天津市生物传感与分子识别重点实验室

1.平台概况

21世纪的生命科学、环境科学、材料科学和能源科学等领域迫切要求分析化学发展各种新的测量和表征手段以解决其中的疑难问题。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)明确把生命过程的定量研究及全球环境变化监测列为今后需要着重发展的科学前沿及重点领域。随着人们对医疗卫生、食品安全、环境保护等问题的关注程度持续升温,其中很多问题的解决都十分仰赖于分析化学的发展。重点实验室立足于分析化学主流研究领域、国际前沿课题,瞄准国家中长期发展战略目标,结合天津市经济和社会发展的需要,开展生物传感与分子识别方面的创新性研究。

实验室成立于2014年,依托单位为南开大学化学学院。重点实验室是在南开大学分析学科和南开大学中心实验室的基础上发展起来的。南开大学分析化学学科始建于1952年,由陈天池等老一辈科学家创建,是国内较早建立的分析化学学科点之一。1952年,根据国家建设需要,创办了矿物分析专修班。1954年建立了分析化学专业,1958年正式在全国招收本科生。80年代至90年代,在史慧明、余仲建、戴树桂、沈含熙和何锡文教授等老一辈学科带头人领导下,本学科点分别于1981年和1990年被国务院批准为分析化学硕士和博士学位授权点。目前重点实验室主要从事分析化学新方法及应用的研究,包括三个研究方向:分离与富集、生物传感与成像以及化学计量学。研究覆盖了光谱分析、电分析、色谱分析和化学信息学等现代分析化学领域,并形成了与材料科学、生命科学和环境科学等多学科交叉的研究特色。2000年至今,先后承担“973计划”项目、“863计划”专项、国家重点研发计划课题项目、国家重点研发计划青年科学家项目、国家杰出青年基金、国家自然科学基金、天津市自然科学基金以及企业合作等项目,获国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖1项,天津市自然科学奖一等奖1项和二等奖2项,高等学校科学研究优秀成果奖自然科学一等奖1项,中国化学会分析化学基础研究梁树权奖1项、中国化学会青年化学奖1项和中国分析测试协会科学技术奖一等奖4项。重点实验室自成立以来在Nature Communications、Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Chemical Science、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie、Accounts of Chemical Research、Analytical Chemistry等国际知名学术期刊上发表文章。南开大学中心实验室于1995年4月通过国家质量技术监督局计量认证考核,为教育部高校中首批取得计量认证资质的高校测试中心,也是天津市最早且目前唯一的理化综合类具有计量认证资质的测试中心。多年来中心实验室一直开展对南开大学校内、天津市及周边地区的分析测试任务,并且与企业形成了良好的合作关系,解决了一些生产过程中的实际问题并承担企业合作项目多项。

重点实验室自成立以来,继续保持南开大学分析化学学科的科研方向以及南开大学中心实验室社会服务定位,形成了科学研究与社会服务并重的特色。实验室现有教授、研究员22名,副教授、副研究员5名,博士后、讲师5名,实验技术人员10人,硕博士研究生49人,其他教辅人员1名。

2.研究方向

(a)分离与富集

发展分离、富集的新材料、新技术和新方法,如发展分子印迹聚合物、半导体纳米粒子、磁性纳米粒子、金属-有机骨架聚合物(MOFs)、生物活性界面材料及色谱固定相材料,设计新的分子印迹技术、仪器联用技术等,以实现生物、环境及食物样品中生物活性分子及化学污染物的高效分离与富集。

(b)生物传感与成像

发展生物活性分子传感与生物成像的新型分子探针,设计合成新型的DNA分子探针、长余辉发光探针、近红外量子点探针及上转换纳米光学探针等多种光学、电化学及磁学探针,以实现生物活性分子的高灵敏度、高特异性传感检测与成像分析。

(c)化学计量学

发展复杂化学体系分析的新理论和新方法,将小波变换、免疫算法、独立成分分析等引化学领域,以建立新颖的分析化学信号处理方法和复杂信号建模方法,并在分析化学和实际工业生产中得到应用。同时,发展化学和生物体系的计算机模拟和新算法研究,建立高效的优化方法,以实现药物载体结合和药物传输过程的动力学模拟研究。

3.发展规划

经过未来5~10年的建设,将建成多学科交叉的生命、环境及食品分析等领域研究重点实验室和创新人才培养基地,建立集分离富集、信号传感及信号分析处理为一体的高水平研发平台,努力打造一支一流的、规范化和专业化的高水平研究团队,计划培养引进 “长江”、“杰青”2名,每人提供200平米科研用房;教授、研究员9名,每人提供100平米科研用房;副教授、副研究员6名,博士后、讲师12名,增招硕博士研究生50人。构建定位明确、层次清晰、衔接紧密的人才培养和支持体系,形成一批具有自主知识产权的科技创新成果,在生命、环境及食品等的分析化学研究领域达到国际先进水平。

为实验室的管理积累经验,为申请国家重点实验室打下基础,并为推动“天津化学化工协同创新中心”的发展贡献力量。进一步提高实验室的国内、国际影响力,为申请教育部创新团队或国家基金委创新团队打下良好地基础,并进一步巩固南开分析化学学科作为国家二级重点学科在国内的领先地位,为促进南开化学的全面整体发展作出贡献。在生命科学、环境保护及食品安全等领域切实解决一些人们关心的实际问题,为促进我国经济和社会的可持续发展及天津滨海新区的开发开放做出贡献。


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