沈鹤柏 教授

   

    沈鹤柏教授,男,1970年华东师范大学化学系本科毕业,留校任教,曾任华东师大助教、讲师、副教授。1996年作为物理化学上海市重点学科的学术骨干引进到上海师范大学。19911993年和1998年二次应日本国立神户商船大学,大阪府立大学的邀请,聘为客座研究员,赴日进行超导电磁船用电极及强磁场对电化学反应影响的研究稀土配合物与DNA相互作用等项目的共同研究。多年来一直从事物理化学、纳米生物技术、化学生物学及相关领域的研究和教学。近年来先后主持完成了上海市自然科学基金项目“PNA-金属配合物人工内切酶的研制及应用的研究、上海市教委重点项目《磁性纳米粒子在生命科学中的应用》、上海市科委科技攻关项目《ODN-稀土配合物人工内切酶的研究开发》、国家自然科学基金《磁性纳米人工内切酶的研究及应用》等多个项目的研究,通过了科委组织的专家鉴定或验收。现承担国家自然科学基金、863项目、上海市科委创新行动项目等。在国内外有关学术刊物上发表了论文和著作70余篇,申请发明专利近20项,获上海市科技进步三等奖等奖项。

主要研究方向:

1)生物大分子分离、识别和检测新技术的研究。

2)基于纳米生物技术的食源性致病菌快速检测新技术和肿瘤诊断新技术的研究。

3)药物缓释和靶向研究。

4)界面的生化反应规律研究。

近几年主要研究课题:

1.   磁性纳米人工内切酶的研究及其应用  国家自然科学基金(20443005   主持

2.   磁性纳米粒子在生命科学中的应用  上海市教育委员会重点科研项目(04DA01  主持

3.   一种新型纳米分离试剂盒的中试及应用 上海市纳米攻关与产业化项目(05nm05037主持

4.   造血干细胞的自动分选和临床应用研究 上海市生物医药重大科技攻关项目(05DZ19327)主持

5.   磁性纳米粒子界面上的聚合酶链反应及应用 国家自然科学基金(20573075 主持

6.  壳聚糖包裹5-氟尿嘧啶纳米粒子的研制及应用研究 上海-联合利华研究与发展基金项目   主持

7.  食源性致病菌快速检验方法研究 上海市科委标准化专项 06DZ05137  主持

8.   肿瘤早期鉴别诊断用高效磁共振造影剂的研制 863项目 2006AA03Z319  第二主持人

申请、授权专利目录:

1. 沈鹤柏,人工内切酶及其制备和应用, 专利号:ZL 02136485.0

2. 沈鹤柏,汪友宝,姜继森,杨仲南,磁性纳米粒子核酸分离器、及其制法和应用,专利号: ZL 03142274.8

3. 沈鹤柏,杨永桃, 含肽核酸识别元件的人工内切酶及其制法和应用,专利申请号: 03142078.8

4. 沈鹤柏,汪友宝,杨仲南,基于纳米粒子的PCR反应,专利申请号:200410018098.X

5. 沈鹤柏,周海清,朱龙章,基于纳米粒子的不对称PCR技术,专利申请号:200410052808.0

6. 沈鹤柏,李兴玉,陈伟,忻茜,免疫磁性纳米粒子细胞分离及其制法和应用,专利申请号:200510025324.1

7. 董亚明,沈鹤柏,李兴玉,分离附有磁性纳米颗粒细胞的装置,专利申请号:200520041000.2

8. 李兴玉,沈鹤柏,李静,陈伟,一种分离中药蛋白质的方法,专利申请号:200510025747.3

9. 沈鹤柏,陈伟,严亚贤,朱向玲,免疫磁性纳米粒子细菌分离器及其制法和应用,专利申请号 :200510030644.3

10.沈鹤柏,周丽佳,陈伟,朱龙章,生物功能化荧光磁性纳米粒子及其制备方法和应用,专利申请号:200510110380.5

11.沈鹤柏,周丽佳,陈伟,朱龙章,表面生物功能化的荧光纳米粒子及其制法和应用,专利申请号:200610025985.9

12.沈鹤柏,潘建国,董亚明,朱龙章,韩林峰,一种磁性纳米细胞自动分选装置及其应用,申请号:200610148311.8

13.沈鹤柏,王皓月,周海清 ,费俭, 陈伟,DNA结合蛋白磁性纳米粒子分离系统及其制备和应用,申请号:200610148307.1

14.沈鹤柏,杨旭石,王锋,磁性纳米人工内切酶及其制法和应用,专利申请号:200510110380.5

15.沈鹤柏,朱晨华,生物降解磁性纳米颗粒及其制法和应用,专利申请号:200610031077.0

16.沈鹤柏,周海清,兰天,张诗渊,磁性分离柱及其在生物样品分离中的应用,专利申请号:200610028445.6

17.沈鹤柏,周海清,兰天,张诗渊,一种磁性分选材料及其制备方法和应用,专利申请号:200610028444.1

18.沈鹤柏,马经纬,陈艳,磁性壳聚糖载药纳米粒子及其制备方法,专利申请号:200710042014.x

获奖成果:

1)粒子生物样品分离新技术获得上海市科技进步三等奖 (第一完成人) 颁奖单位:上海市人民政府。

2200611纳米生物材料的开发及应用 获得中国国际工业博览会中国高校展区优秀展品奖(第一完成人)颁奖单位:上海工博会教育系统参展组委会。

3200510磁性纳米粒子生物样品分离系统 获得上海市优秀发明二等奖 (第一完成人)颁奖单位:上海市总工会、市知识产权局和上海发明协会。

发表的主要论文目录(2002-2007):

1.      He Bai Shen, Xushi Yang, Development of A Magnetic Nanoparticle-based Artificial Cleavage Reagent for Site-selective Cleavage of Single-stranded DNA, Chemistry of Materials, 2007, 19, 3090-3092.

2.      Wei Chen, He Bai Shen, Xin Yu Li, Neng Qin Jia, Jian Min Xu , Synthesis of immunomagnetic nanoparticles and their application in the separation and purification of CD34+ hematopoietic stem cells, Applied Surface Science20062531762-1769.

3.      He Bai Shen, Min Hu, You Bao Wang, Hai Qing Zhou, Polymerase chain reaction of nanoparticle-bound primersBiophysical Chemistry20051156366.

4.      He Bai Shen, De Hong Long, Long Zhang Zhu ,Magnetic force microscopy analysis of apoptosis of HL-60 cells induced by complex of antisense oligonucleotides and magnetic nanoparticles, Biophysical Chemistry,2006,122:1-4.

5.      He Bai Shen, Hai Qing Zhou, You Bao Wang, Zhong Nan Yang, Asymmetric PCR using the primers anchored on the surface of magnetic nanoparticles, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 78 (9): 1649-1653,Sep, 15, 2005.

6.      He Bai Shen, Min Hu, Zhong Nan Yang, Polymerase Chain Reaction of Au Nanoparticle-Bound Primers, Chinese Science Bulletin200550(12)11901194.

7.      He Bai Shen, Wen Jun Zhou, Yong Tao Yang, Specific hydrolysis of DNA by Ce4+-ODN hybrid, Science in China (Series B) 200447(1):75.

8.      He Bai Shen, Feng Wang, PNA modified magnetic nanoparticles and their Hybridization with single-stranded DNA target: Surface Enhanced Raman Scatterings studyMicrochimica Acta,153,15-20,2006.

9.      He Bai Shen, Feng Wang, Sequence-specific hydrolysis of single-stranded DNA by PNA-cerium(IV)adduct, Chinese Chemical Letters1612,1663-1666,2005.

10.  He Bai Shen, You Bao Wang, Hai Feng Yang, Ji Sen Jiang, Covalent immobilization of oligoDNA on the surface of magnetic nanoparticles and surface-enhanced Raman scattering study, Chinese Science Bulletin, 2003, 48(24): 2698.

11.  He Bai Shen ,Wei Chen,Jing Li , Xin Yu Li ,Haifeng Yang, Biofunctional Magnetic Nanopaticles as a General Agent to Immobilize Proteins Contained in Traditional Chinese Medicines , Microchimica Acta, 2006,Aug 18.

12.  L.Zhu,Y.Gao,H.Shen,Y.yang, L.yuan , A Quartz Crystal Microbalance (QCM) Study of Single-Strand DNA Hybridization and Hydrolytic Cleavage, Journal of Analytical Chemistry, 2005,877-880.

13.  Nengqin Jia, Zhiyong Wang, Guofeng Yang, Hebai Shen, Longzhang Zhu, Electrochemical properties of ordered mesoporous carbon and its electroanalytical application for selective determination of dopamine Electrochemistry Communications 20079233-238.

14.  Nengqin Jia, Qiong Lian, Hebei Shen, Chen Wang, Xingyu Li, Zhongnan Yang, Intracellular Delivery of Quantum Dots Tagged Antisense Oligodeoxynucleotides by Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes, Nano. Lett, 20077297

15.  朱龙章,高玉香,沈鹤柏,杂交及切断过程的QCM实时检测研究,电化学,2005,11,1:3

16.  高玉香,朱龙章,沈鹤柏,基于金纳米粒子的QCM实时检测DNA错配的研究,化学研究与应用,2005174452

17.  沈鹤柏,周文骏,杨海峰等, 寡聚脱氧核苷酸吸附状态随电位的变化,物理化学学报,2002,18(6)

18.  沈鹤柏,杨永桃,杨仕平等,三核铜配合物[Cu3(L)2](ClO4)2的制备和对pBR322DNA 的切断作用,化学学报,61(12):2029-2032,2003

19.  杨永桃,沈鹤柏,应向阳,朱龙章,荧光光谱法研究PNA-DNA的杂交和解链,光谱实验室2004 211):122126

20.  周文骏,沈鹤柏,杨永桃,袁联群,Tb3+荧光离子探针检测三链DNA的形成,光谱学与光谱分析20042412),16051608

21.  康玉专,沈鹤柏等,稀土金属离子和牛血清白蛋白作用的光谱研究,稀土,2002235):22-258

22.  蒯丽衡,沈鹤柏,冯旦,周文骏,铈氨基酸配合物对oligoDNA的切断,化学研究与应用,2003154):530-532

主要成果介绍:

1. 生物大分子分离、识别和检测新技术的研究

    建立了多功能纳米粒子的合成技术平台,构建了基于纳米粒子的生物分子的分离、识别和检测新技术。

(1). 基于磁性纳米粒子的生物样品的分离技术

    mRNA分离:研究从总RNA、细胞、动、植物组织中提取mRNA,及如何从单个细胞中分离、提取mRNA的新方法;细胞分离:主要从事从外周血、脐带血中分离CD34+造血干细胞,以及临床应用的研究。自动细胞分选仪的研制:在前期细胞分离研究的基础上,研制细胞自动分选仪,将细胞分离从间隙变为自动,对分离细胞进行自动富集,以满足临床和药物大通量筛选的需要。中草药中蛋白质的提取:进行中药中蛋白质的提取研究,已经成功地从人参、当归、巴西蘑菇等多种中草药中提取了蛋白质,对中药现代化有重要意义。DNA结合蛋白的分离:进行与DNA特定序列结合的蛋白质的分离方法研究,对研究DNA与蛋白质的相互作用有意义。

    建立了基于磁性纳米粒子分离生物样品的新技术,大大地提高了分离速度、分离效率。该方法具有专一性,便于微量化和自动化,并且可以确保分离样品的活性,有力推进生物样品分离技术的进步。

(2). 基于量子点的荧光标记技术

    量子点具有优良的荧光性能,制备量子点,通过量子点的生物分子修饰,荧光标记生物分子。研究了用量子点标记反义核酸或RNA,跟踪反义核酸和RNA进入细胞及在细胞内的结合位点,促使细胞凋亡。为反义技术和RNA干扰在医疗中的应用积累基础研究的成果。

(3). 纳米粒子界面上生物分子的增强拉曼光谱技术

    建立了纳米粒子界面上生物分子,例如核酸、肽核酸等的增强拉曼光谱分析技术。

(4). 纳米粒子界面上生物分子的电化学石英微天平技术

    用电化学石英微天平技术进行纳米粒子界面上DNA的杂交、错配、识别等方面的研究。

2. 基于纳米生物技术的食源性致病菌快速检测新技术和肿瘤诊断新技术的研究

    主要进行食源性致病菌快速检测方法的研究。合成了致病菌特异性抗体与荧光磁性纳米粒子结合的多功能纳米材料,成功地从动物源性食品中分离、检测出大肠杆菌O157。目前,正在进行沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌等多种食源性致病菌荧光纳米检测技术的行业标准研究。同时还开展了对肺癌、膀胱癌等肿瘤疾病早期诊断新技术的研究。

    上述研究的主要特点是基于纳米技术,通过合成多功能纳米生物材料,构建生物物质的分离、分析新技术、新原理、新方法。体现了化学、生物学、医学、材料学等多学科的交叉,上述新技术的建立在生命科学、食品检测、医学诊断中有广泛的应用,将会促进生命科学中分析技术的进步。

3. 药物缓释和靶向研究

    用生物降解高分子如壳聚糖包覆抗癌药物5-氟尿嘧啶、紫杉醇等,进行缓释及定位释放的研究。

4. 界面的生化反应规律研究

(1). 纳米粒子界面上聚合酶链反应

    系统研究了纳米粒子界面上聚合酶链反应(PCR)的技术,探讨了纳米粒子界面上PCR的规律,将均相体系的PCR拓宽到复相体系,大大拓宽了PCR技术的应用。

(2). 磁性纳米粒子人工内切酶

    合成了磁性纳米粒子人工内切酶,该酶能对ssDNA进行定位切断,磁性纳米粒子人工内切酶可以补充内切酶的不足,为分子生物学、基因工程提供了工具酶。

  

 

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