郑州大学化学与分子工程学院屈凌波

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屈凌波，郑州大学教授。1963年出生。药学博士， 药物合成 博士后。郑州大学化学系教授、硕士生导师。1980--1984年北京大学技术物理系放射化学专业本科毕业，获学士学位.1984—1985在中国科技大学进修计算化学,导师张懋森教授。1987—1991 郑州大学化学系分析化学专业硕士研究生，获硕士学位。1994—1997年在中国药科大学药学院博士毕业，获博士学位。其中1996—1997 在英国READING大学合作科研计算化学。1997--1999年协和医科大学药物研究所从事博士后研究工作。
    姓名：屈凌波　　职称：教授　出生年月：1963年　
　　学院：化学与分子工程学院　最后学历：药学博士
　　主要研究方向： 计算化学，药物化学和药物分子设计。

　　近三年论文
　　1. GPIIB/IIIA拮抗剂的三微构效关系研究 药学学报 2000，
　　2. 五羟色胺再摄取抑制剂的三微构效关系研究 药学学报 2000
　　3. 维甲构效关系研究 药学学报 1999（2）
　　4. 还氧合酶-2抑制剂三维构效关系研究 药学学报1999（3）
　　5. 还氧合酶-2抑制剂分子图形学研究 中国药物化学杂志1999
　　6. 药物穿透血脑屏障三维构效关系研究 药学学报 1999（2）
　　7. EVA应用于H2受体构效关系研究 药学学报 1999
　　8. 还氧合酶-2抑制剂对接研究 中国药物化学杂志 1999 (2)

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随着纳米技术的不断发展，荧光纳米材料在生物成像等领域展现出越来越多的优势。其中，碳点（Carbon Dots, CDs，又称碳化聚合物点）作为一种性能优良的荧光纳米材料，自2004年Scrivens教授课题组首次报道以来就受到了愈来愈多的关注。碳点主要由天然含量丰富、作为生命体重要组成元素的碳构成，与传统有机小分子荧光染料相比，具有抗光漂白性能强、毒性低、生物相容性好、细胞内滞留时间长、原料廉价易得等优点，在生物医学成像等领域有着广阔的应用前景。

碳点的制备主要有两种方式：“自上而下”法——由石墨烯等碳材料作为碳源，通过激光消融等手段切割而成；“自下而上”法——由有机小分子或聚合物通过聚合、碳化而成。然而，目前碳点的制备方法大多数为半经验主义，合成机制尚不明了，缺乏从原子和分子水平上精准设计功能化荧光碳点的理论指导与策略，难以预知碳点的发光性质，阻碍了其进一步的发展与应用。近年来，碳点的荧光发射机理研究认为，具有高荧光量子产率的碳点存在由荧光基团构成的发光中心，即在碳点的制备过程中，前体分子（原料）不仅通过交联、脱水碳化生成碳核和表面，还生成了具有荧光发射性能的分子荧光基团，进而形成碳点的发光中心，使碳点呈现出相应的光学性质。因此，发光中心作为碳点的重要结构单元，是从原子和分子水平上实现碳点精准设计与制备的分子基础。如何设计和筛选前体分子结构、确定合成路线以制备具有所需发光中心的功能化碳点，成为碳点精准制备与性能调控的关键所在。

针对这一问题，郑州大学屈凌波教授、李朝辉教授和同济大学王颖教授研究团队将逆合成分析引入到碳点制备领域，提出了以下设计理念：根据研究与应用需求，通过分子设计确定碳点的发光中心结构，采用逆合成分析对发光中心进行分子拆分，逆向推断出前体分子，进而实现功能化荧光碳点的精准制备。研究者以罗丹明类亲脂阳离子为模型发光中心，基于逆合成分析，选取柠檬酸和间氨基酚为前体分子，并通过改变间氨基酚的取代基团，设计合成了一系列发射从绿光到红光的荧光碳点。该类碳点水溶性好，粒径均一，荧光量子产量较高，生物相容性好。已有研究表明，由于线粒体具有强的负跨膜电位，具有亲脂阳离子结构的分子更易于靶向和聚集在线粒体中，比如罗丹明类分子。那么，含有罗丹明类亲脂阳离子结构的碳点是否依然保留了这一性能呢？结果发现，该类碳点较好的遗传了罗丹明类亲脂阳离子的线粒体靶向性，且呈现出优异的抗光漂白性能，在线粒体长程示踪领域展现出广阔的应用前景。

该研究工作为功能化碳点可控制备提供了基于逆合成分析的新思路、新策略，有望进一步应用于其他类型碳点的精准制备，推动功能化碳点在生物医学成像、化学生物传感和环境纳米分析等领域的基础与应用研究进展。相关论文在线发表在Small（DOI：10.1002/smll.201901517）上。

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近日，我院屈凌波教授团队在基于碳点的脂滴成像研究工作中取得创新性进展。该团队研发出一种发射光谱随极性超灵敏变化的新型荧光碳点，并成功用于精准量测癌细胞与正常细胞脂滴极性的异质性。相关成果以“High-fidelity Carbon Dots Polarity Probes: Revealing the Heterogeneity of Lipids in Oncology”为题发表在《Light : Science and Applications》期刊上，该刊是光学研究领域国际顶级期刊之一。我院博士研究生胡静玉为论文第一作者，李朝辉教授为通讯作者。
        细胞脂滴是高度动态的球形细胞器，脂滴极性在细胞的蛋白质活化、酶催化和脂质组成等方面起着关键作用。已有研究表明，多种代谢性疾病会伴随细胞脂滴代谢紊乱。因此，脂滴极性检测在生物医学领域具有重要的研究意义和广阔的应用前景。该项研究工作发展了一种发射光谱随极性超灵敏变化的新型荧光碳点，不仅解决了目前基于荧光强度检测存在的准确性问题，同时为精准检测脂滴极性提供了新方法、新材料、新模式。研究发现，该碳点可对细胞的脂滴极性进行精准测定，能够高保真监测正常细胞与癌细胞的脂滴极性差异，可作为一种新型高质量荧光探针用于脂滴极性的时空分辨成像研究。
        此项研究工作得到了国家自然科学基金、中原学者基金、111引智基地、河南省高校科技创新团队等项目的支持。
        论文链接：https://doi.org/10.1038/s41377-022-00873-x