科学院百人计划A类.DOCX

1、中国科学院“百人计划”A 类择优支持申请表申请人姓名: 张海元聘用单位: 中科院长春应化所联系电话: 0431-85262136传真: 0431-85262582电子邮件: 中国科学院人事局姓名 张海元 性别 男 出生年月 1975.12.25专业无机化学研究领域安全性纳米材料的设计聘任岗位 研究员 上岗时间 2013.12学习经历（从本科填起）起始时间 终止时间 单位 学位 专业1995.9 1999.8 山西大学化学系 学士 无机化学1999.9 2005.8 中科院长春应化所 博士 无机化学工作经历（准确到月份）起始时间 终止时间 单位 研究领域 专业技术职称2005.11 2007.1

2、0美国韦恩州立大学，医学院抗癌药物设计博士后2007.11 2009.2美国伦斯勒理工学院，生物技术与跨学科研究中心载药纳米材料的设计博士后2009.3 2013.11美 国 加 州 大 学 洛 杉 矶分 校 ， 加 州 纳 米 所安全性纳米材料的设计研究助理2013.12 至今 中科院长春应化所安全性纳米材料的设计研究员如内容较多，本栏目填不下时，可另纸接续（以下各栏目均如此）主要学术成就、科技成果及创新点（简要概括，不超过 500 字）申 请 人 在纳米材料的生物安全性研究领域做出了一系列开创性和前瞻性的研究工作，着重于在纳米-生物界面上理解纳米材料所引发生物效应的原因和机理，建立了多种纳

3、米材料的本证属性与其引发的生物活性之间的属性-活性关系，并对多种纳米材料实现了通过调节纳米材料的本证属性来控制其生物安全性，这一系列的研究为预测未知纳米材料的生物安全性及对当前危险性纳米材料进行安全性重新设计提供理论和实验依据。主要科技成果和创新点如下：1. 首次将能量匹配的概念引入到金属氧化物纳米材料的生物效应研究当中，阐述了纳米材料的能级结构与生命体系氧化还原能带相匹配是引发生物损伤的重要来源。2. 首次发现了杂交纳米材料的安全隐患，揭示了其表面形成的异质结能够在两侧费米能级差的驱动下形成大量表面自由基，极大的增加了纳米材料的生物损伤能力。3. 首次发现二氧化硅纳米材料表面不稳定三元环缺陷

4、能够极大的影响其生物安全性，对于二氧化硅纳米材料的泛滥应用提出警示。4. 首次发现同一种细胞在其不同的分化进程中即使对同一种纳米材料都会展现出显著不同的生物响应，阐明了细胞分化进程在研究纳米材料引发的生物效应中扮演者极为重要的角色。1-3 篇代表性论文（从事科研工作以来）作者排序 题目 期刊名称年份、卷期及页码1 PdO-doping Tunes Bandgap Energy Levels as well as Oxidative Stress Responses to a p-type Semiconductor Co3O4 in vitro and in vivoJournal of th

5、e American Chemical Society2014,135, 6406-64201 Processing pathway dependence of amorphous silica nanoparticle toxicity - colloidal versus pyrolyticJournal of the American Chemical Society2012, 134, 15790-158041 Use of Metal Oxide Nanoparticle Band Gap to Develop a Predictive Paradigm for Oxidative

6、Stress and Acute Pulmonary InflammationACS Nano 2012, 6, 43494368近 5 年发表主要论文或获批准专利情况作者排序 题目期刊或国际会议名称年份、卷期及页码1 PdO-doping Tunes Bandgap Energy Levels as well as Oxidative Stress Responses to a p-type Semiconductor Co3O4 in vitro and in vivoJournal of the American Chemical Society2014,135, 6406-64201

7、Processing pathway dependence of amorphous silica nanoparticle toxicity - colloidal versus pyrolyticJournal of the American Chemical Society2012, 134, 15790-158041 Use of Metal Oxide Nanoparticle Band Gap to Develop a Predictive Paradigm for Oxidative Stress and Acute Pulmonary InflammationACS Nano

8、2012, 6, 434943681 HighThroughput Transfection of Interfering RNA into a 3D Cell-Culture ChipSmall 2012, 8, 2091-21981 Positron Emission Tomography of Human Hepatocellular Carcinoma Xenografts in Mice using Copper (II)-64 Chloride as a TracerAcademic Radiology2012, 18, 1561-1568.1 Differential Expre

9、ssion of Syndecan-1 Mediates Cationic Nanoparticle Toxicity in Undifferentiated versus Differentiated Normal Human Bronchial Epithelial CellsACS Nano 2011, 5(4): 2756-27691 Gene Delivery in Three-Dimensional Cell Cultures by Superparamagnetic NanoparticlesACS Nano 2010, 4, 473347438 Surface interact

10、ions with compartmentalized cellular phosphates explain rare earth oxide nanoparticle hazard and provide opportunities for safer designACS Nano 2014, 8, 177-1834 Use of coated silver nanoparticles to understand the relationship of particle dissolution and bioavailability to cell and lung toxicologic

11、al potentialSmall 2014, 10,385-3985 Association rule mining of cellular responses induced by metal and metal oxide nanoparticlesAnalyst 2014, 139, 943-9539 Engineering an effective immune adjuvant by designed control of shape and crystallinity of aluminum oxyhydroxide nanoparticlesACS Nano 2013, 7,

12、10834-108499 Two-wave nanotherapy to target the stroma and optimize gemcitabine delivery to a human pancreatic cancer model in miceACS Nano 2013, 7, 10048-100655 Implementation of a Multidisciplinary Approach to Solve Complex Nano EHS Problems by the UC Center for the Environmental Implications of N

13、anotechnology.Small 2013, 9, 1428-14436 Zebrafish high-throughput screening to study the impact of dissolvable metal oxide nanoparticles on the hatching enzyme, ZHE1Small 2013, 9, 1776-17857 Nanomaterial Toxicity Testing in the 21st Century: Use of a Predictive Toxicological Approach and High-Throug

14、hput ScreeningAccounts of Chemical Research2013, 46,607-6215 Surface charge and cellular processing of covalently functionalized multiwall carbon nanotubes determine pulmonary toxicityACS Nano 2013, 7, 2352-2368.3 Codelivery of an optimal drug/siRNA combination using mesoporous silica nanoparticles

15、to overcome drug resistance in breast cancer in vitro and in vivoACS Nano 2013, 7, 994-10052 Development of structure-activity relationship for metal oxide nanoparticlesNanoscale 2013, 5, 5644-56533 Designed Synthesis of CeO2 Nanorods and Nanowires for Studying Toxicological Effects of High Aspect R

16、atio NanomaterialsACS Nano 2012, 6, 536653805 Pluronic F108 Coating Decreases the Lung Fibrosis Potential of Multiwall Carbon Nanotubes by Reducing Lysosomal InjuryNano Letters 2012, 12, 305030619 Surface Defects on Plate-Shaped Silver Nanoparticles Contribute to Its Hazard Potential in a Fish Gill

17、Cell Line and Zebrafish EmbryosACS Nano 2012, 6, 374537599 Dispersal State of Multiwalled Carbon Nanotubes Elicits Profibrogenic Cellular Responses That Correlate with Fibrogenesis Biomarkers and Fibrosis in the Murine LungACS Nano 2011, 5, 9772-978710 High Content Screening in Zebrafish Speeds up H

18、azard Ranking of Transition Metal Oxide NanoparticlesACS Nano 2011, 5, 728472957 Aspect Ratio Determines the Quantity of Mesoporous Silica Nanoparticle Uptake by a Small GTPase-Dependant Macropinocytosis MechanismACS Nano 2011, 5, 4434-44478 Use of a High-Throughput Screening Approach Coupled with I

19、n Vivo Zebrafish Embryo Screening To Develop Hazard Ranking for Engineered NanomaterialsACS Nano 2011, 5, 180518177 Quantitative Techniques for Assessing and Controlling the Dispersion and Biological Effects of Multiwalled Carbon Nanotubes in Mammalian Tissue Culture CellsACS Nano 2010, 4, 72417252.

20、8 Dispersion and Stability Optimization of TiO2 Nanoparticles in Cell Culture MediaEnviron. Sci. Technol.2010, 44, 73097314近 5 年出版主要著作情况作者排序 书名 出版社及年份撰写章节及页码注：“作者排序”栏按“第一作者” 、 “通信作者” 、 “非第一作者”顺序填写论文被收录情况统计（篇）中国科学引文数据库 SCI EI第一作者 7通信作者非第一作者 20总计 27论文被引用情况统计（SCI 引用）他人引用次数 引用期刊种数 引用作者人数第一作者 165 156 870

21、通信作者非第一作者 496 432 3577总计以上内容已经申请人确认，情况属实。申请人签字：2014 年 7 月 14 日注：1. “论文被收录和引用情况”只针对前面列出的代表性论文和近 5 年主要发表论文进行统计；2. 自引部分不计入引文统计中；3. 对列入统计表中的论文需附论文首页复印件；4. 对列入统计表中的论文需提供被引用情况证明。到位后已开展的工作（包括研究内容与方向，实验室建设，团队建设等情况）研究内容与方向：二氧化钛（TiO 2）纳米材料通常认为是比较安全的纳米材料，因此已经被广泛的用于防晒霜和护肤品当中。TiO 2 纳米材料具有多种晶形，如 Rutile 和Anatase 等

22、，它们在单独存在时是比较安全的材料，然而，TiO 2 纳米材料也常常以多晶形式存在，在这种情况下，这一材料具有强的生物损伤能力，生物安全性显著降低，原因一直都不清楚。申请人在到位后，已经开展了工作，着重于研究这一存在已久的难题。申请人在前期的研究中已经阐明了由能量匹配和能级差异所引发的电子迁移和空穴产生在金属氧化物纳米材料的生物效应中扮演着重要的角色。Rutile 和 Anatase 型 TiO2 纳米材料在文献中被报道有着显著不同的能级特性，如导带能级、价带能级、费米能级及能隙，当 Rutile 和 Anatase 型 TiO2 纳米材料同时存在于一种纳米材料中时，能级差异很有可能引发电子迁

23、移，导致电子和空穴的分离，从而产生大量的自由电子和空穴，进而产生对生命体系危害极大的氧自由基，导致 TiO2 纳米材料的生物安全性降低。已经开展的工作如下：1. 合成纯的 Rutile 和 Anatase 型 TiO2 纳米材料；2. 合成 Rutile/Anatase 混合型 TiO2 纳米材料；3. 检测 Rutile、Anatase 和 Rutile/Anatase 型 TiO2 纳米材料对肺的BEAS-2B 和 RAW 264.7 细胞的损伤能力，确认 Rutile/Anatase 型材料的强的生物损伤能力；4. 通过物理化学表征方法，如 UV-Vis、XPS 和 UPS，来确定所合成纯的 Rutile 和 Anatase 之间差异性的能级属性，以此来阐明Rutile/Anatase 混合型材料内电子迁移的可能性；5. 通过非生物检测方法，如 DCF、APF 和 XTT 检测法，来确认Rutile/Anatase 型 TiO2 纳米材料是否能否产生更高的氧自由基，从而验证由于自由电子和空穴的升高导致的氧自由基升高。实验室建设：1. 已经建设完成能够用于无机纳米材料制备的化学合成实验室；2. 已经建设完成能够用于细胞培养和细胞活性检测的细胞生物学实验室；团队建设：1 名即将下室的硕士研究生；1 名博士后；2 名研究实习员；1 名助理研究员。