多酸基准三维手性界面的构筑及其对细胞行为的调控

基本信息
批准号:21604019
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:马英一
学科分类:
依托单位:哈尔滨理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张文龙,梁月,史培建,李月,单毓玲
关键词:
多酸细胞行为手性界面准三维超分子自组装
结项摘要

The construction of chiral interface and the investigation of its effect on the behavior of biological molecules (such as DNA and protein) and cells is one of the effective way to fully understand the chiral phenomena in nature and to realize their applications. This project adopts the bottom-up strategy, firstly, ordered porous films were prepared through the microemulsion method, meanwhile, the positively charged surfactant were on the inner surface of the pores based on supramolecular self-assembly process. Then using the polyelectrolytes as linker, chiral polyoxometalate can be assembled onto the inner surface of the pores based on electrostatic interaction, to prepare the inorganic quasi-three-dimensional chiral interface. The prepared chiral interface was used for cell adhesion and culture with different time to explore the effect of surface chirality on cell adhesion and other activities such as growth and proliferation. Furthermore, the mechanism of surface chirality on cell adhesion and other activities was elucidated through investigating the influencing factors which can affect the whole process. We hope that through the investigation of this project, we can expand the scope of applied range of polyoxometalate in biology, accelerate the study of chiral mechanism, provide novel ideas for the interpretation of national chiral phenomenon, and then promote the applications of chiral interface in biology, medicine and related fields.

手性界面的构筑及其对生物分子(如DNA和蛋白)和细胞等行为的影响研究是充分认识自然界的手性现象并且实现其应用的有效途径之一。本项目采用自下而上(bottom-up)的组装策略,首先利用简单有效的微乳液滴模板法,基于超分子自组装过程,制备孔洞内壁负载正电荷表面活性剂的准三维有序多孔膜。然后以聚电解质作为连接剂,通过静电相互作用将不同手性的多酸组装到孔洞内壁,进而制得具有不同手性的无机型准三维手性界面。利用制得的手性界面进行细胞粘附和不同时间的细胞培养实验,研究不同的界面手性对于细胞粘附、生长和增殖等行为的影响。最后,通过研究细胞在手性界面上粘附、生长和增殖过程中相关因素的影响,阐明界面手性对于细胞粘附等行为的影响机理。我们希望本项目的研究能够拓展多酸的生物应用范围,加速手性作用机理的研究进程,为自然界手性现象的解释提供新思路,进而促进手性界面在生物、医药等相关领域的应用。

项目摘要

手性界面的构筑及其对细胞行为的影响研究对于自然界中手性现象的解释和新型生物材料的开发具有重要的指导意义。本项目中,利用简单方便的水滴模板法,基于超分子自组装过程,制备得到孔洞内壁负载有带电荷表面活性剂的准三维有序多孔膜,然后利用静电相互作用将左旋、右旋和消旋的多酸组装到孔洞内壁,进而制备得到具有不同手性的多酸基准三维手性界面,通过调节制膜条件如温度、湿度、聚合物的种类和浓度、表面活性剂的种类和浓度以及浇筑量等,可实现对多孔膜结构的方便快速调节,进而制备适合于不同尺寸和形状的细胞的手性界面;上述准三维手性界面的手性可强烈影响大肠杆菌的粘附和增殖,手性尤其是L型手性界面有利于大肠杆菌细胞的粘附和增殖,而消旋界面对于细胞的粘附和增殖具有抵抗作用,进而实现抗菌的效果;通过研究牛血清白蛋白在手性界面上的吸附以及不同手性多酸与蛋白之间的相互作用,初步断定以上手性调节的细胞行为是基于手性多酸与蛋白之间的立体选择性相互作用,即蛋白调节的过程;通过与二维平面手性界面的结果对比可证实准三维孔洞结构对于手性识别效果的放大作用;此部分研究工作证实了多酸手性在生物材料中的重要作用,拓宽了多酸的生物应用范围,并且为细胞行为调控提供了新方法,对手性界面在生物、医药等相关领域的应用具有重要的促进作用。此外,以聚酰亚胺作为聚合物可制备得到具有优异介电、抗湿和机械性能的多孔薄膜,将此薄膜与手性多酸结合有望制备可应用于某些潮湿或者封闭环境中的抗生物淤积电缆材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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