细菌微环境响应高分子抗菌剂的构筑、纳米结构调控与协同抗菌研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51403042
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Macromolecular antimicrobials possess the advantages of enduring antibacterial activities, environmental friendship and low toxicity to human and so on. Conventional macromolecular antimicrobials are mainly focused on the feature of positive charge and amphiphilicity to realize antibacterial effects, only exhibiting limited antibacterial activities, and it is rare to find the involvement of bacterial microenvironment-responsive release of active small molecular antimicrobials as well as the participation of various nanostructures fabricated from macromolecular antimicrobials, which would probably achieve synergetic antibacterial effects to enhance antibacterial activities. In this funding proposal, we attempt to explore the fabrication, nanostructural tuning and synergetic antibacterial effects of bacterial microenvironment-responsive macromolecular antimicrobials. Firstly, three kinds of hydrophobic small molecular broad-spectrum antimicrobials are selected to synthesize six types of antimicrobial prodrug monomers which are biologically responsive to reductive compounds or Beta-lactamases in bacterial microenvironments. Followed by controlled polymerization and functionalization with targeting ligands, a series of bacterial microenvironment-responsive macromolecular antimicrobials were synthesized. Then, various nanostructures of the resultant macromolecular antimicrobials will be fabricated via molecular self-assembly. Finally, we will explore the nanostructural shape effects of macromolecular antimicrobials on synergetic antibacterial activities, selectivity, and cellular interactions, aiming to optimize the antibacterial performance and safety concerns. The accomplishment of this proposed research is expected to significantly enhance the antibacterial effect and safety of synthetic macromolecular antimicrobials and understand the relationship among chemical compositions, nanostructures and antibacterial effects, providing an important reference for the construction of new generation functional macromolecular antimicrobial systems.
高分子抗菌剂具有抗菌时效长,环境污染小,人体伤害低等优势。传统高分子抗菌剂主要利用正电荷和两亲性特征进行抗菌,抗菌活性一般;结合细菌微环境刺激释放活性小分子抗菌剂及其多级纳米结构调控,进行协同抗菌有望提高抗菌效果,却鲜有涉及。本项目拟探索细菌靶向修饰、细菌微环境响应高分子抗菌剂的构筑、纳米结构调控与协同抗菌效应。首先选取三种疏水的小分子广谱抗菌剂,结合很多细菌的还原性和Beta-内酰胺酶微环境特征,制备响应性抗菌剂前药单体,经过可控聚合和细菌靶向基元修饰,合成系列细菌微环境响应高分子抗菌剂;其次,利用自组装构筑多种纳米结构;最后研究不同纳米结构高分子抗菌剂的协同抗菌活性、选择性及与细菌的相互作用,以实现最佳抗菌效果和更高选择性。该项目的实施将有助于增强高分子抗菌剂的抗菌效果和安全性,并理解高分子抗菌剂的化学组成、纳米结构与抗菌效应的关系,为下一代功能性高分子抗菌体系的设计提供重要参考。

结项摘要

两亲性高分子具有很多生物功能,如作为药物载体。其自身还可以模拟抗菌肽表现出抗菌性能,同时具有容易制备,抗菌时效长,环境污染小,人体伤害低等优势。依托本项目支持在响应性高分子抗菌和肿瘤诊疗领域都取得重要进展。署名本项目的第一作者/通讯作者论文15篇:包括10篇SCI论文,影响因子大于7.0的SCI论文7篇,JACS 1篇,Trends in Biotechnology 1篇, Biomaterials 3篇,ACS Appl. Mater. Interfaces 1篇,J. Control. Release 1篇。

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(2)
Recent Advances towards Fabrication and Biomedical Applications of Responsive Polymeric Assemblies and Nanoparticle Hybrid Superstructures
响应聚合物组件和纳米颗粒混合超结构的制造和生物医学应用的最新进展
  • DOI:
    10.1039/c4dt03609c
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Daltron Transactions
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hu Xianglong;Liu Shiyong
  • 通讯作者:
    Liu Shiyong
Charge-conversional polyprodrug amphiphiles for intracellular dual-responsive drug delivery
用于细胞内双响应药物递送的电荷转换聚前药两亲物
  • DOI:
    10.1016/j.jconrel.2017.03.291
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Controlled Release
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Xianglong Hu;Shiyong Liu
  • 通讯作者:
    Shiyong Liu
Enzyme-responsive Nanoparticles for Anticancer Drug Delivery
用于抗癌药物输送的酶响应纳米颗粒
  • DOI:
    10.2174/1573413711666150624170518
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Current Nanoscience
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Kuang tairong;Liu Yarong;Gong Tiantian;Peng Xiangfang;Hu Xianglong;Yu Zhiqiang
  • 通讯作者:
    Yu Zhiqiang
Cell-Penetrating Hyperbranched Polyprodrug Amphiphiles for Synergistic Reductive Milieu-Triggered Drug Release and Enhanced Magnetic Resonance Signals
细胞穿透性超支化多聚前药两亲物,用于协同还原环境触发的药物释放和增强的磁共振信号
  • DOI:
    10.1021/ja5105848
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of the American Chemical Society
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Hu Xianglong;Guhuan Liu;Yang Li;Xiaorui Wang;Shiyong Liu
  • 通讯作者:
    Shiyong Liu
绝缘油中腐蚀性硫二苄基二硫醚的定量检测方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    绝缘材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张丽;钱艺华;苏伟;胡祥龙
  • 通讯作者:
    胡祥龙

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其他文献

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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