纳微米区域内选择性固定生物分子结构、取向和性能的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50973087
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    吴仲岿
  • 依托单位：
    武汉理工大学
  • 学科分类：
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

降低生物图案尺寸到纳微米级不仅可以提高微结构生物器件和芯片的性能，而且还能在分子水平上探索生物分子间的作用机理。通过对材料表面性质的可控修饰，将生物分子固定在指定的微区域内，构筑聚合物基的纳微米级生物图案，是当今一个重要的研究热点。本项目将采用真空紫外光技术对聚合物进行表面结构的微加工和表面性质的微调控，制作具有一定拓扑结构而且表面官能化图案，进而将生物分子固定在聚合物表面指定的区域并保持其原有的生物活性，组装纳微米级的生物分子图案。对固定在微结构中少数生物分子与环境生物分子间的相互作用以及生物分子在界面上的构象和取向进行探索性的研究，为制作高效能的纳微米级生物芯片和传感器提供理论上的指导。

结项摘要

将生物分子固定在聚合物材料表面指定区域内而保持生物活性对于构筑纳微米级生物图案十分重要，是一个非常活跃的研究热点。本项目采用172 nm紫外光辐射聚合物材料表面进行官能化，并系统地研究了该紫外光对聚合物材料表面改性的机理及影响聚合物表面改性的外在因素。在上述基础上，借助真空紫外光（172 nm）刻蚀技术对PET、PMMA、PDMS等聚合物表面进行区域选择性官能化修饰，成地将蛋白质（BSA）、细胞等固定在指定的微区域内，得到了微米级生物图案。该生物图案与紫外光刻所用光掩模的特征尺寸吻合，具有良好保真性。但是，由于聚合物材料容易发生表面重排，导致生物分子吸附的选择性不高而且形成的生物图案不也稳定。如何阻止聚合物材料表面重排，提高生物分子在聚合物材料表面微区域吸附的选择性并制得稳定的纳微米级生物图案是当今聚合物表面生物图案化的一个难点。为了阻止聚合物材料的表面重排，我们在聚合物材料表面构筑微米级惰性金属（如银、铜）图案，并对聚合物表面金属微图案的结构、性能及制备条件进行了相应的探索。然后对金属图案化聚合物表面上的金属微区域和聚合物微区域进行选择性的官能化修饰，进而控制生物分子在图案化表面微区域内的选择性吸附。由于金属微图案的刚性可以有效地阻止聚合物材料的表面重排，而且金属表面与聚合物表面间的性质差异提高了表面性质调控的选择性，从而保证了所构筑生物微图案的稳定性和保真性。更重要的是在金属图案化聚合物表面上选择性地吸附生物分子有望实现微电子与生物的技术融合，并为研制开发新型的生物微传感器、生物微器件、生物微电极等开拓一条全新的途径。此外，本项目还通过各种自组装方法用天然生物材料对聚合物表面进行改性，进而研究改性后的材料表面与生物分子相互作用，为下一步研究生物微图案与生物环境的特殊相互作用奠定了基础。本项目将研究成果应用于工程实践和人才培养，取得了一定的社会效益。在国内学术刊物和国际学术会议上发表了研究论文15篇，有8篇被SCI收录，申请中国专利5项。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Site-selective electroless plating of copper on a poly(ethylene terephthalate) surface modified with a self-assembled monolayer
在自组装单层改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯表面上进行选择性化学镀铜
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfa.2012.09.045
  • 发表时间：
    2012-12-05
  • 期刊：
    COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Cao, Jiali;Wu, Zhongkui;Xie, Guangyong
  • 通讯作者：
    Xie, Guangyong
IMMOBILIZATION OF POLYSACCHARIDE DERIVATIVES ON POLYURETHANE SURFACE THROUGH LAYER-BY-LAYER SELF-ASSEMBLY AND PHOTOCHEMICAL MODIFICATION
层层自组装和光化学改性将多糖衍生物固定在聚氨酯表面
  • DOI：
    10.3724/sp.j.1105.2012.11140
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Yifeng;Yao Xiangyu;Lian Xinxin;Wu Zhongkui;Xiong Yanfei
  • 通讯作者：
    Xiong Yanfei
羧甲基香菇多糖表面修饰的聚乳酸材料的表面性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王艺峰;连鑫鑫;吴仲岿;熊燕飞
  • 通讯作者：
    熊燕飞
纳米SiO_2/TPM/丙烯酰胺复合高强凝胶的制备及性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    湖北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘远朋;吴仲岿;夏翠;卢汉民
  • 通讯作者：
    卢汉民
One-stage fabrication of sub-micron hydrophilic microchannels on PDMS
PDMS 上亚微米亲水微通道的一步制备
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2008.11.083
  • 发表时间：
    2009-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wu, Zhongkui;Yan, Haiying;Chen, Hong;Huang, He
  • 通讯作者：
    Huang, He

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其他文献

有机硅弹性体表面生物相容性的研究进展
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    高分子通报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    吴仲岿;王艺峰;王亮;宋巍;陈红
  • 通讯作者：
    陈红

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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