具体研究方向

生物医学传感分子工程:通过化学键的剪裁和重组,以及超越分子层次的非共价作用和组装,化学创造和构建了一个全新的世界,为其他学科的创新研究和快速发展提供了知识基础和物质保障。纵观近年来化学学科的发展,化学正在不断的走向精准化。为此,本课题组以二甲硫醚烯烃基元分子的精准合成为出发点,通过原理和技术创新,开发新型化学反应,率先构建了茚酮烯光致发光分子平台。在此基础上,探索了动态调控的功能材料体系,应用于荧光探针的开发、生物材料的合成、生物成像检测、以及靶向治疗等方面的研究,为开发新材料以及临床诊断和治疗提供多元化新思路。

 

方向1:荧光染料,荧光探针,光学标记,荧光成像,生物传感

技术:新型荧光染料开发;信号扩增体系构建;超分辨荧光探针开发

应用:细胞氧化还原平衡标志物检测;低浓度分析物信号扩增检测;糖分子检测和标记;生物应力可视化检测。

 

方向2:化学合成软物质功能材料(如水凝胶)开发及应用;

技术:动态共价键构筑可调控材料体系;拓扑结构转化材料;生物正交点击化学材料制备

应用:模拟细胞外基质,研究生物力学问题;细胞支架材料;

 

 

项目支撑

17. 大工精细化工国重室开放基金 (KF2301, 2024-2025) 

16. 陕西省博士后基金 (2024-2026,张慧)

15. 校青年拔尖人才项目B类 (2023-2029,谢磊)

14. 校教师自由探索项目(2023-,张慧)

13. 国家博士后基金面上 (2023-,张慧)

12. 陕西省自然科学基金青年 (2023-2025,张慧)

11. 小米青年学者 (2022)

10. 国科金面上 (22278330,2023-2026)

09. 校青年创新团队 (xtr052022012,2022-2024)

08. 国科金四青人才项目 (2021-2024)

07. 联合项目 (J202105020,2021-2023)

06. 国科金青年 (21907080,2020-2022)

05. JG火花课题 (JZ-202012047,2020-2021)

04. 陕西省自然科学基金面上 (2020JM-069,2020-2021)                               

03. 校青年拔尖人才项目A类 (SY6J003,2018-2024)

02. 校团队和人才支持青年教师跟踪B类 (xtr042019010,2019-2021)

01. 陕西省创新团队(2020TD-009HZ,2020-2022,参与)

分子识别和荧光传感

分子识别与荧光传感在化学工程与材料、生物医学等交叉学科领域有着广阔的应用前景,尤其在医学精准医疗、疾病早期诊断、生物环境检测等方向受到越来越多的关注。

Organic synthesis to prepare small molecules fluorescence probes that can be utilized to understand and exploit biological/environmental systems, mainly in the fluorescent detection of reactive oxygen and nitrogen species, carbohydrates, self-propagating cascades for the detection of nerve agents and combination of small molecular fluorescent probe with supporting materials, such as graphene oxide, porous silicon material, hydrogels. We proposed the strategy of selective detection of peroxynitrile over other reactive oxygen species by using boron-nitrogen interaction. Based on the traditional indicator displacement assay (IDA), we reported a new protocol for the selective detection of targets, referring to reaction-based indicator displacement assay (RIA). We also developed new approaches to auto-Inductive cascades for the optical sensing of fluoride/thiol: application in the ultratrace detection of phosphoryl nerve agents. And we explored and summarized the true mechanism by using nitrogen-boron interaction based fluorescent probe in the detection of saccharides. 

   1. Nat. Chem. 2019, 11, 768-778; 2. Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 9-38;3. Talanta 2021, 235, 122719; 4. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 2348–2354

5. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 129, 9650-9654; 6. Anal. Chem. 2023, In press.  

软物质功能材料

生物材料新技术:通过化学精准合成,开发软物质材料,利用动态共价键调控材料性能;水凝胶材料应用于细胞培养、药物释放;荧光水凝胶材料。

Based on dynamic covalent bonding, we are exploring new functional materials, such as hydrogels, plastics.

Chemically Triggered Synthesis, Remodeling, and Degradation of Soft Materials; 

Chemically Triggered Hydrogel Rearrangement through Covalent Adaptable Networks and Applications in 2D/3D Cell Culture;

 

  

1. JACS, 2020, 142, 3913-3922; 2. ACS Macro Lett. 2021,10, 901-906;

3. ACS Macro Lett. 2021,10, 1125-1131; 4. JACS, 2021, 143, 21622−21629;

5. Polymer Chemistry, 2022, 13, 922 - 928; 6. Aggregate. 2023, e295. DOI: 10.1002/agt2.295.