仿生自驱动多腔室胶体马达的构筑及其运动机理研究

基本信息
批准号:21802028
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:吴英杰
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:纪禹行,张红玥,宋健民,李泽生
关键词:
可控组装自驱动胶体马达功能组装体组装热力学
结项摘要

Colloid motor is an ideal carrier based on its controllable self-driving properties for loading, transport and release of drugs. To address the need for active targeted drug delivery in precision medicine, designing and manufacturing multiple compartments colloid motors with different internal structures which can achieve a combination therapy of loading different functional drugs into one cavity has become a new technical challenge. Based on the previous research on nanomotor and focus on the limitation of the existing single compartment nanomotor which with difficult surface modification and the single load performance, this project imitates the basic structure and functional unit of cell to prepare new multicompartmentalized colloid motors by microfluidics technology. The research contents mainly include: by designing artificial divider structure inside the motor, different functional molecules can be introduced into different compartments of micromotor individually to realize the selective function of the area; analyze the motor's motion behavior, clarify the self-driven motion mechanism and realize the accurate artificial control of the motor's motion behavior; the motor can be used for the diagnosis and treatment of targeted cancer treatment. Above all, this project will provide the theoretical basis and technical support for the application of artificial micro-nano motors in biomedicine and open a new era of precision medical treatment through artificial intelligence.

胶体马达基于其可控的自驱动性能可作为理想的载体用于药物的装载、运输与释放。面向精准医疗中主动靶向给药的需求,为了整合不同的功能单元至同一载体中实现联合治疗,如何设计制备具有多腔室结构的胶体马达成为新的技术挑战。本项目在申请人前期胶体马达研究的基础上,针对现有单腔室马达制备技术复杂,装载性能单一的局限,以生命现象的基本结构和功能单位细胞为模拟对象,利用微流控技术制备酶驱动多腔室胶体马达。具体内容包括:通过在马达内部设计分腔室人造区隔化结构,将不同的功能分子和结构引入马达腔内,实现区域选择性功能化;通过分析马达的运动行为,阐明自驱动运动机理,实现多腔室胶体马达主动运输行为的精确人为控制;开展面向靶向给药癌症治疗的体外应用示范研究。本项目将为人造胶体马达在生物医学领域的应用提供理论基础和技术支持,通过人工智能开启精准医疗新时代。

项目摘要

胶体马达基于其可控的自驱动性能可作为理想的载体用于药物的装载、运输与释放。面向精准医疗中主动靶向给药的需求,为了整合不同的功能单元至同一载体中实现联合治疗,如何设计制备具有多腔室结构的胶体马达成为新的技术挑战。本项目在申请人前期胶体马达研究的基础上,针对现有单腔室马达制备技术复杂,装载性能单一的局限,以生命现象的基本结构和功能单位细胞为模拟对象,利用微流控技术制备酶驱动多腔室胶体马达。具体内容包括:通过在马达内部设计分腔室人造区隔化结构,将不同的功能分子和结构引入马达腔内,实现区域选择性功能化;通过分析马达的运动行为,阐明自驱动运动机理,实现多腔室胶体马达主动运输行为的精确人为控制;开展面向靶向给药癌症治疗的体外应用示范研究。经过三年的执行,围绕上述问题,我们开展了多项研究工作。本项目组已经在胶体马达合成、运动行为与运动机理探讨方面取得了突破性进展,产生了许多未预期的新成果。部分结果已在Angewandte Chemie-International Edition、Materials Chemistry Frontiers、Sustainable Energy Fuels等国际重要期刊上发表。项目执行期间共培养毕业硕士研究生4名,培养在读硕士研究生4名,在读博士研究生1名,作为副导师指导在读博士研究生2名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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