系列表面功能化量子点与线粒体相互作用机理研究

基本信息
批准号:21203035
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:肖琦
学科分类:
依托单位:南宁师范大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨剑,黄珊,刘顺珍,周泉,钱全全,刘利锋
关键词:
线粒体热动力学作用机理量子点
结项摘要

The biological effects of surface functionalized nanomaterials such as quantum dots (QDs), is solved one of the topics at the forefront. In this project, the multiple functionalized QDs are selected as the object of research and the mitochondria isolated from rat liver are used as biological models. The thermodynamics and dynamics properties of their interaction are investigated by using oxygen electrode, modern microcalorimetric technique, transmission electron microscopy, spectroscopic methods and biochemical analysis techniques. The influence of mitochondrial metabolism and its mechanisms, which affected by QDs with different surface modification, particle size and shell, are investigated systematically on the structure and function. The dynamic changes in mitochondrial morphology are observed by microscopic method and the changes in mitochondrial function are also analyzed microscopically. The variation rules of mitochondrial membrane permeability hole MPT, mitochondrial ion channel transport, the activity of main enzymes together with the release of cytochrome C, are investigated completely and the apoptosis factors by QDs or other nanomaterials are further explored from the perspective of mitochondrion. The mechanism of QDs biological effects are further understood and novel method of QDs biological effects are developed. These will provide quantitative data and theoretical basis for design of QDs with low-toxicity and high biocompatibility and for application of QDs in biomedical fields.

表面功能化量子点等纳米材料的生物效应是当前亟待解决的前沿课题之一。本项目以前期开发的系列表面功能化量子点为主要对象,将宏观和微观研究手段相结合,采用氧电极、微量热、透射电镜、光谱学和生化分析技术,从热动力学角度出发,在亚细胞水平上,从结构和功能上系统研究不同表面修饰、粒径大小和不同壳层包覆量子点对线粒体代谢动态过程的影响及其机制;采用显微手段观察线粒体形态结构的动态变化,从微观上解析线粒体功能变化;研究线粒体膜渗透孔MPT、线粒体离子通道转运、主要功能酶活性及细胞色素C释放的变化规律,从线粒体层面进一步探讨量子点等纳米材料诱导细胞凋亡成因;从结构和功能上,深化对量子点生物效应机制的认识,从宏观到微观建立量子点生物效应研究的新方法,为低细胞毒性、高生物相容性量子点等纳米材料的设计及其在生物医学领域的深入应用提供定量数据和提供理论依据。

项目摘要

表面功能化量子点等纳米材料的生物效应是当前亟待解决的前沿课题之一。本项目合成了高质量不同表面修饰(巯基丙酸、巯基乙胺、N-乙酰-L-半胱氨酸和血清白蛋白等)、不同壳层包覆及不同粒径大小的量子点,利用微量热技术深入研究各类量子点对线粒体代谢的影响,并对相应的谱图进行热动力学分析,计算其动力学参数(如代谢过程的焓变、代谢速率常数、代谢激活能等),同时借助显微技术和生化分析技术探讨了量子点对线粒体代谢影响的内在机理,采用显微手段观察线粒体形态结构的动态变化,从微观上解析线粒体功能变化;研究了线粒体膜渗透孔MPT、线粒体离子通道转运、主要功能酶活性及细胞色素C释放的变化规律,从线粒体层面进一步探讨量子点等纳米材料诱导细胞凋亡成因,实验结果发现,量子点可以抑制线粒体呼吸酶的活性、增大线粒体内膜氢、钾离子的渗透性、导致线粒体发生渗透转换过程。这些结果可促使人们在亚细胞层面上对量子点的生物效应有更全面的认识。本项目从结构和功能上,深化对量子点生物效应机制的认识,从宏观到微观建立量子点生物效应研究的新方法,为低细胞毒性、高生物相容性量子点等纳米材料的设计及其在生物医学领域的深入应用提供定量数据和理论依据。该项目的相关研究工作共发表SCI源刊论文12篇,其中影响因子>3.0的7篇,获授权国家发明专利1项。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
2

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
3

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
4

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
5

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019

相似国自然基金

1

SiO2包覆荧光量子点的表面控制与表面功能化研究

批准号:51302106
批准年份:2013
负责人:张爱玉
学科分类:E0207
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

量子点与线粒体相互作用热动力学及其机制

批准号:21303126
批准年份:2013
负责人:蒋风雷
学科分类:B0303
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

银纳米结构表面等离子体与半导体量子点耦合相互作用研究

批准号:11004108
批准年份:2010
负责人:龚红梅
学科分类:A2206
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

表面配体功能化和可控聚合构建高效稳定CsPbX3量子点及其发光性能调控

批准号:51802254
批准年份:2018
负责人:潘爱钊
学科分类:E0207
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目