基于 SECM 的活性氧及氧化应激过程电化学信号分析研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21565021
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Reactive oxygen species (ROS) including superoxide anion, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical, are excess generated in vivo during oxidative stress processes. The overproduction of ROS may damage the cells and cause cancer, Neurological diseases and Alzheimer’s disease. Due to the lack of effective analysis method for the direct determination of ROS, it is subject to certain restrictions to study the relationship between oxidative stress in living organismsis and related diseases. This program is about the intersisciplinary study between electrochemistry and life science. It focuses on the research of interaction between reactive oxygen species and biological moelcules (include DNA) in oxidative stress processes by means of scanning electrochemical microscopy (SECM). We will establish new methods to detect ROS with high sensitivity and fast response, as well as the evaluation system of oxidative stress damage. Based on this, we will carry out the real-time online detection for ROS that release by the cell itself, and explore the relationshp among the ROS species, oxidative stress and the related disease. After finishing this program, it will provide a platform for the direct determination of ROS in living organismsis, and an important experimental method for investigation the effect of the ROS concentration changes on the cell physiological activities. Furthermore, it will provide the experiment base for the diagnosis of the disease, screening of anticancer and anti-aging drugs.
氧化应激过程中产生的活性氧(ROS)会损伤细胞,有可能引起癌症、神经性疾病、帕金森病等生理病变。由于有效直接测定ROS分析方法的匮乏,生物体内氧化应激状态与相关疾病之间关系的研究受到一定制约。本项目立足于电化学技术与生命科学的交叉研究,以活性氧及氧化应激过程密切相关的生物分子为研究对象,以扫描电化学显微镜(SECM)为手段,致力于氧化应激过程中活性氧与DNA 等生物分子的相互作用机理研究;建立灵敏度高、响应速度快的活性氧检测新方法;建立氧化应激损伤的评价体系。在此基础上,对细胞中的活性氧释放规律进行实时在线检测,探索氧化应激、活性氧物种与引起相关疾病之间的相关性。该项目的完成将为生物体中活性氧的直接检测提供技术平台,为研究活性氧浓度的变化在细胞生理活动中的作用提供重要的实验手段,为疾病的诊断,抗癌抗衰老药物的筛选提供实验基础。

结项摘要

氧化应激过程中活性氧和活性氮(ROS和RNS)的异常表达水平与包括癌症在内的许多疾病有关。基于其有效直接测定方法的缺乏,本项目以氧化应激过程相关的活性氧、活性氮生物分子为研究对象,基于功能化碳基纳米复合材料建立高灵敏、快响应电化学检测新方法,实现对细胞释放活性物的在线检测,为探索氧化应激状态、活性氧变化与生理病理活动之间的相关性提供支持。主要研究内容如下:(1)功能化碳基纳米复合材料构筑电化学传感器的制备及表征;基于新型纳米材料,构建了系列性能优异的电化学传感器,拓展了功能材料在生物传感界面的应用。(2)活性氧、活性氮的电化学分析检测方法的建立及相关动力学研究;结合棉花碳纤维材料及银纳米粒子优势的超灵敏无酶电化学传感器,对超氧阴离子检出限低至2.32×10-15M。有机共轭微孔聚合物构建了电流型传感器,实现了直接监测细胞释放的过氧亚硝基阴离子。(3)模拟氧化应激模式下,活性氧对DNA 等生物分子的损伤及相关机理研究。(4)细胞释放活性氧,活性氮实时检测;新型比率电化学传感器的构建,首次实现了H2O2 和ONOO- 的同时检测.(5)氧化应激模式下,抗氧化剂清除能力的研究。通过本项目的研究为细胞释放活性氧、活性氮的直接检测提供了技术平台,为抗癌抗衰老药物的筛选提供了实验基础,对预防预报重大疾病具有潜在的应用价值。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Construction of an ultrasensitive non-enzymatic sensor to investigate the
构建超灵敏非酶传感器来研究
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2017.08.046
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    In this work, a novel non-enzymatic superoxide anion (O2•−) sensor was constructed based on Ag nanop
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hongwei Wei;Tianyi Shang;Tiaodi Wu;Guoan Liu;Lan Ding;Xiuhui Liu
  • 通讯作者:
    Xiuhui Liu
A novel synthesis of porous graphene nanoarchitectures using silver nanoparticles for fabricating enzyme sensor
使用银纳米颗粒制备酶传感器的多孔石墨烯纳米结构的新型合成
  • DOI:
    10.1039/c5ra17717k
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Yidan;Liu Xiuhui;Li Ming;Liu Yuelin;Guo Zhipan;Xue Zhonghua;Lu Xiaoquan
  • 通讯作者:
    Lu Xiaoquan
A sensitively non-enzymatic amperometric sensor and its application in living cell superoxide anion radical detection
一种灵敏的非酶电流传感器及其在活细胞超氧阴离子自由基检测中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2018.04.067
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Liu Xinhe;Ran Miaomiao;Liu Guoan;Liu Xiuhui;Xue Zhonghua;Lu Xiaoquan
  • 通讯作者:
    Lu Xiaoquan
Construction of a highly sensitive non-enzymatic sensor for superoxide anion radical detection from living cells
构建用于活细胞超氧阴离子自由基检测的高灵敏度非酶传感器
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2016.11.015
  • 发表时间:
    2017-04-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Liu, Yuelin;Liu, Xiuhui;Lu, Xiaoquan
  • 通讯作者:
    Lu, Xiaoquan
Construction of a highly sensitive NADH sensing platform based on PDDA-rGO nanocomposite modified electrode
基于PDDA-rGO纳米复合修饰电极构建高灵敏NADH传感平台
  • DOI:
    10.1007/s11581-016-1753-7
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    IONICS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Lu Juanjuan;Liu Yuelin;Liu Xinhe;Lu Xiaoquan;Liu Xiuhui
  • 通讯作者:
    Liu Xiuhui

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其他文献

分子对接方法的应用与发展
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    分析科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段爱霞;陈晶;卢小泉;刘宏德;刘秀辉
  • 通讯作者:
    刘秀辉
跨膜蛋白结构预测新方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢小泉;王睿;刘宏德;陈晶;刘秀辉;丁兰
  • 通讯作者:
    丁兰
薄层法研究十二烷基苯磺酸钠对硝基苯/水界面电子转移的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    卢小泉;赵雪萍;刘秀辉;董存武;李莉
  • 通讯作者:
    李莉
咪唑类离子液体中二茂铁的电化学行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西北师范大学学报(自然科学版)
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  • 作者:
    何月华;卢小泉;丁珍;赵雪萍;刘秀辉;李莉
  • 通讯作者:
    李莉
薄层伏安法液/液界面电子转移速率理论的研究进展
  • DOI:
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  • 期刊:
    化学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚冬娜;陈晶;刘秀辉;卢小泉
  • 通讯作者:
    卢小泉

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刘秀辉的其他基金

生物分子功能化碳纳米材料复合物修饰电极电化学传感分析的研究
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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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