乳液界面各向异性生长辅助构建单孔中空MMIPs选择性分离纯化2′-脱氧腺苷的研究

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基本信息

  • 批准号:
    21706099
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0804.分离工程
  • 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

It is of paramount scientific, economic and social significance to explore the new methods bearing independent intellectual property rights, for selective separation and purification of 2'-deoxyadenosine (dA), whilst improving the general yield and purity of dA. In this project, we intend to construct a hollow composite magnetic molecularly polymers (MMIPs) with single holes via anisotropic growth onto emulsion interface, which is subjected further to separate and purify dA molecules selectively and effectively. In this study, hydrophilic (or hydrophobic) silane coupling agents is to be introduced into the emulsion droplet interface as precursors, and catalytic hydrolysis of the precursor in the internal phase will contributes to the anisotropic growth of silane at the emulsion interface and form an a hollow silica nanoparticle with single holes; a imprinting polymer layer consisting of the functional derivative monomer from 2'-deoxythymidine and 2'-deoxyuridine iodide substitutes and dA as template molecule is designed, and we aim to embrace the obtained silica nanoparticles with the imprinted polymeric layer to introduce numerous molecular recognition sites; Moreover, under sonication, we can readily filled ultrasmall magnetic Fe3O4 into the single holes arising from silica nanoparticles, and finally facilitate the preparation of targeted hollow composite MMIPs with unique single holes, which also have the ability to recover their magnetic strengths reversibly. On this basis, we will carefully study the behavior of MMIPs towards the selective separation and purification of dA, and mainly concentrate on its equilibrium, kinetics and thermodynamics. Additionally, the behavior and mechanism of dA recognition will be elucidated further to establish and optimize the adsorption, separation and mass transfer models, with the aim to advance the separation and purification process synergistically. To this end, a new method for selective separation and purification of dA will established to achieve the ultimate goal of obtaining dA products with high yield and purity.
探索具有自主知识产权的2′-脱氧腺苷(dA)选择性分离纯化新方法、提高产物中dA得率和纯度,具有极其重要的科学、经济和社会意义。本课题拟开展乳液界面各向异性生长辅助构建单孔中空复合磁性印迹聚合物(MMIPs)选择性分离纯化dA分子的工作。研究中拟在乳液液滴界面引入亲水(油)功能性硅烷偶联剂作为前驱体,经内相催化前驱体的水解诱导其乳液界面各向异性生长并形成单孔中空硅骨架;以2′-脱氧胸苷和2′-脱氧尿苷碘取代物为原料设计合成功能单体,以dA为模板分子,在单孔中空硅骨架内外表面可控构筑印迹聚合层;在超声浴下经单孔填充小尺寸磁性Fe3O4,制备磁强度“可逆”恢复的单孔中空MMIPs;探索MMIPs选择性分离纯化dA分子过程中的平衡、动力学和热力学行为,研究其对dA的识别能力与机制,建立相应的分离与传质模型;优化分离纯化过程,建立适用于选择性分离纯化dA的新方法,获得高得率和纯度的dA产品。

结项摘要

2′-脱氧腺苷(2′-deoxyadenosine, dA)是一种天然的脱氧核苷,是脱氧核糖核酸DNA 的结构片段,是基因药物和基因工程研究的重要原材料,同时具有很好的生理活性,是很多抗病毒、抗肿瘤、抗艾滋病药物公认的良好中间体,因此在市场上有极其广泛需求。目前,常用的dA分离纯化方法有:结晶法和吸附法等。前者在应用过程中能耗高、辅助器材体积庞大,且不适于处理低浓度 dA 产品;吸附法是利用吸附剂来捕获dA,再将dA洗脱下来,达到dA与其它杂质分离的要求。吸附法对产品中微量dA具有提取率高且易连续操作的优点,但常见吸附剂的选择性、吸附容量和传质速率仍有待进一步提高。因此,根据dA分子结构的特点,从dA与吸附剂吸附位点的相互作用机理出发,开发新型吸附剂、调控吸附剂结构、强化吸附剂功能,建立和完善dA分离纯化的新方法,有效提高 dA 产品得率和纯度是目前急需解决的课题。.分子印迹聚合物(MIPs),通常称为合成抗体模拟物,能够对靶分子进行特异性分子识别。与天然抗体相比,MIPs更稳定,易于满足广泛应用的要求而且价格低廉。表面印迹聚合物(SMIPs)是把分子印迹识别位点构筑在基质材料表面的聚合吸附剂,显示出高结合能力、快速传质和快速结合动力学。.本研究通过将Alg-Ca2+ Pickering乳液与Janus-MIPs纳米片和超顺磁性氧化铁纳米颗粒相结合,构造了马赛克型的海藻酸盐磁性复合MIPs吸附剂(J-SNs-MMIPs-Pickering),并将其用于选择性分离2'-脱氧腺苷(dA)。J-SNs-MMIPs-Pickering具有三个显着优点。首先,J-SNs-MIPs纳米片由于具有不对称的化学结构可作为Pickering乳液的稳定粒子,可以有效地解决由于纳米片堆叠而造成的位点掩蔽的难题。其次,J-SNs-MMIPs-Pickering具有优异的识别选择性,较大的结合能力和快速的结合速度,嘧啶碱基对dA的特异性匹配作用是分子印迹的识别的作用。第三,通过外部磁场可以快速将J-SNs-MMIPs-Pickering与悬浮液分离。因此,本实验为利用Janus纳米片和Pickering乳液反应器制备具有高选择性和高吸附能力的复合吸附剂提供了一种简便的方法,并提供了一种选择性分离和分析复杂生物样品中核苷和脱氧核苷化合物的方法。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
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专利数量(0)
Thermo-responsive imprinted hydrogel with switchable sialic acid recognition for selective cancer cell isolation from blood.
具有可切换唾液酸识别功能的热响应印迹水凝胶,用于从血液中选择性分离癌细胞
  • DOI:
    10.1016/j.bioactmat.2020.10.008
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Bioactive materials
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Ma Y;Yin Y;Ni L;Miao H;Wang Y;Pan C;Tian X;Pan J;You T;Li B;Pan G
  • 通讯作者:
    Pan G
Solid-phase interfacial synthesis of dual-imprinted colloid particles for multifunctional nanomedicine development
用于多功能纳米药物开发的双印迹胶体颗粒的固相界面合成
  • DOI:
    10.1016/j.colcom.2020.100267
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    COLLOID AND INTERFACE SCIENCE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Cui, Yin;Li, Ming;Ma, Yue
  • 通讯作者:
    Ma, Yue
Double affinity integrated MIPs nanoparticles for specific separation of glycoproteins: A combination of synergistic multiple bindings and imprinting effect
用于糖蛋白特异性分离的双亲和力集成 MIP 纳米粒子:协同多重结合和印迹效应的组合
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2018.09.168
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Pan Wang;Hengjia Zhu;Jinxin Liu;Yue Ma;Juntong Yao;Xiaohui Dai;Jianming Pan
  • 通讯作者:
    Jianming Pan
Mussel-Derived, Cancer-Targeting Peptide as pH-Sensitive Prodrug Nanocarrier
贻贝衍生的癌症靶向肽作为 pH 敏感的前药纳米载体
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b09031
  • 发表时间:
    2019-07-10
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Ma, Yue;He, Peiyan;Pan, Guoqing
  • 通讯作者:
    Pan, Guoqing
Anisotropic emulsion constructed boronate affinity imprinted Janus nanosheets for stir bar sorptive extraction of cis-diol-containing catechol
各向异性乳液构建的硼酸亲和印迹Janus纳米片用于搅拌棒吸附萃取含顺式二醇的儿茶酚
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.124995
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Xueping Chen;Fan Wu;Jing Tang;Kaiwen Yang;Yue Ma;Jianming Pan
  • 通讯作者:
    Jianming Pan

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其他文献

锥光束乳腺CT与乳腺X线摄影对致密类乳腺恶性肿瘤的诊断效能比较
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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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