水环境中黑磷的降解在其与生物膜相互作用中的影响机制

基本信息
批准号:21906176
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:曾丽
学科分类:
依托单位:中国科学院生态环境研究中心
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
降解黑磷环境暴露生物膜理化性质
结项摘要

In recent years, novel two-dimensional black phosphorous nanosheets (BPNS) have shown potential application prospects in various fields. The potential toxic effects caused by their mass production and use have attracted amounts of attention. Studies have shown that BPNS can activate the inflammatory response and cause tissue damage. However, research on the biological effects of BPNS is in its infancy, and its molecular mechanism is still unclear. BPNS can slowly degrade to form soluble phosphorus products in the water environment, and its physical and chemical properties such as size, active site and surface composition will also change. Therefore, the main contributions of this project are : (1) Revealing how the physicochemical properties of BPNS changes during the degradation process in water environment, and identifying the types and contents of soluble phosphorus (such as various phosphates) produced during the degradation of BPNS; (2) Through the construction of pattern membrane, the molecular mechanism of the interaction between newly prepared BPNS and biomimic membranes was studied by molecular biology; (3) Combined with the analysis results of physicochemical properties, by using the biomimic membrane and typical cell models, revealing the changing rules of the interactions between black phosphorus and biomembranes at the molecular and cellular levels and studying the effect of soluble phosphorus on those interactions during the degradation of black phosphorus. This project will provide a theoretical basis for the research of the stability of black phosphorus, modification of black phosphorus and its molecular mechanism of interaction with biomembranes.

近年来,新型二维黑磷纳米片(BPNS)在各个领域都显示出潜在的应用前景。其大量生产和使用导致的潜在毒性效应已经受到了广泛的关注。研究表明,BPNS可激活炎症反应并导致组织损伤。然而,关于BPNS的生物效应研究正处于起步阶段,其分子机制尚不明确。BPNS在水环境中可发生缓慢降解生成可溶性磷产物,其尺寸形貌、活性位点和表面组分等理化性质也会发生变化。因此,本项目拟(1)揭示BPNS在水环境降解过程中的理化性质变化规律,鉴定BPNS降解过程中产生的可溶性磷的种类及含量;(2)构筑生物模拟膜,以分子生物学手段研究BPNS与生物膜相互作用的分子机制;(3)结合黑磷降解过程中的理化性质变化分析结果,利用生物模拟膜和典型细胞模型在分子和细胞水平上揭示黑磷降解过程中与生物膜的相互作用变化规律,研究可溶性磷对其与生物膜相互作用的影响。本项目将为黑磷的稳定性、黑磷的改性及其与生物膜的作用机制提供理论依据。

项目摘要

黑磷作为一种新型的二维纳米材料,其优异的物理化学性能使其在生物、能源、信息、医疗等领域均具有广泛的应用前景,但其生物效应研究尚处于起步阶段。本项目通过化学分析与生物毒理结合技术,研究黑磷在水环境中降解的理化性质变化,探索黑磷与生物膜、细胞的相互作用机制与效应。本研究取得的主要成果包括:(1)建立了黑磷降解研究方法,明确了黑磷降解的产物及比例,为研究黑磷的水生毒性效应提供基础;(2)成功构筑了仿生生物膜,为研究黑磷与生物膜的相互作用机制打下基础;(3)明确了黑磷对RAW细胞的形态、活性及氧化应激效应的影响,为研究黑磷的生物毒性提供数据支持。截止2022年底,本项目在Chem(IF 25.832)发表论文1篇,以第三完成人获得中国分析测试协会科学技术奖特等奖1项。

项目成果
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暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

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