PDF《路芳现工作单位及职位 伦敦大学玛丽女王分校工程与材料学院》

2 姓名路芳 性别女出生年月

1977 年12 月 出生地 河南 婚姻状况 已婚 政治面貌 群众 国籍中国 从事专业 材料、催化与生物医药 现工作单位及职位 伦敦大学玛丽女王分校工程与材料学院 人事关系所在单位 大连化学物理研究所 学习及工作经历: (从大学开始填,内容包括时间、单位、学位、所学专业、从事专业、专业技术职 务情况,时间段要连续,准确到月份)

1996 年9月至

2000 年7月郑州大学化学系 化学学士:催化

2000 年9月至2006 年3月中国科学院大连化学物理研究所, 有机催化研究组 物理化学博士:材料,催化

2006 年3月至

9 月 中国科学院大连化学物理研究所, 有机催化研究组 研究人员(临时) :催化

2006 年9月至

2008 年3月台湾大学化学系 博士后研究员:纳米材料,生物医学中应用

2008 年4月至

2009 年5月伦敦大学学院化学系 访问学者:材料,储氢

2009 年6月至今 伦敦大学玛丽女王学院工程与材料学院 博士后研究员:纳米材料,生物医学应用 如内容较多,本栏目填不下时,可另纸接续(下同) .

3 主要学术成就、科技成果及创新点: 申请者本人的研究主要集中在功能性纳米材料的合成及其在催化和生物医药 领域的应用.主要包括以下几个方面: 1. 高活性纳米钌催化剂体系的研究及其在水-有机两相加氢反应中的应用. 日益严重的环境污染对全球的生态系统和人类社会都造成很大危害. 污染的主 要来源之一是工业生产中大量有机溶剂的使用.相较于有机溶剂,水作为溶剂对 环境友好,而且更安全、经济,因此水为溶剂的水-有机反应体系成为近年来研 究的热点.该体系具有多相催化工艺简单、产物和催化剂易于分离的优点,但是 由于油相的反应物和水相的催化剂处于互不相溶的两相,接触困难,反应速度慢. 我们成功的合成了一种可以实现快速水-有机两相反应的由两亲性聚合物包覆的 纳米钌催化微反应器体系.该体系可以在催化活性中心钌周围形成局部亲油性的 微环境,增大油溶性反应底物和纳米钌的接触几率,从而提高反应活性.该催化 体系对 C=C, C=O 和芳香环等不饱和化合物有很高的加氢活性, 其中苯加氢的 TOF 值高达 45,000 h-1 ,约为相同大小纳米钌催化剂活性的

45 倍.该研究发表在 Advanced Synthesis &

Catalysis (5-year impact factor: 5.458) ,Journal of Molecular Catalysis A: Chemical(2.801)和Materials Chemistry and Physics(2.005)等国际 重要期刊上,其中

2006 年发表于 Advanced Synthesis &

Catalysis 的文章已被引用

11 次,在不饱和化学物加氢和纳米催化剂制备方面引起国内外的广泛关注. 2. 亲水性钌基负载型催化剂的研究及其在苯选择加氢制备环己烯中的应用. 苯选择加氢制备环己烯是一条工艺流程短、效率高、设备投资少,并且原料成 本低廉的路线.然而,无论从反应的热力学还是从反应活性方面考虑,苯加氢都 很难停留在环己烯阶段. 寻找合适的苯选择加氢合成环己烯的催化剂和反应体系, 是一个极具挑战性的课题.水-苯两相反应体系可以高选择性的生成环己烯,主 要是水可以降低环己烯在催化剂表面的加氢速度,促进环己烯脱附,抑制环己烯 的再吸附.此外,亲水性的催化剂也可以大幅度提高环己烯的选择性.我们成功 的合成一种高亲水性的钌基非晶态合金负载型催化剂,在苯转化率为 40%时,环 己烯选择性达到 77%.和已工业化的 Asahi 催化剂的反应结果相当,催化剂的活 性是 Asahi 催化剂的三倍,提高了贵金属 Ru 的利用率.和Asahi 催化剂的制备 过程相比较,我们的催化剂在常温常压下制备,且制备过程中不采用碱.所以,

4 工艺能耗少,环境污染少,具有工业化应用的前景.同时,我们开发的负载型催 化剂成型容易,为苯选择加氢过程采用固定床反应器操作代替传统的间歇式反应 器、简化工艺流程提供了可能.该研究涉及工业项目催化剂核心制备技术,但已 经申请了

6 项专利. 3. 尺寸均匀可控的纳米介孔氧化硅分子筛的制备及其在生物医学中的应用研究. 研究细胞追踪和药物输送效率与载体之间的关系规律, 是纳米材料在生物医学 应用中的一个重要课题.其中载体颗粒尺寸是非常重要的影响因素,决定了该载 体被细胞吞噬速度的快慢和它是否能穿透体内组织以及造成不同的免疫反应.脂 质体,量子点,聚合物,氧化硅和金颗粒都被研究证明尺寸大小影响颗粒对细胞 的粘附和相互作用.可是,到目前为止,很多研究尺寸的报道没有系统的考虑表 面化学性质和表面电荷等对细胞吞噬造成影响的因素,因此理论模型和实验结果 之间有一定偏差.为了准确研究尺寸的影响,必须选用表面化学性质均匀,电荷 相同的纳米颗粒.介孔分子筛表面容易修饰, 且具有均匀宽阔的孔道结构和高比 表面积,以及无药理活性和无毒性,被我们选用作尺寸研究.因为硅和氧共价键 连接易形成空间网状结构,通常介孔氧化硅分子筛的大小都在微米级别,所以制 备出纳米级别大小、尺寸均一的的介孔氧化硅分子筛非常有挑战性.我们研究通 过改变溶液 pH 值, 采用硅酸乙酯稀溶液两步溶胶凝胶法成功制备了不同均匀尺寸 的纳米介孔氧化硅分子筛,分别是 30nm,50nm,110nm,170nm,280nm.并且这 些介孔氧化硅分子筛在水中有很好的分散性,对精确的尺寸研究非常重要.通过 癌细胞吞噬实验证明不同大小的纳米介孔氧化硅分子筛进入细胞的量不同,其中 50nm 被细胞吞噬的最多.因此,50nm 纳米介孔氧化硅分子筛是用来细胞追踪和药 物输送的最佳载体,在生物医学上有良好的应用前景.该研究发表在 Small (5-year impact factor: 7.292)上,得到了评委和编辑的高度评价,并成为该期 刊2009/3-2010/2 年度 most accessed 文章之一.从09 年6月发表至今已经 被引用

10 次,对纳米孔洞材料合成,细胞吞噬尺寸效应,药物输送以及纳米材料 毒性研究等方面造成很大影响. 4. 铁锰氧化物/氧化硅核壳结构的纳米颗粒研制及其在磁共振成像(MRI)应用. 脑部疾病严重危害人类的健康和生命,但是由于血脑屏障的存在,目前临床常 规制剂给药后,约有 98%的化学药物以及近乎 100%的蛋白/多肽药物难以入脑, 严重影响脑部疾病的治疗和诊断效果. 以二价锰离子(Mn 2+ )为探针的锰离子增强磁

5 共振成像(MEMRI)是近年来迅速发展的一种非入侵式脑部疾病诊断新技术. 强顺磁 性的 Mn2+ 作为钙离子竞争剂,可以通过钙离子通道进入神经细胞,增强脑部区域 的T1影像信号, 从而增强脑部成像的解析度. 可是 Mn 2+ 造影剂有两个致命的缺点: 一是毒性大,目前仅能用于动物研究;

第二是 Mn 2+ 生物体内的停留时间短,很难 用来长时间追踪肿瘤或其它疾病.我们研发出一种新型铁锰氧化物/氧化硅核壳 结构纳米颗粒造影剂,氧化硅壳可以阻止锰离子快速释放,降低毒性. 同时由于 缓慢释放出锰离子,对下鄂腺和大脑的海马回、脑垂体等特定的组织有明显且长 期的 T1 增强信号,同时对肝,心脏和肺有明显的 T2 增强信号.因此,该新型核 壳结构造影剂是目前最有效的低毒脑部成像造影剂,具备良好的临床应用前景. 该部分研究已经成文. 5. 新型抗磨抗菌涂层包覆髋关节假体的磨损纳米颗粒分离与模拟合成. 人工关节置换是目前治疗严重关节疾病的重要手术之一. 大量的临床随访资料 证实,该手术能及时、有效地缓解疼痛,改善总体生活质量.Co-Cr-Mo 合金具有 很高的耐磨性和抗疲劳强度,是目前一种被广泛采用的人工关节.研究显示, Co-Cr-Mo 合金磨损微粒和其它磨损微粒一样会引起巨噬细胞的趋化和吞噬,进一 步引起假体周围界膜的形成和溶骨现象,造成假体松动.但其确切机制还不清楚, 因为目前还没有方法可以有效从组织或者血清中分离出大量合金磨损微粒用作体 外实验. 传统的强酸或强碱法在消化蛋白质同时也腐蚀合金微粒,并且分离的金属 微粒会产生凝聚现象.酶分解法被证实是对合金磨损微粒影响最小的方法,但是 目前仅用于小体积溶液的分离和分析.我们发明一种冷冻干燥酶分解法,采用冷 冻干燥技术,在不丢失,不损坏合金磨损微粒的同时,将大量水除去,然后用酶 消化掉蛋白质,首次成功的得到大量合金磨损微粒,并将其用做细胞毒性测试. 随着我们项目抗磨涂层的引入,迅速减少了磨损颗粒的产生量,即使将所有产生 的磨损颗粒分离也很难满足细胞实验的用量.因此,我们根据磨损颗粒分析的结 果,用化学法模拟合成大量成分相同,颗粒大小和形貌相近的纳米颗粒,用以细 胞实验.该研究部分相关工作被 ESB(European Society of Biomechanics)第17 届年会邀请做口头报告.

6 主要论著目录: (1.论文作者、题目、期刊名称、年份、卷期、页;

2.著作:著者、书名、出版 社、年份) 论文: 1) Fang Lu, Sihan Wu, Yan Hung, Chung-Yuan Mou, Size Effect on Cell Uptake in Well-Suspended, Uniform Mesoporous Silica Nanoparticles, Small, 2009, 5(12), 1408-1413. 2) Fang Lu, Jing Liu, Jie Xu, Fast aqueous/organic hydrogenation of arenes, olefins and carbonyl compounds by poly (N-vinyl-pyrrolidone)-Ru as amphiphilic microreactor system, Advanced Synthesis &

Catalysis, 2006, 348, 857-861. 3) Fang Lu, Jing Liu, Jie Xu, Synthesis of PVP-Ru amphiphili........