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高分子科学系列讲座128、129讲:孙洪波教授,Polymer Micronanopatterning for High-Performance Devices: from Biomimetics to Optoelectronics;吴长锋教授,半导体聚合物量子点的生物医学应用

文章来源:    发布时间:2012-04-23
报告题目一:Polymer Micronanopatterning for High-Performance Devices: from Biomimetics to Optoelectronics (No. PSLAB128-PS2012-06)
报 告 人:孙洪波 教授
单  位:吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室
报告时间:2012年4月25日(星期三)下午14:00
报告地点:主楼四楼学术厅(410房间)
报告内容摘要:
  光是自然界能量的来源,是信息载体,也可以用作各种对材料进行微纳图案化制备的工具。本报告将重点介绍报告人利用超衍射极限的单光束聚焦激光直写和多束激光相干图案转移等“光工具”实现聚合物微纳图案化制备,进而实现从仿生表面、微流控芯片到高性能光电器件的系列工作。 
 
 
 
 
 
 
 
 
报告人介绍
 孙洪波 教授
 

1969年生,教授,国家杰出青年基金获得者,长江学者特聘教授,吉林大学电子学院院长。主要研究方向为微纳集成器件制备新工艺和超快光电动力学:利用新工艺制备微纳光电、微纳光子、微光机电复杂集成结构与器件;利用超快光谱技术研究太阳能电池、有机发光器件和低维量子体系光电转换和电光转换动力学。近年来在Adv. Mater.等知名杂志发表学术论文150余篇,被SCI论文引用4000余次,被Nature、Science和Laser Focus World 等杂志专题介绍以及杂志封面采用近50篇次;做国际会议邀请报告100余次。1996-2006在日本工作,曾任大阪大学助理教授、特任教授。期间获日本杰出青年基金(PRESTO)资助(2001);2002年获日本光科学与技术财团显著贡献奖获;2006年4月以吉林大学教授身份获日本第二届“青年科学家奖”;2005年获国家杰出青年科学基金资助,受聘为长江学者特聘教授,2008年带领的团队获教育部创新团队计划资助,2009年获中国光学学会两年一度评选、每次颁发1-2人的王大珩光学奖。目前系国家自然科学基金委员会专家评审委员会专家,Nature出版集团新刊Light Sci & Appl编辑、科学通报编委、Nanoscale杂志Advisory Board member。  

 

 

 
报告题目二:半导体聚合物量子点的生物医学应用(No. PSLAB129-PS2012-07)
报 告 人:吴长锋 教授
单  位:吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室
报告时间:2012年4月25日(星期六)下午14:00
报告地点:主楼四楼学术厅(410房间)
报告内容摘要:

以无机半导体CdSe/ZnS量子点为代表的纳米探针在生物医学研究中展示了重要应用。但是,重金属化合物的天然毒性大大限制了无机量子点在活体生物成像和临床医学上的应用前景。半导体聚合物具有优异的发光性质,特别适合于开发新一代纳米荧光技术。我们率先提出了用半导体聚合物制备荧光量子点的新思想,制备开发了一系列高亮度小尺寸的聚合物量子点,并对它们的荧光特性、单粒子荧光亮度、光稳定性、辐射跃迁速率、及多光子荧光特性等进行了系统表征和研究。研究结果表明,聚合物量子点是目前极具优势的荧光纳米探针,其单颗粒荧光亮度与颗粒体积成正比,在5-30 nm的范围内,单个聚合物量子点的荧光亮度是荧光染料分子的100-10000倍,是CdSe/ZnS无机量子点的10-1000倍,其饱和发射速率是无机量子点的1000倍,并且不具有CdSe/ZnS量子点难以克服的光闪烁缺点。更为重要的是聚合物高分子不含有重金属离子等毒性成分,与生物体具有良好的相容性。这些优异特性在生物医学成像及临床研究中具有重要的应用价值。

我们首次利用双亲性分子对各种聚合物荧光量子点进行了表面功能化,并通过后续的耦联反应实现了与生物分子链霉亲和素和抗体蛋白的共价链接。利用聚合物量子点-生物特异性分子对肿瘤细胞进行荧光标记,流式细胞仪定量比较表明粒径为10 nm的聚合物量子点对肿瘤细胞的标记亮度比商用荧光染料和无机CdSe/ZnS量子点高出30倍。聚合物量子点的表面官能团还可以与多种功能小分子发生耦联,我们把含有叠氮或炔基的功能小分子共价连接到量子点的表面,这种聚合物量子点耦联物可以通过高效的Click反应对生物细胞进行生物正交性标记。我们进一步探索了聚合物量子点对动物成像的应用价值,将一种具有肿瘤特异性的多肽氯毒素修饰在聚合物量子点表面,通过静脉注射到带有脑瘤的小鼠体内,小鼠脑部的荧光成像表明聚合物量子点可以有效地在脑瘤组织里发生特异性富集,这项研究第一次实现了聚合物量子点在生物活体中的靶向性输送。上述研究在聚合物量子点的生物功能化、细胞特异性标记、及肿瘤组织的靶向输送等方面的实现了突破,为聚合物量子点在生物医学领域的实际应用奠定了基础。

 

 

 
报告人介绍
 吴长锋 教授
 

 

1976年1月生,获得物理学和化学双博士学位。现任吉林大学教授,博士生导师,主要研究方向为半导体聚合物量子点在生物医学和光电子器件研究中的应用。

2004年在中科院长春光机与物理研究所获得“凝聚态物理”理学博士,攻读博士期间在国际上首次制备出Y2O3:Eu纳米管,用高分辨激光光谱学探测稀土离子在纳米管中的不同格位,发表在Appl. Phys. Lett.上的学术论文已被SCI引用140多次。博士毕业后赴美国Clemson大学物理系从事博士后研究,并于2005年在Clemson大学攻读化学博士学位。在此期间,与导师Dr.Jason McNeill合作在国际上率先开展了半导体聚合物作为荧光量子点的研究,系统研究了半导体聚合物量子点的制备表征、能量传递、及单粒子荧光等性质。2008年获Clemson大学化学博士学位,随后赴美国华盛顿大学Dr.Daniel Chiu研究组从事博士后研究,博士后期间实现了聚合物量子点的生物功能化、生物细胞的特异性标记及对活体动物肿瘤组织的靶向性输送等多方面的突破,为聚合物量子点的生物医学应用奠定了基础。自从事科学研究迄今,共发表SCI收录论文48篇,其中第一作者19篇,SCI论文已总共被他引900多次,当前H因子为18。在专业权威期刊J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS Nano等影响因子大于9.0的杂志上已发表论文10篇,其中第一作者6篇。研究结果已申请美国专利三项。