研究生导师介绍
姓名夏兵 性 别:  院 系理学院
行政职务副主任 专业技术职称副教授 任职年月2012.11
最后学历博士毕业 最后学位博士 是否国务院学科评议组成员
任硕导年月2013-11 任博导年月 是否院士
毕业院校南京大学 毕业专业070301 无机化学 毕业时间
办公电话025-68257511 E-mailxiabing@njfu.edu.cn
:学科信息
导师类别招生学院招生专业
硕士生导师 理学院 0805Z1化学新材料
硕士生导师 理学院 080501材料物理与化学
硕士生导师 材料科学与工程学院 085204材料工程
本人从事的主要研究方向的特点、意义及其水平:

1. 纳米材料与林木细胞相互作用以及毒理性分析:随着纳米技术的应用逐渐从动物和医学研究扩展到植物研究中,有关纳米材料在植物系统中的应用以及影响受到了更多的关注,例如:作为纳米载体传递肥料、除草剂、杀虫剂等物质分子以及外源基因分子;作为培养基的添加剂促进植物生长;对于植物细胞的纳米毒理性等研究。相对于动物细胞,植物细胞在细胞膜外还具有多糖交联的细胞壁(纤维素、半纤维素、果胶),导致纳米颗粒进入细胞内部难度增加。为此,我们以含壁的杂交鹅掌楸的胚性悬浮细胞为研究对象,系统研究了其对于不同种类纳米颗粒的摄入能力。

1)在研究过程中,我们发现不同的共孵育时间和温度等条件下, 杂交鹅掌楸的胚性悬浮细胞与经不同表面化学修饰的CdSe/ZnS纳米颗粒之间相互作用过程的细胞生物学特征, 以及CdSe/ZnS量子点的细胞毒性。结果表明, 在共孵育后3 h以内, 激光共聚焦显微镜和电子扫描显微镜下, 均可观察到经表面后修饰带正电荷的CdSe/ZnS纳米颗粒。同时, 胞吞进入细胞内部的表面携带正电荷的CdSe/ZnS纳米颗粒的量明显与共培养时间、温度有明显的依赖关系, 表明它们可以通过细胞的液相胞吞作用进入杂交鹅掌楸细胞内, 且不影响细胞的活性;而表面带负电荷的CdSe/ZnS纳米颗粒则主要聚集在细胞外壁附近。在培养溶液中添加20%(质量比)聚乙二醇, 可进一步提高鹅掌楸细胞胞吞CdSe/ZnS纳米颗粒的量和减轻CdSe/ZnS纳米颗粒的细胞毒性。这部分结果已发表在“中国科学C:生命科学2011 (41): 494-500。并已获发明专利授权一项(一种量子点与植物细胞的共孵育方法专利号:201110146621.7)。

2)同时我们采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)系统研究了超微介孔氧化硅纳米颗粒(MSNs)和杂交鹅掌楸悬浮细胞共孵育的互作特征。我们将MSNs通过异硫氰酸荧光素FITC)标记后,再利用LSCM观察其被植物细胞摄取的情况。结果表明:大小5-15 nmMSNs可以通过内吞途径有效将FITC分子载入完整植物细胞。然而,在无MSNs作为载体的情况下,游离FITC分子则无法进入完整植物细胞。SEM观察结果进一步表明:MSNs容易聚集在完整植物细胞的表面,而且通过硅元素含量对比分析,直接证明了MSNs可以被完整植物细胞摄取到其内部。其次我们利用荧光素二乙酸酯染料分析和MSNs共培养24小时后的植物细胞的活性,其结果表明:这些细胞仍然保持很好的活力,而且也没有观察到明显的细胞死亡。最后我们发现这些和MSNs共培养后的鹅掌楸细胞仍可以通过胚胎发育实现植株再生。这部分结果已发表在Sci China Life Sci, 2013 (56): 82-89”

       2. 荧光多孔硅纳米颗粒的制备、功能化以及在细胞成像和生物传感中的应用:由于具有高效的可调荧光性质、大比表面积、以及良好的生物相容性和可降解性,多孔硅纳米颗粒已在生物传感器、移植材料、荧光探针、药物载体等领域有广泛的研究。

1)我们的研究表明:发现在乙醇或二甲基亚砜体系下,通过微波加热的方法可以有效地提高多孔硅纳米颗粒的发光效率。我们进一步的通过透射红外光谱(FTIR)和SEM探讨了其荧光增强的机理,结果表明:在上述体系中,微波可以导致多孔硅纳米颗粒的氧化刻蚀。通过这种氧化刻蚀作用,多孔硅的孔径进一步增大,结合表面氧化态的形成,最终多孔硅纳米颗粒的荧光得以增强。通过上述的合成方法制备了~ 60 nm的具有红色荧光的硅基量子点纳米颗粒。这部分结果发表在Physica Status Solidi (a), 2012 (209): 2247-2250

2我们通过微波诱导多孔硅纳米颗粒表面进行了硅氢烷基化反应,将十一烯酸修饰到其表面,大大提高了其在37 ºC PBS溶液中的生理环境下的稳定性。同时发现Cu2+可以有效地引发多孔硅纳米颗粒的荧光淬灭现象,其淬灭强度和Cu2+浓度呈良好线性关系。利用这一特性,我们可以有效地实现HeLa细胞内部Cu2+μmol/L浓度检测。这部分结果已发表在Analyst, 2013 (138): 3629-3632”

3)我们通过微波诱导多孔硅纳米颗粒表面进行了硅氢烷基化反应,将十二烯修饰到其表面,再进一步通过疏水作用,在其表面吸附一层牛血清蛋白,大大提高了其在37 ºC PBS溶液中的生理环境下的稳定性。同时由于这层牛血清蛋白可以有效降低细胞摄取多孔硅纳米颗粒的能力,进而可以有效地提高其在体内血液循环的时间。这部分结果已发表在ACS Applied Materials and Interfaces, 2013 (5): 11718-11724 ”

      3. 抗菌性薄膜的制备:微生物感染一直以来是医疗领域中不可忽视的问题,人们往往将一些可以抑制细菌生长的药物分子(聚阳离子、抗菌性多肽、抗生素、纳米银颗粒等)固定到医疗材料表面,进而在手术治疗过程中起到防止微生物感染。

1)我们利用高分子量的聚乙二胺和戊二醛交联以及层层自组装技术制备了一种新型抗菌性薄膜,这种薄膜具有成本低、方法简单、抗菌效果好以及长时间的稳定性。这部分结果发表在“Thin Solid Films, 2011 (520): 1120-1124.”以及申请发明专利一项“一种表面有PEI膜层的基片及其制备方法和应用,专利号201110318474.7(已公开)”。

2)同时,我们还利用低分子量的聚乙二胺和戊二醛交联,进而有效地放大表面氨基的含量,起到提高蛋白质和细胞的固定效率,同时低分子量的聚乙二胺可以有效地改善其和细胞的相容性,所以在高密度细胞培养芯片中有潜在的应用。这部分结果已投在“Applied Surface Science, 2014 (292c)1040-1044”。

:近三年在国内外核心期刊上发表学术论文情况
论文题目刊物名称刊物国家收录情况卷期排名
A novel strategy to fabricate doxorubicin/bovine serum albumin/porous silicon nanocomposites with pH-triggered drug delivery for cancer therapy in vitro J. Mater. Chem. B (IF=4.8) 国外 SCI 2014 (2):5280-5286 第一作者、通讯作者
Engineering near-infrared fluorescent styrene-terminated porous silicon nanocomposites with bovine serum albumin encapsulation for in vivo imaging J. Mater. Chem. B (IF=4.8) 国外 SCI 2014 (2):8314-8320 第一作者、通讯作者
High loading of doxorubicin into styrene-terminated porous silicon nanoparticles via p-stacking for cancer treatments in vitro RSC Advances (IF=3.7) 国外 SCI 2015, DOI: 10.1039/C5RA04843E 第一作者、通讯作者
Near-Infrared light-triggered intracellular delivery of anticancer drug using porous silicon nanoparticles conjugated with IR820Dyes Adv. Mater. Interfaces 国外 SCI
Photothermal and biodegradable polyaniline/porous silicon hybrid nanocomposites as drug carriers for combined chemo-photothermal therapy of cancer Acta Biomater. (IF=6.0) 国内 SCI 2017, DOI:j.actbio.2017.01.015 第一作者、通讯作者
Engineered stealth porous silicon nanoparticles via surface encapsulation of bovine serum albumin for prolonging their blood circulation in vivo ACS Appl. Mater.& Interfaces (IF=7.1) 国外 SCI 2013 (5): 11718-11724 第一作者、通讯作者
Fluorescence quenching in luminescent porous silicon nanoparticles for the detection of intracellular Cu2+ Analyst (IF=4.2) 国外 SCI 2013 (138): 3629-3632 第一作者、通讯作者
Highly efficient uptake of ultrafine mesoporous silica nanoparticles with excellent biocompatibility by Liriodendron hybrid suspension cells Sci China Life Sci (IF=2.0) 国内 SCI 2013 (56): 82-89 第一作者、通讯作者
Photoluminescence enhancement of porous silicon particles by microwave-assisted activation Phys. Status Solidi A (IF=1.6) 国外 SCI 2012 (209): 2247-2250 第一作者、通讯作者
Preparation and characterization of chemically-crosslinked polyethyleneimine films on hydroxylated surfaces for stable bactericidal coatings Thin Solid Films (IF=1.9) 国外 SCI 2011 (520): 1120-1124 第一作者、通讯作者
Interaction Characteristics of the Co-incubation between CdSe/ZnS Quantum Dots and Liriodendron Hybrids Suspension Cells by PEG-mediation SCIENTIA SINICA Vitae 国内 2011 (41): 494-501 通讯作者
纳米材料在植物细胞生物学研究中的应用 南京林业大学学报(自然科学版) 国内 2011 (35): 121-125 第一作者
Covalent assemblyof poly(ethyleneimine)via layer-by-layer deposition for enhancing surface density of protein and bacteria attachment Appl. Surf. Sci. 国外 SCI
Biodegradable and Magnetic-Fluorescent Porous Silicon@Iron Oxide Nanocomposites for Fluorescence/Magnetic Resonance Bimodal Imaging of Tumor in Vivo ACS Biomater. Sci. Eng. 国外
:出版专著教材情况(注:在书名后注明教材或专著)
名称类别出版单位日期排名
: 成果获奖情况
成果名称颁奖部门等级完成日期证书号排名


:主持重大工程设计情况
项目名称任务来源完成形式完成日期鉴定验收单位主要结论排名

:目前承担的主要项目
项目名称及下达编号项目类别项目来源起讫时间科研经费(万元)本人承担任务
修饰纳米颗粒与脂质膜的相互作用 自然基金 国际合作研究项目 2014-2015 5.00 主持
石墨烯量子点为纳米载体介导外源基因转染杂交鹅掌楸细胞的研究 自然基金 省(自治区、直辖市)项目 2013-2015 20.00 主持
植物单细胞的微流控芯片捕获技术及量子点导入外源基因机理研究 自然基金 国家自然科学基金项目 2011-2013 20.00 主持
一种新型的植物单细胞培养微流控芯片研制 自然基金 中央、国家各部门项目 2011-2013 5.00 主持