多功能纳米模拟酶组装体设计合成及其用于活性氧自由基信息检测研究

基本信息
批准号:61571426
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:任湘菱
学科分类:
依托单位:中国科学院理化技术研究所
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐芳琼,马铭,史海堂,龙丹,刘熹,柴倩倩,汪顺浩
关键词:
敏感新机理光学生物传感器生物活性检测新型敏感材料酶传感器
结项摘要

The reactive oxygen species (ROS) are closely related to human aging and disease. The detection of ROS in organism is helpful to study the occurrence, development, principles and mechanisms in most of the disease and evaluate the action principles and effect of drugs and methods of treatment. And then effective elimination of ROS in organism would reduce the risk of illness or the development process of the disease, and help to improve the quality of human survival and ultimately extend human life. According to the demand of novel sensitive materials in the biochemical information, the biological enzyme is replaced by the nano enzyme mimics with high catalytic activity, stability, and economic in this project. A series of multifunctional nanoassemblies with enzyme mimics and fluorescence probes performance are synthesized by using simple, convenient, liquid phase methods with low biological toxicity. The stability, activity and optical properties of the enzyme mimics and fluorescence probes could be optimized and improved. The performance of the enzyme mimics with the same enzyme activities of enzymes used in the ROS detection could be modified through changing the type, size, morphology, structure and surface charge of the nanoparticles. The function of carrier and modifying materials in the formation and activities improvement of enzyme mimics and fluorescence probes will be intensively researched. The ROS detection system will be constructed with the multifunctional nanoassemblies and the performance and mechanism in the system with different multifunctional nanoassemblies will also be discussed. The ROS detection in the serum and cells will be studied preliminarily. This project will make a basis of research and experimentation for the study of the ROS detection in organism.

活性氧自由基(ROS)与人类的衰老和患病息息相关,检测机体中的ROS量值,有助于研究疾病发生、发展的原理和机制,评价治疗药物、方法的作用原理和效果,减少机体患病几率,延缓疾病发展进程,提高人类的生存质量并延长人类寿命。为顺应生化信息领域对新型敏感材料的需求,本项目以催化活性高、稳定、经济的纳米模拟酶替代生物酶,采用工艺简单,操作方便,生物毒性低的液相合成技术,构建同时具有模拟酶和荧光探针性能的多功能纳米组装体,优化提高模拟酶和荧光探针的稳定性、活性和光学性能。通过对纳米颗粒种类、粒径、形貌、结构和表面电荷的调控,使其具有与ROS检测有关的生物酶活性和荧光性能。深入探讨载体和修饰材料在模拟酶和荧光探针合成和性能改善中所起的作用。构建ROS检测体系,探讨不同组装体在检测体系中的性能和作用原理。初步实现多功能组装体对血清和细胞中ROS的在位检测,为研究机体ROS的检测提供实验依据和奠定理论基础。

项目摘要

活性氧自由基(ROS)与人类的衰老和患病息息相关,检测机体中的ROS量值,有助于研究疾病发生、发展的原理和机制,评价治疗药物、方法的作用原理和效果,减少机体患病几率,延缓疾病发展进程,提高人类的生存质量并延长人类寿命。为顺应生化信息领域对新型敏感材料的需求,本项目以催化活性高、稳定、经济的纳米模拟酶替代生物酶,采用工艺简单,操作方便,生物毒性低的液相合成技术,优选合成出发红色荧光的金团簇,发现它们同时具有类辣根过氧化物酶(HRP)的活性。合成出发蓝色光的碳量子点,发现它们具有类超氧化物歧化酶(SOD)的活性。以这两种新型材料为基础,构建同时具有模拟酶和荧光探针性能的多功能纳米组装体,优化提高模拟酶和荧光探针的稳定性、活性和光学性能。通过对纳米颗粒种类、粒径、形貌、结构和表面电荷的调控,使其具有与ROS检测有关的生物酶活性和荧光性能。深入探讨载体和修饰材料在模拟酶和荧光探针合成和性能改善中所起的作用,构建ROS检测体系。初步实现多功能组装体对血清和细胞中的检测,为研究机体ROS的检测提供实验依据和奠定理论基础。在项目获得资助以来,已发表学术论文12篇,其中在国际权威杂志Nanoscale, Biomaterials, Sensor Actuat B, Sci. Bull.等杂志发表SCI收录论文12篇。授权国家发明专利5项,申请3项;培养硕士3名,另有一名在读硕士;参加国际国内学术会议3次。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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