基于平板型等离激元微纳结构的单分子FRET调控及其机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11704393
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2202.光与物质相互作用
  • 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

Cellular activity is driven by dynamics and interactions of biomolecules, which are often difficult to experimentally quantify as limited in resolution or accuracy. Single-molecule Förster resonance energy transfer (sm-FRET) is one of the most powerful nanoscopic tools to directly measure conformational changes even in live cells. However, the lack of cell-friendly, bright, photostable probes of small size with excellent FRET efficiency remains a challenge. Here, the overall objective is to develop FRET-controlling technique by straight-forward optoplasmonic approaches that do not interfere with cellular processes. Specific goals are 1) an increased FRET efficiency ─ which can directly translate into faster or more precise measurements─ and 2) an option to probe phenomena even above FRET’s blind distance of 10nm to make fluorescence labelling and assay development more versatile for bigger biomolecular complexes. We propose specially designed plasmonic substrates with desired key features and study the quantitative mechanism of photonic environment (local density of optical states-LDOS, mode distribution and polarization) control of FRET theoretically and experimentally. Then the first biomolecular application will be explored on the FRET-boosting substrate. The structures represent relatively simple coatings that are nano-layered on typical glass coverslips, ready to use in traditional fluorescence microscopes and combine with other single molecule/wide field fluorescence measurement techniques. Beyond, the cross-disciplinary project bridges biology, physics and material sciences and thus will facilitate the knowledge transfer.
生物分子结构-功能的动态关联与其对生命活动调控息息相关,其实验测量常受限于分辨率和精确度。单分子Förster共振能量转移是能在体外/活细胞直接测量分子纳米尺度构象变化的有力技术之一,但实现高细胞亲和度、高亮度、光稳定性好、FRET效率高的小尺寸荧光探针及标记仍面临许多技术挑战。本项目旨在现有荧光标记体系下发展生物兼容性高的平板型表面等离激元衬底技术以提高:1)单分子FRET效率-更高时空分辨率;2)FRET作用距离至盲区以上(>10nm)以适用于大空间尺寸分子内(间)构象测量。我们将设计特殊平板型等离激元衬底结构,理论结合实验研究其微纳尺度电磁环境(态密度、模式分布、偏振)对单分子FRET速率/效率的量化调控机制,并基于此探索FRET增强衬底的生物单分子应用。衬底主要由普通玻片镀金属/介质纳米薄膜构成,可与传统荧光显微测量技术兼容。项目有机结合物理、生物和材料学,益于各领域知识有效互递。

结项摘要

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)

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其他文献

具身体验促进二语情绪性词汇的学习
  • DOI:
    10.19923/j.cnki.fltr.2021.04.006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    外语教学与研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金剑;刘思耘;李晔
  • 通讯作者:
    李晔
反义寡核苷酸治疗的分子影像技术进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    医学综述
  • 影响因子:
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  • 作者:
    孔繁磊;刘思耘;张宝平;石喻;赵相轩;赵周社;郭启勇
  • 通讯作者:
    郭启勇
不相关言语对视觉觉察的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    心理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘思耘;周倩;贾会宾;赵庆柏
  • 通讯作者:
    赵庆柏

其他文献

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相似国自然基金

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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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