
教育及工作经历
2008.9–2012.6 山东大学材料科学与工程学院 学士
2012.9–2017.6 中国科学院上海应用物理研究所 博士 导师:樊春海院士
2017.8–2019.12 中国科学院上海应用物理研究所 博士后 合作导师:樊春海院士,Nadrian Seeman教授(美国艺术与科学院院士)
2020.1–2021.1 美国亚利桑那州立大学 博士后 合作导师:颜颢教授(美国国家发明家科学院院士、美国生物医学与工程院院士)
2022.3–2022.7 复宏汉霖生物医药有限公司 药物递送(高级)经理
2022.07–至今 同济大学化学科学与工程学院 特聘研究员,博士生导师
已发表研究论文30余篇,其中以第一或通讯作者身份在Science Advances、Nature Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Small等著名期刊发表论文20余篇。担任Molecules客座编辑、Exploration青年编委等。申请国家发明专利两项。多次在中国化学会、中国微米纳米技术学会等举办的学术会议上进行邀请报告。2021年入选上海海外高层次人才计划。
最新论文列表请见个人主页:
https://www.x-mol.com/groups/zhang_yinan/publications
先后主持中国博士后科学基金(一等资助)、国家自然科学基金青年基金(C类)、面上项目等,作为科研骨干参与科技部国家重点研发计划,获上海领军人才(海外)项目资助。
本人主要从事DNA纳米技术相关研究。DNA纳米技术是上世纪90年代由美国艺术与科学院院士、纽约大学教授Nadrian Seeman开创的全新研究方向。他跳出传统观念对DNA仅作为遗传物质的认知,重新审视碱基配对互补的意义,提出用DNA作为材料,通过编码碱基指导DNA自组装过程,构造形状精确可控的纳米结构(DNA tile),并用该结构作为模板调控分子或者纳米粒子的排布。2006年加州理工学院的Rothemund提出全新的构造DNA纳米结构的思路,即DNA折纸术(DNA origami)。DNA折纸是一条长单链(骨架链)与数百条短链(订书链)自组装形成的纳米结构,具有尺寸大、生物相容性好、形状丰富及易合成等优点。同时,DNA折纸具有极佳的表面可寻址性,即每条短链均可作为一个像素点,精确操控纳米单元在折纸表面构建可控的图案。凭借这些优点,DNA折纸迅速在生物传感、精准给药等领域得到广泛应用,并极大推动了微纳制造等领域的发展。在上海交通大学樊春海院士和清华大学刘冬生教授等人推动下,国内DNA纳米技术的研究取得了长足发展。樊春海院士在DNA纳米结构基础上提出“框架核酸”的概念,涵盖了DNA tile、DNA折纸以及球形核酸等,进一步丰富了DNA作为自组装模板的内涵。本人在樊院士指导下长期从事框架核酸研究,期间曾在Seeman院士指导下开展工作,对框架核酸有了更加深刻的认识。近年来,本人研究内容包括新型框架核酸开发、基于核酸框架的界面调控等,重点关注DNA模板精准调控分子反应、DNA自组装指导的超材料、基于DNA折纸的信息加密与存储、DNA分子机器等。
本人主要工作亮点包括:
1、针对无机纳米颗粒尤其大粒径颗粒在可控功能化修饰上存在的困难,采用DNA折纸调控DNA修饰单元的分布,并精确“打印”在纳米颗粒表面,首次实现对大粒径纳米金的图案化的精准功能化修饰,开发出新型价键可控的“胶体原子”。
2、针对DNA折纸图案组装路径复杂、构建订书链库过程繁琐以及图案不可变化等问题,调控DNA折纸图案的组装路径,以骨架链代替订书链作为图案信息的唯一载体,开发出普适性的、快速高效的新型纳米图案制备方法,在极大提高多重图案制备效率的同时,还实现了图案的动态变化和多种图案间比例可控的同步合成。
3、针对目前信息加密技术存在的风险,开发新型的分子加密手段,基于DNA折纸中骨架链折叠的可能性创造了长度超过700 比特的超强密钥,密钥安全性远超现行的AES(Advanced Encryption Standard)等加密标准;此外,利用DNA折纸单体之间的识别特异性,进一步提出了兼具安全性、信息完整性验证和访问控制功能的分子加密系统。
4、针对公钥加密RSA算法成立的基础,即大整数的质数分解难题,开发了基于DNA自组装的分子计算手段,利用分子可以进行大规模平行计算的优势,提出了解决质数分解难题的新方法,证实了可编程的DNA自组装在破解数学难题上的应用潜力。
5、针对金属纳米结构形貌和手性控制上的困难,通过DNA折纸表面伸出的单链区域富集银氨络离子,在弱还原剂存在的情况下,单链区域富集的银氨络离子被原位还原,因此通过控制伸出的单链区域的形状即可精确调控银纳米结构的形貌和手性。采用该方法制备了多种不同手性、螺距和长度的银纳米螺旋。
6、基于DNA 四面体框架阐明物理调控对自组装的影响机制,构建环境响应型药物递送体系。依托四面体框架对单元位点的空间编码能力,在分子水平阐明其结构-功能调控规律:通过框架内单元位点的排布,揭示长程静电作用对外延DNA 链杂交动力学的影响机制;并构建框架限域的级联逻辑门控系统,通过多级靶向识别和刺激响应药物释放的协同作用,实现骨关节炎的有效治疗,为病理微环境干预提供了新方法,展现了智能DNA 反应体系在生物医学上的应用潜力。
7、基于手性电磁场调控策略构筑圆二色谱(CD)增强超表面,实现手性材料CD 信号强度一个数量级的显著提升。具体而言,即通过超表面的无极子(anapole)共振模式与磁偶极子(magnetic pole)共振模式设计,调控单元结构电磁场的频谱和空间分布,理论上可实现高达60 倍的平均光学手性场增强。该超表面可精准识别DNA 结构CD 信号的细微差异,为发展基于DNA 材料的高密度、低串扰光学信息存储提供了物理实现平台。
同济大学是国家教育部直属重点大学,也是首批被批准成立研究生院、并被列为国家“ 211 工程”和“面向 21 世纪教育振兴行动计划”(985 工程)与上海市重点建设的高水平研究型大学之一。同济大学创建于 1907 年,现已成为拥有理、工、医、文、法、经(济)、管(理)、哲、教(育)9 大门类的研究型、综合性、多功能的现代大学。
同济大学现设有各类专业学院 22 个,还建有继续教育学院、 职业技术教育学院等,设有经中德政府批准合作培养硕士研究生的中德学院、中德工程学院,与法国巴黎高科大学集团合作举办的中法工程和管理学院等。目前学校共有 81 个本科专业、 140 个硕士点、 7 个硕士专业学位授权点、博士授权点 58 个、 13 个博士后流动站,学校拥有国家级重点学校 10 个。各类学生 5 万多人,教学科研人员 4200 多人,其中有中科院院士 6 人、工程院院士 7 人,具有各类高级职称者 1900 多人,拥有长江学者特聘教授岗位 22 个。作为国家重要的科研中心之一,学校设有国家、省部级重点实验室和工程研究中心等国家科研基地 16 个。学校还设有附属医院和 2 所附属学校。
近年来同济大学正在探索并逐步形成有自己特色的现代教育思想和办学理念。以本科教育为立校之本,以研究生教育为强校之路。确立“知识、能力、人格”三位一体的全面素质教育和复合型人才培养模式。坚持“人才培养、科学研究、社会服务、国际交往”四大办学功能协调发展,努力强化服务社会的功能,实现大学功能中心化。以国家科技发展战略和地区经济重点需求为指针,促进传统学科高新化、新兴学科强势化、学科交叉集约化。与产业链紧密结合,形成优势学科和相对弱势学科互融共进的学科链和学科群,构建综合性大学的学科体系,其中桥梁工程、海洋地质、城市规划、结构工程、道路交通、车辆工程、环境工程等学科在全国居领先地位。在为国家经济建设和社会发展做贡献的过程中,争取更多的“单项冠军”,提升学校的学术地位和社会声誉。学校正努力建设文理交融、医工结合、科技教育与人文教育协调发展的综合性、研究型、国际知名高水平大学。
同济大学已建成的校园占地面积 3700 多亩,分五个校区,四平路校区位于上海市四平路,沪西校区位于上海市真南路,沪北校区位于上海市共和新路,沪东校区位于上海市武东路。正在建设中的嘉定校区位于安亭上海国际汽车城内。
同济大学研究生院简介
同济大学一贯重视研究生教育,早在 20 世纪 50 年代初即在部分专业招收培养研究生。 1978 年学校恢复招收硕士研究生, 1981 年起招收博士研究生,同年被国务院学位委员会批准为首批有权授予博士、硕士学位的单位。 1986 年经国务院批准试办研究生院, 1996 年经评估正式成立研究生院,成为我国培养高层次专门人才的重要基地之一。同济大学现有一级学科博士学位授权点 12 个,二级学科博士学位授权点 68 个(含自主设置 10 个二级学科博士点),硕士学位授权点 147 个(含自主设置 7 个二级学科硕士点),分属哲学、经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、医学、管理学等 9 个学科门类。其中土木工程、建筑学、交通运输工程、海洋科学、环境科学与工程、力学、材料科学与工程等学科处在全国优势和领先地位,机电、管理、理学等学科近年有了长足进展。我校还设有 13 个博士后科研流动站。近些年来,为了适应我国经济建设和社会发展的需要,学校还十分注重培养不同类型、多个层次、多种规格的高层次专门人才。学校既设科学学位,又设工商管理、行政管理、建筑学、临床医学、工程硕士(含 21 个工程领域)、口腔医学等多种专业学位;既培养学术型、研究型研究生,又培养应用型、复合型专业学位研究生;既有在校全日制攻读学位模式,又有在职人员攻读专业硕士学位或以同等学力申请硕士学位、中职教师在职攻读硕士学位、高校教师在职攻读硕士学位模式。此外,还面向社会举办多种专业研究生课程进修班等,充分发挥了我校学科优势和特色,由此形成了多渠道、多规格、多层次的办学模式,取得了良好的社会效益。
同济大学研究生院是校长领导下具有相对独立职能的研究生教学和行政管理机构,下设招生办公室、管理处、培养处、学位办公室、学科建设办公室和行政办公室。同时,学校党委还专门设立了研究生工作部。学校设有校学位评定委员会,各学院有学位评定分委员会,并设立了各学科、专业委员会,配有学位管理工作秘书、教务员、班主任、研究生教学秘书等教辅人员。研究生院曾多次被评为全国和上海市学位与研究生教育管理工作先进集体。
二十多年来,同济大学始终把全面提高培养质量作为研究生教育改革的指导思想,在严格质量管理方面采取了一系列切实有效的措施,取得了较好效果。在连续多年全国百篇优秀博士学位论文评选中,有 7 篇入选。同济大学为国家培养了一大批高素质的高级专门人才,至今已授予博士学位 1311 人,硕士学位近 9504 人,其中有相当一部分已成为我国社会主义现代化建设的重要骨干力量。至 2004 年 9 月,在校博士、硕士研究生约达 11000 多人,专业学位硕士生约 2700 人。根据本校研究生教育发展规划, 2006 年计划招收博士生、硕士生(含专业学位研究生)超过 4000 名。同济大学正在为我国经济建设和社会发展输送高层次人才做出更大的贡献。
收费和奖励
1) 按照国务院常务会议精神,从 2014 年秋季学期起,向所有纳入国家招生计划的新入学研究生收取学费。其中:工程管理硕士(125600)、MBA[微博](125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程领域工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)专业学位研究生的学费标准另行公布,其它硕士研究生学费不超过 8000 元/学年。
2) 对非定向就业学术型研究生和非定向就业专业学位硕士研究生,同济大学有完善的奖励体系(工程管理硕士(125600)、MBA(125100)、MPA(125200)、法律硕士(非法学)(035101)、软件工程硕士(085212)、金融硕士(025100)、会计硕士(125300)、翻译硕士(055101、055109)、护理硕士(105400)、教育硕士(045100)、汉语国际教育硕士(045300)、人文学院(210)的艺术硕士(135108)的奖励由培养单位另行制订)。对亍纳入奖励体系的非定向就业学术型硕士生和非定向就业专业学位硕士生在入学时全部都可以获得 8000 元/学年的全额学业奖学金,该奖学金用以抵充学费。对纳入奖励体系的硕士研究生还可获得不少亍 600 元/月的励学金,每年发放10 个月。另外,纳入奖励体系的非定向就业研究生都可以申请励教和励管的岗位,获得额外的资励。所有非定向就业硕士研究生在学期间纳入上海市城镇居民基本医疗保险,可申请办理国家励学贷款,可参加有关专项奖学金评定。
3)工商管理硕士在职班、金融硕士在职班、公共管理硕士、工程管理硕士、会计硕士、护理硕士、教育硕士、汉语国际教育硕士、人文学院的艺术硕士采取在职学习方式,考生录取后,人事关系不人事档案不转入学校,在读期间不参加上海市大学生医疗保障,学校不安排住宿,毕业时不纳入就业计划。