化学化工学院
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泰山学者王宗花学科团队
2016-04-13 09:01   审核人:

                        2015获批泰山学者特聘专家

 一、 泰山学者:王宗花

 

教育及工作经历:

2001-2004:清华大学,分析化学,理学博士

1987-至今:青岛大学,化学化工学院,教授,博导

2005-2006:德国拜罗伊特大学化学系,访问学者

2011-2013:日本国立材料研究所碳材料研究室,客座研究员

2013-至今:山东省中日碳纳米材料合作研究中心,负责人

科研成果、项目、奖励:

Angew. Chem. Int. Ed., ACS Nano, Coord. Chem. Rev., Anal. Chem., Chem. Commun., Nanoscale, Biosens. Bioelectron.等国际学术刊物发表SCI论文149篇(IF>3论文67篇),论文被SCI他引超过1000次,单篇最高他引349次,授权中国发明专利54项。主持过国家自然科学基金4项,973子课题1项,及多项省部级以上课题。泰山学者,山东省有突出贡献的中青年专家,山东省高等学校重点学科(重点实验室)首席专家,山东省科学技术奖自然科学二等奖

联系方式

Email:wangzonghua@qdu.edu.cn13853219173@126.com,

Tel: 13853219173

二、泰山团队骨干

毕赛,博士,副教授,硕导,入选教育部新世纪优秀人才支持计划。

以第一或通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Anal. Chem., Chem. Commun., Nanoscale, Biosens. Bioelectron.等重要学术刊物上发表论文30多篇。

夏建飞,博士,副教授,硕导。

已在国际重要学术期刊Biosens. Bioelectron., Elctrochim. Acta, Clin. Chim. Acta, Chem. Commun.等上发表SCI研究论文31篇,授权国家发明专利5项。

王国明,博士,教授,硕导。

在化学和材料类国际重要学术刊物如Inorg. Chem., Dalton Trans., Cryst. Growth Des., CrystEngComm等上发表SCI研究论文40篇。

傅爱萍,博士,教授,硕导。

在J. Org. Chem., J. Phys. Chem. A/C, Org. Biomol. Chem.,等国际学术刊物上发表SCI收录论文42篇。

张晓东:博士,教授,博导。

在Carbobyd. Polym., Fuel, I&ECR, Dyes Pigm., J. Hazard. Mater.等本研究领域国内外核心学术期刊上发表论文126篇,授权国家发明专利17项,编写专著1部。

李悦:博士,教授,博导。

在海洋化学与环境化学研究方向发表论文60篇,主编专著1部。

三、研究背景

围绕国家及山东省“十二五”科技发展纲要重点领域开展研究工作,主要领域包括:1)新材料领域中新型纳米复合材料的制备及功能化研究;2)纳米分析化学在生化传感、生物医药、新能源及海洋环境领域的应用研究。王宗花教授及其研究团队一直致力于新型光/电功能纳米复合材料的制备、性质、功能化及应用研究,陆续报道了一系列新型光/电功能纳米复合材料及其制备/功能化的新方法,发展了基于此类新型纳米复合材料的化学分析新技术,并致力于化学和生物传感、药物传输、新能源、环境监测等重要领域的应用基础研究。近年来以光/电化学为基础,在纳米碳材料(如碳纳米管、石墨烯、碳量子点等)制备及其在人体疾病相关标志物快速、高灵敏光/电化学检测、电活性仿生界面构筑、生物单分子检测等方向积累了较多的研究经验,取得了一系列原创性的研究成果,并以发表研究论文、申请发明专利、参与学术报告等形式向社会公开,获得了较好的同行评价和社会效益。王宗花教授及其团队在新型光/电功能纳米复合材料的制备及应用领域具备了良好的工作积累,展现出优秀的研究能力,前期取得的研究成果有力地推动了纳米分析化学相关学科的快速发展。

近年来,王宗花教授及其研究团队在新型光/电功能纳米复合材料的制备及分析应用研究领域,尤其是纳米碳材料电分析化学及细胞纳米分析化学领域取得了优异的科研成绩,建立了单分子分析新技术,推动了高灵敏生化分析方法的发展,为生命分析领域的拓宽和深化提供了有力支撑。近五年来,王宗花教授及其研究团队在化学及相关学科国际重要学术刊物(如Angew. Chem. Int. Ed.Coord. Chem. Rev.Chem. Sci.、Anal. Chem.NanoscaleChem. Commun.Chem. -Eur. J.Biosens. Bioelectron.)上发表SCI论文150余篇,其中ESI数据库高被引论文7篇,论文他引超过1000次;申请国家发明专利60余项,已授权54项。

以王宗花教授为第一或通讯作者的研究论文近100篇,研究成果受到国内外同行的广泛关注。王宗花教授曾率先采用碳纳米管改性的化学修饰电极用于电分析领域(Analyst,2002,127, 653-658),该项研究工作已被他引近350次;首次提出将单壁碳纳米管用作毛细管电泳的分离介质(Electrophoresis, 2003,24, 4181-4188),该论文被他引近80次;在石墨烯基纳米复合材料用于膜材料、环境检测与水处理领域的原创性研究工作(Desalination, 2012,299, 50-54;Talanta, 2012,101, 388-395;Journal of Separation Science, 2013,36, 1834-1842),已累积被他人引用超过100次。王宗花教授已受邀在国内学术会议上作邀请报告几十余次,担任多家重要学术期刊的审稿人,国家级和省部级科研项目的评审人,获泰山学者,山东省有突出贡献的中青年专家、山东省第七届齐鲁巾帼发明家,等称号,获山东省自然科学二等奖(2014)、青岛市科学技术奖自然科学二等奖(2010)、山东省高等学校优秀科研成果一等奖等多项科研奖励。

四、近几年的工作思路

在前期研究工作的基础上,团队将在纳米分析化学岗位上继续坚持科研与教学相结合,面向国家重大发展战略需求和国际科学与技术前沿,在本学科领域开展原创性、理论与实践问题研究以及关键技术领域的科技攻关,力争取得具有标志性和拥有自主知识产权的研究成果。将凝练纳米分析化学学科领域的科学问题,致力于组建一支高水平、年轻化、具有活力的科研创新团队,加强与国内外相关单位的合作,深入开展与生命科学密切相关的纳米分析化学及交叉学科的科学研究,力争在光/电功能纳米复合材料制备、性能及功能化、分子识别与传感、新能源、药物传输及环境监测等研究方向形成各具特色并协同攻关,建立本领域国内领先的优质科学研究平台。

拟采取的技术路线如下图所示:

(1)通过分析化学、生命科学、纳米技术及纳米材料等多学科交叉,开展纳米生物传感的创新基础研究

➢ 将化学、生命科学、材料科学及纳米科学等学科最新研究成果与生物分析方法、生物传感相结合,发展新型检测原理、传感机制和分析装置。

➢ 围绕化学生物信息获取技术的重要基础性问题,针对纳米生物传感界面的微观可控性、分子识别特异性、信号转换与放大机理等关键科学问题,以界面材料的可控制备为基础,以界面构建与分子识别、信号转换及放大技术为主题,系统研究多类可用于界面构建的纳米复合材料的制备及功能化。

➢ 基于不同传感原理(包括电化学检测、荧光检测、电致化学发光等)构建高性能传感界面、适体识别、核酸杂交、免疫反应、超分子作用力及分子印迹等各类化学生物分子识别作用,表面杂交伏安分析、膜电位改变、压电质量变化、荧光调制及表面等离子共振吸收耦合等各类信号转换方法,酶催化、滚环复制、多重信号叠加及超级三明治结构等信号放大技术。

➢ 发展有创新性、有特色、高灵敏高特异性的纳米生物传感方法,制备性能稳定可靠且能实用的传感材料、器件及装置,并阐明界面材料可控制备机理、界面上生物分子的构-效关系和信号转换传递及放大机理等重要科学理论问题。

(2)面向生物医药、新能源、海洋环境等科学技术重大需求,开展纳米技术及纳米材料在民生科技、能源环境等领域的应用基础研究

➢ 疾病预测及诊断是关系国计民生的重大问题,本团队计划利用纳米生物传感基础研究和传感装置构建创新方面的优势,系统性地开展利用纳米生物传感进行重大疾病早期诊断、传染病筛查的应用基础研究。

➢ 研究血液中超低浓度癌细胞的检测,早期肿瘤标志物的高灵敏检测,DNA甲基化、蛋白质糖基化异常的特异性检测、细胞水平多种标志物的实时原位动态检测及生化毒素分析等。

➢ 研究有望对疾病临床诊断及机理研究、药物筛选和评价起到启示作用,具有较好的临床应用前景,并可以此为基础开展疾病诊断仪器及药物筛选仪器的研发,将化学生物在临床诊断领域的应用潜力变成现实。

➢ 能源是国民经济的重要物质基础,燃料电池及超级电容器研究是国家科技中长期发展规划中的重要研究方向和急需开拓的尖端高新技术。本团队计划利用纳米材料制备与性能研究方面的工作基础,开展直接甲醇燃料电池及大容量石墨烯超级电容器的基础研究与实际应用。具体包括铂/层状双金属氧化物-石墨烯插层结构复合催化剂的制备及复合催化剂的有序化插层、多级孔道结构及铂微观电子特性的调控;储能密度可达到100 Wh/kg以上,比现有技术提高10-20倍,可用于新能源汽车的石墨烯超级电容器的制备等。研究具有重大的科学价值及很好的工业应用前景。

➢ 海洋环境与蓝色经济发展密不可分,本团队计划利用纳米生物传感基础研究和传感装置构建创新方面的优势,系统性地开展利用纳米生物传感与生物成像技术进行海洋污染物检测的应用基础研究。具体包括海洋赤潮毒素早期监测与定量检测,痕量重金属污染检测,多环芳烃类污染物萃取及高灵敏检测等。研究成果有望为海洋环境科学的前沿问题研究提供高灵敏、高特异、快速简便的研究方法,为海洋环境保护等国计民生重大问题的解决提供直接、有效的现场分子检测技术。

(3)采用化学、材料学、生物学及医学等多学科的研究方法,构建基于光/电功能纳米材料及其复合物的药物传输体系,致力于新型、低毒、高效、多功能药物制剂临床开发的基础研究

➢ 靶向传输和释放抗癌药物可有效降低对健康组织的毒副作用,同时提高癌症治疗的效率,因此发展高效的抗癌药物载体就显得尤为重要。将采用化学方法制备出高质量的光/电功能纳米材料及其复合物,采用层层自组装、表面吸附及沉积等技术构建基于功能纳米材料的有机/无机复合材料,然后采用分子间作用力、静电吸附及化学偶联等方式与抗癌药物结合形成药物载体。

➢ 本研究团队重点致力于具有主动(如叶酸受体、抗体、酶等)靶向、被动(如磁场)靶向、荧光示踪功能(如量子点成像)、核磁成像(如纳米Fe3O4成像)、控制药物释放(如光照、温度、pH等)及光/电化学原位检测等功能的药物传输体系制备研究、性质及应用。所制备的载体材料要求在组成、结构和形态上具有新颖性,且具有低毒性和较小的尺寸(小于100纳米);所制备的药物载体要求执行高度可控的药物释放过程(优选近红外光控释放或多重释放机制相结合);采用成像技术对药物载体在生理系统中的传输和药物释放过程进行原位示踪,实时监测药物载体的靶向传输过程和药物释放性能。

➢ 通过以上研究工作,致力于开发出集低毒性、高效性及多功能性于一体的新型抗癌药物载体制剂,并应用于相关活体小动物的实验研究,证实其实际应用价值,在此基础上建立此类新型抗癌药物载体制剂临床开发的研究基础。

拟突破的关键技术:

(1)探索具有良好稳定性、传导性等优异性能的纳米复合材料的可控制备路线;揭示纳米结构界面对功能的影响。

(2)发展生物分子在纳米界面上的可控组装方法;揭示生物分子在纳米界面上的取向与生物功能的关系;探讨不同信号转换与信号放大体系中电荷传递、离子扩散、荧光调制等的规律及原理。

(3)甲醇燃料电池复合催化剂的可控制备及复合催化剂的有序化插层、多级孔道结构及铂微观电子特性的三位一体化调控;具有褶皱及纳米孔道和纳米空穴结构,可富集大量电荷的石墨烯复合材料的制备,进一步提高超级电容器的能量密度及功率密度。

(4)基于碳纳米材料制备具有靶向性和可示踪性的荧光成像探针及药物载体,用于抗肿瘤药物的负载与释放,以期实现单分子、单细胞分析;致力于具有集多重靶向和多重药物释放机制的抗癌药物载体的设计、制备与应用研究,建立新型抗癌药物载体制剂临床开发的研究基础。

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