抗生素水环境光化学转化/光致毒性机理与计算模拟

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21137001
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    300.0万
  • 负责人：
    陈景文
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    B06.环境化学
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2016-12-31

项目摘要

水体抗生素污染及其与重金属的复合污染，是亟需关注的环境问题；抗生素的环境行为和生态毒理效应，是国际前沿研究领域之一。光化学转化和光致毒性是决定其归趋和毒理效应的重要因素。水中抗生素的光化学过程和光致毒性机制、金属离子配位作用对其光化学行为/光致毒性的影响机理，及污染物环境光化学行为/光致毒性的计算毒理模型，是有待解决的重要科学问题。本项目采用计算模拟与实验结合的方法，选取氟喹诺酮、磺胺和头孢菌素类抗生素为模型化合物，研究：水环境中抗生素光化学转化和光致毒性机理、溶解性物质和胶体粒子对其光化学行为的影响机制；金属配位作用对其光化学行为的影响机理；抗生素水环境光化学过程/光致毒性的虚拟筛选及参数预测模型。由于抗生素种类多、结构复杂，可多级解离，能与金属离子配位，其环境光化学行为/光致毒性具有代表性。通过本研究，可丰富和发展水环境光化学理论，为生态风险评价和化学品管理提供基础理论和方法。

结项摘要

本项目采用实验与理论计算相结合的方法，研究了不同解离形态抗生素的直接光解和间接光解动力学、途径和产物；测定了抗生素自敏化产生活性氧物种的能力以及抗生素在生物体内的光敏化毒性；考察了水中溶解性有机质和卤素离子等溶解性物质、表面活性剂和碳纳米管等胶体粒子对抗生素的吸附作用及对抗生素光化学行为的影响；探讨了抗生素与二价铜等金属离子的配位作用以及金属配位对抗生素光化学行为的影响；初步阐明了抗生素水环境光化学和水解反应机制，并在对抗生素环境行为和降解机制认识的基础上，发展了可预测抗生素光化学反应参数的理论预测模型。本项目的研究工作，有助于丰富和发展水环境光化学理论，深入理解和认识抗生素的水环境转化过程及与金属的复合污染机制，为化学品管理和生态风险评价提供支持。同时，本项目发展的一系列计算模拟方法和理论预测模型可以作为环境化学品的化学、光化学转化行为的有效评估手段，具有良好的应用前景和推广价值。

项目成果

期刊论文数量（46）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
磺胺甲恶唑在羟基自由基作用下降解机理的密度泛函研究
  • DOI：
    10.1038/srep46105
  • 发表时间：
    2017-04-25
  • 期刊：
    安全与环境学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chen XS;Reader RH;Hoischen A;Veltman JA;Simpson NH;Francks C;Newbury DF;Fisher SE
  • 通讯作者：
    Fisher SE
Unveiling self-sensitized photodegradation pathways by DPT calculations: A case of sunscreen p-aminobenzoic acid
通过 DPT 计算揭示自敏光降解途径：以防晒霜对氨基苯甲酸为例
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Chemosphere
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Jingwen Chen;Qing Zhao;Qing Xie;Xiaoxuan Wei
  • 通讯作者：
    Xiaoxuan Wei
Humic acids decrease the photodegradation of the sunscreen UV filter 2-phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid in natural waters
腐殖酸可减少天然水中防晒紫外线过滤剂 2-苯基苯并咪唑-5-磺酸的光降解
  • DOI：
    10.1007/s10311-012-0364-4
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Environmental Chemistry Letters
  • 影响因子：
    15.7
  • 作者：
    Siyu Zhang;Jingwen Chen;Yu Wang;Xiaoxuan Wei
  • 通讯作者：
    Xiaoxuan Wei
Photochemical behavior of antibiotics impacted by complexation effects of concomitant metals: a case for ciprofloxacin and Cu(II).
抗生素的光化学行为受伴生金属络合效应的影响：以环丙沙星和 Cu(II) 为例。
  • DOI：
    10.1039/c5em00204d
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Environmental Science: Processes & Impacts
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Siyu Zhang;Yingjie Li;Yifei Zhang;Hongbin Xie
  • 通讯作者：
    Hongbin Xie
Probing the Stereochemistry of Successive Sulfoxidation of the Insecticide Fenamiphos in Soils
杀虫剂苯线磷在土壤中连续磺化反应的立体化学探讨
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Xiyun Cai;Weina Xiong;Tingling Xia;Jingwen Chen
  • 通讯作者：
    Jingwen Chen

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其他文献

水体中2,6-二溴酚光降解行为研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    环境科学与技术
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    --
  • 作者：
    姜菁秋;谢晴;陈景文;全燮
  • 通讯作者：
    全燮
基于密度泛函理论模拟单壁碳纳米管对五种核酸碱基的吸附
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    环境化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈广超;李雪花;王壮;陈景文
  • 通讯作者：
    陈景文
计算研究取代基对仲胺与CO2反应动力学过程的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    环境化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谢宏彬;王攀;陈景文
  • 通讯作者：
    陈景文
酰胺类农药在白洋淀典型农田土壤上的吸附行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    湖南科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蔡喜运;边海涛;李斐;陈景文;刘萍
  • 通讯作者：
    刘萍
L-半胱氨酸对酰胺类除草剂的离体脱氯反应与机制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国环境科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    夏春龙;陈景文;蔡喜运;LI Ang; ZHANG Yu; XIA Chun-long; CHEN Jing-wen; CA
  • 通讯作者：
    CA

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陈景文的其他基金

化学品环境暴露行为的计算毒理学研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    310 万元
  • 项目类别：
环境大数据机器学习建模：机遇与挑战
  • 批准号：
    22136001
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    9 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
新兴污染物HO-PBDEs在水相中的环境光化学活性
  • 批准号：
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  • 批准年份：
    2009
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    38.0 万元
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    面上项目
应用线性自由能关系研究溶剂对多环芳烃光解的影响
  • 批准号：
    20777010
  • 批准年份：
    2007
  • 资助金额：
    28.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
应用松针和多介质环境模型研究持久性有机污染物污染
  • 批准号：
    20377005
  • 批准年份：
    2003
  • 资助金额：
    22.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
多环芳烃在松针表面上的光化学行为研究
  • 批准号：
    20277003
  • 批准年份：
    2002
  • 资助金额：
    22.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
芳径类有机污染物光解行为的定量结构-性质关系研究
  • 批准号：
    29807001
  • 批准年份：
    1998
  • 资助金额：
    12.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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