用于检测水产品中汞离子的纤维素基凝胶光化学传感器基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901775
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2008.食品质量与安全检测
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

There are many problems existed in traditional detection methods of Hg(II) in aquatic products, such as complexity, consuming time, and disturbances of inorganic salt and other factors. To overcome the problems mentioned above, this project aims to design and synthesize Hg(II) stimuli-responsive cellulose-based responsive polymer crystalline colloidal array optical chemosensors, cellulose-based derivatives of which use hydroxyethyl celluloses as the backbone grafted with alkyl glycidyl ether and thioether oligomer. The Hg(II) stimuli-responsive cellulose-based hydrogels with large swelling volume and fast swelling ratio are synthesized by crosslink reactions, and the swelling ratio of hydrogels is almost not influenced by inorganic salt and other factors. These brilliant properties of cellulose-based hydrogels provided the feasibility for hydrogels applied to optical chemosensors. Through the coupling between Hg(II) stimuli-responsive cellulose-based hydrogels and three dimensional photonic crystals into cellulose-based responsive polymer crystalline colloidal arrays, the volume change of hydrogels induced by the Hg(II) recognition signal of recognition group can be transformed into color change, and cellulose-based responsive polymer crystalline colloidal arrays with high responsive rate, obvious responsive color change and high sensitivity will be developed. The film of the cellulose-based responsive polymer crystalline colloidal arrays will be applied to detecting Hg(II) in aquatic products, and the color of film was determined under different concentration ranges of Hg(II). The novel optical chemosensors which can quickly and conveniently recognize Hg(II) and confirm its concentrations in aquatic products by naked-eye will be developed. Thus, this optical chemosensors will supply the new method to detect Hg(II) in aquatic products sensitively, conveniently, and accurately.
针对水产品中汞离子传统检测方法具有复杂、费时、检测结果易受无机盐及其他因素干扰等问题。本项研究首先以具有资源、结构和性能优势的纤维素为凝胶骨架,接枝短链烷烃、硫醚齐聚物等作为功能型分子,设计合成溶胀体积大、溶胀速率快且溶胀率受无机盐及其它因素影响弱的汞离子刺激响应纤维素基凝胶;然后通过汞离子刺激响应纤维素基凝胶与三维光子晶体阵列的耦合,将识别基团识别汞离子后产生的识别信号所引起的凝胶体积变化转化为裸眼可视的颜色变化,研究设计出响应速率快、响应前后颜色变化明显、灵敏度高、选择识别能力强、裸眼可视的响应聚合物胶体晶体阵列光化学传感器。将刺激响应纤维素基聚合物胶体晶体阵列薄膜应用于水产品中汞离子的检测,并确定在不同汞离子浓度范围内薄膜的颜色,研制出裸眼可视、方便快速识别水产品中汞离子并确定其浓度的光化学传感器,从而为水产品中汞离子的检测提供全新且灵敏、便捷、准确的方法。

结项摘要

本项目研究由具有资源和结构优势的纤维素为原料制备了纤维素基刺激响应聚合物胶体晶体阵列。采用醚化反应、点击化学反应,设计合成了一系列含烷基、硫醚键的纤维素衍生物,并以乙二醇二缩水甘油醚,聚乙二醇二缩水甘油醚或乙烯砜为交联剂应制备了上述一系列纤维素基刺激响应凝胶。研究了纤维素基凝胶的汞离子和温度刺激响应性能。研究结果表明,根据纤维素衍生物的化学结构不同,制得纤维素基凝胶具有良好的汞离子和温度刺激响应性能。将温度或汞离子刺激响凝胶与聚苯乙烯微球三维光子晶体阵列耦合,研制出纤维素基刺激响应聚合物胶体晶体阵列薄膜,并研究了金属离子种类和温度等外部刺激的变化对聚合物胶体晶体阵列颜色的影响。研究结果表明,汞离子刺激响应纤维素基聚合物胶体晶体阵可高度选择性的识别汞离子,并产生裸眼可视的颜色变化,同时温度刺激响应纤维素基聚合物胶体晶体阵可准确的识别温度的变化。本项目研究研发了一系列汞离子和温度响应的纤维素基刺激响应聚合物,目的是实现可快速、便捷、实时地检测汞离子和温度。此外,这种检测方法具有很强的普适性,通过设计不同的重金属离子专属识别基团,可制备一系列用于检测重金属离子的裸眼可视的纤维素基凝胶光化学传感器,具有理论和实际双重意义。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Synthesis and characterization of starch ether/alginate hydrogels with reversible and tunable thermoresponsive properties
具有可逆可调热响应特性的淀粉醚/海藻酸盐水凝胶的合成和表征
  • DOI:
    10.1088/2053-1591/abae28
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    MATERIALS RESEARCH EXPRESS
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Dai, Mingyun;Shang, Yue;Tian, Ye
  • 通讯作者:
    Tian, Ye
用于生物微环境检测的极性比例荧光探针制备及性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    大连海洋大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李苗;金潇仪;姜硕;孙萌;田野
  • 通讯作者:
    田野
温度响应型淀粉醚/海藻酸钠复合凝胶的制备及其性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    大连海洋大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞子健;徐源;姜硕;孙萌;姜谦;孙薇;查晓晗;尚悦;代明允;刘鹰;田野
  • 通讯作者:
    田野
Preparation of thermoresponsive alginate/starch ether composite hydrogel and its application to the removal of Cu(II) from aqueous solution
温敏性海藻酸盐/淀粉醚复合水凝胶的制备及其在水溶液中去除Cu(II)的应用
  • DOI:
    10.1016/j.biortech.2019.122192
  • 发表时间:
    2019-12-01
  • 期刊:
    BIORESOURCE TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Dai, Mingyun;Liu, Ying;Tian, Ye
  • 通讯作者:
    Tian, Ye
Photodynamic Therapy with Tumor Cell Discrimination through RNA-Targeting Ability of Photosensitizer.
通过光敏剂的 RNA 靶向能力区分肿瘤细胞的光动力疗法
  • DOI:
    10.3390/molecules26195990
  • 发表时间:
    2021-10-02
  • 期刊:
    Molecules (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Y;Tan Y;Ma X;Jin X;Tian Y;Li M
  • 通讯作者:
    Li M

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其他文献

磁悬浮轴承故障知识图谱的创建与应用
  • DOI:
    10.13462/j.cnki.mmtamt.2022.09.038
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    组合机床与自动化加工技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田野;萧筝;王继业;娄平;严俊伟
  • 通讯作者:
    严俊伟
Study on the Effect of Air Throttling on Flame Stabilization of an Ethylene Fueled Scramjet Combustor
空气节流对乙烯燃料超燃冲压发动机燃烧室火焰稳定影响的研究
  • DOI:
    10.1155/2015/504684
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    International Journal of Aerospace Engineering
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    田野;乐嘉陵;杨顺华
  • 通讯作者:
    杨顺华
2-羟基-3-烯丙氧基丙基羟乙基纤维素的制备及温度敏感性能
  • DOI:
    10.13550/j.jxhg.20180729
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    精细化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    代明允;田野;刘鹰;具本植
  • 通讯作者:
    具本植
低剂量电离辐射对大鼠海马新生神经元树突生长发育的抑制作用
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2016.04.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华放射医学与防护杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张奇贤;孙锐;徐美玲;刘晓倩;田野
  • 通讯作者:
    田野
Mapping the Forest Height by Fusion of ICESat-2 and Multi-Source Remote Sensing Imagery and Topographic Information: A Case Study in Jiangxi Province, China
利用ICESat-2与多源遥感图像和地形信息融合绘制森林高度图:以中国江西省为例
  • DOI:
    10.3390/f14030454
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    forests
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    罗毅琛;齐述华;廖凯涛;张少宇;胡碧松;田野
  • 通讯作者:
    田野

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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