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang, Jian;Liu, Yanhong;Wu, Pengyan
  • 通讯作者:
    Wu, Pengyan
A novel dual-emitting luminescent metal-organic framework for naked-eye and microgram detection of picric acid
一种新型双发射发光金属有机框架,用于裸眼和微克级苦味酸检测
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2017.12.032
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Jian Wang;Lingwen Zhang;Liang Bao;Li Zhou;Yangying Liu;Pengyan Wu
  • 通讯作者:
    Pengyan Wu
Highly efficient photocatalytic hydrogen production from pure water via a photoactive metal-organic framework and its PDMS@MOF
通过光活性金属有机框架及其 PDMS@MOF 从纯水中高效光催化制氢
  • DOI:
    10.1039/c7ta01070b
  • 发表时间:
    2017-05-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Wu, Pengyan;Jiang, Min;Wang, Jian
  • 通讯作者:
    Wang, Jian

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其他文献

PLAG基因家族研究进展
  • DOI:
    10.13417/j.gab.038.001065
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何盼;郑立;王健;张禹;王建钦;雷初朝;陈宏;黄永震
  • 通讯作者:
    黄永震
扶正祛风方经TGF-β1/Smad信号通路抑制膜性肾病大鼠足细胞转分化的机制
  • DOI:
    10.13422/j.cnki.syfjx.20210403
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭晓媛;雷明;宋子威;王健;谢璇;蔡倩;王暴魁
  • 通讯作者:
    王暴魁
长江口及邻近海域异戊二烯的浓度变化及海⁃气通量研究
  • DOI:
    10.13671/j.hjkxxb.2019.0064
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王健;李建龙;吴英璀;单体兴;张洪海;杨桂朋
  • 通讯作者:
    杨桂朋
根河地区冻融监测和降尺度算法的验证分析
  • DOI:
    10.11834/jrs.20198097
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    遥感学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王健;蒋玲梅;寇晓康;崔慧珍;杨建卫
  • 通讯作者:
    杨建卫
氧化石墨烯基含能配位聚合物对四组元复合推进剂热分解及燃烧催化作用
  • DOI:
    10.14077/j.issn.1007-7812.202012008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    火炸药学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王帅中;王健;张嘉玲;郭翔;刘佩进;严启龙
  • 通讯作者:
    严启龙

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

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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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