地区：上海市 宝山区
关键词：湖南师范大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004218
成果描述：
| 该项目属于电化学和电化学分析等学科基础研究范畴，主要研究黑色素仿生材料和电化学电极的功能性修饰，历时12年(2003-2014)。核外电子运动问题，如电子能级跃迁、弱的电子相互作用、强的电子相互作用和完全的电子得失，是化学学科的一个核心科学问题，也是物质基础为分子/离子/原子等的生物学和材料科学等化学下游学科的重要科学问题。电化学电极是研究价电子运动的重要实验平台。创新和丰富电极功能性修饰材料和方法，调控电极溶液界面电子转移及电催化(或化学催化、生物催化)行为，据此研究物质相互作用和化学反应，有助于电化学和电分析化学学科的发展，也对深入认识核外电子运动行为这一化学学科全局问题具有意义，并为环境、能源、材料、生物医学等学科领域所关注。黑色素是一种生物色素，存在于皮肤、头发、眼睛等部位，能决定肤色，与雀斑、白癜风和黑色素瘤病理密切相关。天然黑色素有三种，其中真黑素最为常见，其生物内源合成机制涉及酶催化酪氨酸氧化生成L-多巴及进一步的氧化/聚合等过程。真黑素也与粘附力极强的贻贝粘附蛋白具有结构和功能相似性。神经递质多巴胺与L-多巴具有类似结构。课题组采用电化学方法，创制了多巴胺聚合物等黑色素仿生材料，提出了聚合机理，发现多巴胺聚合物是极佳的酶固定新基质和电极修饰新材料，应用性能优异。迄今，聚多巴胺为主题的SCI记录已有约1400条，该项目的多巴胺聚合物研究为其源头工作，具有开拓性。在国家自然科学基金资助下，由项目完成人作为第一或通讯作者，在Energ. Environ. Sci.(SCI IF=20.523), Adv. Funct. Mater.(IF=11.805)和Chem. Commun.(IF=6.834)等SCI期刊发表论文125篇(其中期刊SCI影响因子＞10的论文3篇、＞5的论文31篇；代表性论文6和主要论文9入选ESI高被引论文，即分别名列材料科学和化学全球前1%)，20篇主要论文在Science等刊SCI他引951次，8篇代表性论文SCI他引415次。国家发明专利授权1项。为《高速发展的中国化学》撰写了相关章节，多次在国际国内学术会议上做邀请报告。部分成果曾获中国侨界贡献奖和入选全国百优博士学位论文提名论文，第一完成人入选湖南省芙蓉学者计划(特聘教授)和湖南省121人才工程第一层次人选。主要创新点简述如下：创制了多巴胺聚合物材料，提出了聚合机理，是聚多巴胺这一黑色素仿生材料研究的源头工作。美国西北大学Messersmith教授课题组在其研究论文(Science，2007，318，426)中，两处引用了课题组的工作，肯定了课题组工作的开拓性和关于多巴胺聚合物材料性能优异的观点。建立了测量固定化酶比活性的新方法，据此显著改善了生物电化学装置的性能；提出了实时监测细胞贴壁应力的压电传感新方法，有助于深入认识细胞力学行为和发展细胞器件。基于新材料新方法，构建了多种新型修饰电极，显著改善了电化学装置在能源、催化和检测方面的应用性能。 |
