厦门大学化学化工学院化学生物学系高锦豪

sujue

高锦豪,厦门大学教授。课题组主要从事纳米生物，生物无机化学与活体成像分析的交叉研究工作，现任厦门大学化学化工学院教授，固体表面物理化学国家重点实验室固定研究人员。2010年入选教育部 “新世纪优秀人才支持计划”，2012年国家基金委优秀青年科学基金资助，现主持国家“973”课题、国家基金等多个项目。

课题组现在的研究领域：功能分子和纳米颗粒的设计合成及其生物医学分析应用研究：生物探针，体外诊断，分子影像及成像分析，药物输送，肿瘤诊断治疗。

高锦豪

高锦豪/Jinhao Gao
教授、博士生导师
电话：86-592-2180278
传真：86-592-2189959
办公室：卢嘉锡楼528室
电子邮箱：jhgao@xmu.edu.cn
课题组网站：http://chem.xmu.edu.cn/group/jhgao/

更新个人信息

个人简历：

学士（南京大学 2004）
博士（香港科技大学 2008）
博士后（斯坦福大学 2010）
教授（厦门大学 2010.6-）
香港青年科学家奖 (2007)，教育部“新世纪优秀人才支持计划”（2010），福建省“闽江学者”特聘教授（2011），国家基金委优秀青年科学基金项目资助（2012），福建省杰出青年科学基金资助（2012），福建省青年拔尖创新人才（2014），中国化学会青年化学奖（2014）

研究兴趣：
功能分子和纳米颗粒的设计合成及其生物医学分析应用研究：生物探针，体外诊断，分子影像及成像分析，药物输送，肿瘤诊断治疗。

近期主要代表论著：

(1) Zhou, Z. J.; Wu, C. Q.; Liu, H. Y.;Zhu, X. L.; Zhao, Z. H.; Wang, L. R.;  Xu, Y.; Ai, H.; Gao, J. H.*Surface and Interfacial Engineering of Iron Oxide Nanoplates for HighlyEfficient Magnetic Resonance Angiography. ACS Nano 2015, 9,3012-3022.
(2) Zhao, Z. H.; Wang, X. M.; Zhang, Z. J.; Zhang, H.; Liu, H. Y.; Zhu, X. L.;Li, H.; Chi, X. Q.; Yin, Z. Y.; Gao, J. H.* Real-Time Monitoring ofArsenic Trioxide Release and Delivery by Activatable T1 Imaging. ACSNano 2015, 9, 2749-2759.
(3) Zhu, X. L.; Hu, J; Zhao, Z. H.; Sun, M. J.; Chi, X. Q.; Wang, X. M.; Gao,J. H.* Kinetic and Sensitive Analysis of Tyrosinase Activity Using ElectronTransfer Complexes: In Vitro and Intracellular Study. Small 2015,11, 862-870.
(4) Zhou, Z. J.; Zhu, X.; Wu, D.; Chen, Q.; Huang, D.; Sun, C.; Xin, J.; Ni,K.; Gao, J. H.*  Anisotropic Shaped Iron Oxide Nanostructures:Controlled Synthesis and Proton Relaxation Shortening Effects. Chem.Mater. 2015, 27, 3505-3515.
(5) Wang, L. R.; Zhu, X. L.; Tang, X. Y.; Wu, C. Q.; Zhou, Z. J.; Sun, C. J.;Deng, S. L.; Ai, H.;  Gao, J. H.* A Multiple GadoliniumComplexes Decorated Fullerene as a Highly Sensitive T1 Contrast Agent. Chem.Commun. 2015, 51, 4390-4393.
(6) Zhu, X.; Chi, X.; Chen, J.; Wang, L.; Wang, X.; Chen, Z.; Gao, J.H.* Real-Time Monitoring in Vivo Behaviors of TheranosticNanoparticles by Contrast-Enhanced T1 Imaging. Anal. Chem. 2015,87, 8941-8948.
(7) Yang, L. J.; Zhou, Z.; Liu, H.; Wu, C.; Zhang, H.; Huang, G.; Ai, H.; Gao,J. H.* Europium-engineered iron oxide nanocubes with high T1 and T2contrast abilities for MRI in living subjects. Nanoscale 2015,7, 6843-6850.
(8) Huang, G. M.; Zhu, X. L.; Li, H; Wang, L. R.; Chi, X. Q.; Chen, J. H.;Wang, X. M.; Chen, Z.; Gao, J. H.* Facile integration of multiplemagnetite nanoparticles for theranostics combining efficient MRI and thermaltherapy. Nanoscale 2015, 7, 2667-2675.
(9) Zhou, Z. J.; Zhao, Z. H.; Zhang, H.; Wang, Z. Y.;  Chen, X. Y.; Wang,R. F.; Chen, Z.; Gao, J. H.* Interplay between Longitudinal andTransverse Contrasts in Fe3O4 Nanoplates with (111) Exposed Surfaces. ACSNano 2014, 8, 7976-7985.
(10) Huang, G. M.; Li, H; Chen, J. H.; Zhao, Z. H.; Yang, L. J.; Chi, X. Q.;Chen, Z.; Wang, X. M.; Gao, J. H.* Tunable T1 and T2 ContrastAbilities of Manganese-engineered Iron Oxide Nanoparticles through SizeControl. Nanoscale 2014, 6, 10404-10412.
(11) Huang, G. M.; Hu, J; Zhang, H.; Zhou, Z. J.; Chi, X. Q.; Gao, J.H.* Highly Magnetic Iron Carbide Nanoparticles as Effective T2 ContrastAgents. Nanoscale 2014, 6, 726-730.
(12) Zhao, Z. H.; Zhou, Z. J.; Bao, J. F.; Wang, Z.; Hu, J.; Chi, X.; Ni, K.;Wang, R. F.; Chen, X. Y.; Chen, Z.; Gao, J. H.* Octapod Iron OxideNanoparticles as High-performance T2 Contrast Agents for Magnetic ResonanceImaging. Nature Commun. 2013, 4, 2266.
(13) Zhou, Z. J.; Wang, L. R.; Chi, X. Q.; Bao, J. F.; Yang, L. J.; Zhan, W.X.; Chen, Z.; Wang, X. M.; Chen, X. Y.; Gao, J. H.* EngineeredIron-oxide-based Nanoparticles as Enhanced T1 Contrast Agents for EfficientTumor Imaging. ACS Nano 2013, 7, 3287-3296.
(14) Zhou, Z. J.; Huang, D. T.; Bao, J. F.; Chen, Q. L.; Liu, G.; Chen, Z.;Chen, X. Y.; Gao, J. H.* A Synergistically Enhanced T1-T2Dual-Modal Contrast Agent. Adv. Mater. 2012, 24, 6223-6228.
(15) Zhao, Z. H.; Huang, D. T.; Yin, Z. Y.; Chi, X. Q.; Wang, X. M.; Gao,J. H.* Magnetite Nanoparticles as Smart Carriers to Manipulate theCytotoxicity of Anticancer Drugs: Magnetic Control and pH-ResponsiveRelease. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15717-15725.
(16) Chi, X. Q.; Huang, D.T.; Zhao, Z. H.; Zhou, Z. J.; Yin, Z. Y.; Gao,J. H.* Nanoprobes for In Vitro Diagnostics of Cancer and InfectiousDiseases. Biomaterials 2012, 33, 189-206.
(17) Gao, J. H.; Chen, K.; Luong, R.; Bouley, D. M.; Mao, H.; Qiao,T.; Gambhir, S. S.; Cheng, Z.* A Novel Clinically Translatable FluorescentNanoparticle for Targeted Molecular Imaging of Tumors in Living Subjects. NanoLett. 2012, 12, 281-286.
(18) Gao, J. H.; Gu, H. W.; Xu, B.* Multifunctional MagneticNanoparticles: Design, Synthesis, and Biomedical Applications. Acc.Chem. Res. 2009, 42, 1097-1107.
(19) Gao, J. H.; Liang, G. L.; Cheung, S. C.; Pan, Y.; Kuang, Y.;Zhao, F.; Zhang, B.; Zhang, X. X.; Wu, E. X.; Xu, B.* MultifunctionalYolk-shell Nanoparticles: A Potential MRI Contrast and Anticancer Agent. J.Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11828-11833.
(20) Gao, J. H.; Zhang, W.; Huang, P. B.; Zhang, B.; Zhang, X. X.;Xu, B.* Intracellular Control of Fluorescent Magnetic Nanoparticles. J.Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3710-3711.
(21) Gao, J. H.; Zhang, B.; Gao, Y.; Pan, Y.; Zhang, X. X.; Xu, B.*Fluorescent Magnetic Nanocrystals by Sequential Addition of Reagents in aOne-Pot Reaction: A Simple Preparation for MultifunctionalNanostructures. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129,11928-11935.
(22) Gao, J. H.; Liang, G. L.; Zhang, B.; Kuang, Y.; Zhang, X. X.;Xu, B.* FePt@CoS2 Yolk-shellNanocrystals as a Potent Agent to Kill HeLa Cells. J. Am. Chem. Soc. 2007,129, 1428-1433.
(23) Gao, J. H.; Li, L. H.; Ho, P. L.; Mak, G. C.; Gu, H. W.; Xu,B.* Combining Fluorescent Probes and Biofunctional Magnetic Nanoparticles forRapid Detection of Bacteria in Human Blood. Adv. Mater. 2006,18, 3145-3148.
(24) Gao, J. H.; Zhang, B.; Zhang, X. X.; Xu, B.* Magnetic DipolarInteraction Induced Self-Assembly Affords Wires of Cobalt Selenide HollowNanoscrystals. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1220-1223.

wangqiu

ACS Nano：形貌对磁共振成像纳米造影剂性能的影响

高锦豪教授课题组针对磁共振成像领域，在磁性纳米颗粒的形貌和造影剂弛豫率的构效关系方面取得重要进展，相关研究成果“The Roles of Morphology on the Relaxation Rates of Magnetic Nanoparticles”发表于ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.8b01048)。

       随着经济发展和社会进步，人们对疾病诊断的精确性和可靠性提出了更高要求。其中，磁性纳米材料因其优异的磁共振造影能力，为快速准确地进行疾病成像诊断提供了有力的工具，吸引了科研工作者的广泛关注。近些年，人们致力于发展各种形状的磁性纳米材料来提高其T1或T2磁共振造影能力，以提高临床疾病诊断的精确性和准确性。然而，关于纳米形状如何影响磁场中水质子的弛豫过程进而影响其造影能力的机理尚不清楚，故而如何依据形貌设计以提高造影能力鲜为人知。因此，系统探索研究纳米材料的形貌对磁共振造影性能的影响具有重大意义。

       基于这一研究背景，课题组以六种体积相同而形貌不同的磁性纳米材料为对象研究了形貌与T1和T2弛豫率之间的关系。研究表明，不同形状的纳米颗粒在外磁场下具有不同的有效半径，有效半径是可预测T2弛豫率的更为合理和精确的参数；T1弛豫率与比表面积和裸露面紧密相关，裸露晶面上的有效金属原子个数是评估T1弛豫率至关重要的因素。此工作首次提出了外磁场下有效半径的概念，阐明了磁性纳米颗粒形状与弛豫率之间的关系；提高了造影剂的造影性能，进而增加了疾病诊断和肿瘤成像的精确性。此项研究为合理发展高效多功能探针和提高磁共振分子成像的精准诊断开辟了新的视野。

       该工作主要由化学化工学院杨丽娇博士完成；物理科学与技术学院陈忠教授、王瑞方教授及王振宇博士在杂散场模拟和活体磁共振成像研究提供支持。研究工作得到国家自然科学基金（21771148、21602186、21521004、81430041）和国家“973计划”（2014CB744502）等资助。

            

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b01048

课题组主页：http://gaolab.cn/index.html

kunnanduo

高锦豪＆陈小元AM综述：磁性纳米材料的结构-弛豫性能的关系

磁性纳米颗粒(MNPs)作为磁共振成像(MRI)造影剂目前得到了广泛的研究。随着现代MNPs结构的日益复杂，经典的Solomon Bloembergen Morgan理论和基于简单模型建立的量子力学理论在解决磁共振成像中出现的弛豫增强问题方面也有明显的局限性。高锦豪等人综述了近年来基于分子和原子尺度的结构特征来探测MNPs磁共振弛豫度的研究进展，即MNPs的磁共振弛豫度与结构的关系，包括尺寸、形状、晶体结构、表面修饰和组装结构等等诸多方面；特别强调了如何在结构复杂性的MNPs和经典的简单模型理论之间架起联通的桥梁；最后提出了在设计新型磁共振造影剂时所要具有的批判性思维。

Zhou Z J, Yang L J, etal. Structure–Relaxivity Relationships of Magnetic Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging[J]. Advanced Materials, 2019.

DOI:10.1002/adma.201804567

https://doi.org/10.1002/adma.201804567

manmanyou

多功能纳米平台具有良好的负载效率、可实时监测、提高药物的生物利用度和生物选择性等优点。其中，刺激响应型纳米颗粒NPs作为一种智能纳米平台受到了研究的广泛关注。

厦门大学高锦豪教授团队制备了一种空心多孔锰(II)氧化物(HPMO)纳米颗粒，并将其作为一种刺激响应型的，可激活的纳米平台用于肿瘤特异性的药物递送和实时监测。这种由两性离子多巴胺磺酸盐(ZDS)功能化的HPMO NPs可作为负载有机染料或化疗药物的载体平台，且负载效率很高。所得到Cargo@HPMO会在肿瘤微环境和溶酶体的弱酸性条件下分解为顺磁性Mn2+离子并进行释放。释放的Mn2+可以增强T1磁共振信号，实时监测体内药物的递送情况。这一工作报道的智能化多功能纳米平台具有pH响应的多模态成像和位点特异性药物递送功能，因此为实现癌症的准确诊断和有效治疗提供了一个新的策略。

Ruixue Wei, Jinhao Gao. et al. VersatileOctapod-Shaped Hollow Porous Manganese(II) Oxide Nanoplatform for Real-Time Visualizationof Cargo Delivery. Nano Letters. 2019

DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01900

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b01900

wenzi

高锦豪教授与华南理工大学医学院及生命科学研究院温龙平教授团队受邀在Accounts of Chemical Research上合作发表题为”Pro-Death or Pro-Survival: Contrasting Paradigms on Nanomaterial-Induced Autophagy and Exploitations for Cancer Therapy”的综述论文( DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00397)。该论文系统地介绍了近年来团队合作在纳米材料诱导细胞自噬调控细胞命运的效应、机制及肿瘤诊疗应用的研究进展。

自噬是细胞维持自身稳态的关键生物学过程。2016年大隅良典因发现自噬机制而获得了诺贝尔生理学或医学奖。细胞中低水平的基础自噬有助于维持自身稳态，而在很多物理、化学、生物的内源或外源因素胁迫下，细胞中自噬水平往往会大幅度提高。这种“诱导性”的过度、异常的自噬会对细胞产生负面影响甚至导致细胞死亡。温龙平教授课题组是发现纳米材料引发自噬这一普遍纳米生物学效应的最早研究团队之一。在国家科技部“973”项目（2013CB933900）的支持下，温龙平教授团队与高锦豪教授团队长期合作攻关，致力于纳米材料调控细胞自噬研究，发现不同纳米材料诱发的自噬对细胞命运有着相反的影响(促死亡或促生存)。该综述论文是这两个团队在纳米材料调控自噬研究成果的总结，首先简要介绍了纳米材料的特性与自噬的相关性，重点陈述了纳米材料诱导自噬对细胞命运的影响并探讨了其具体机制，最后系统总结了利用纳米材料诱导自噬调控细胞命运在肿瘤诊断治疗应用方面的工作。


高锦豪教授和温龙平教授为该论文的共同通讯作者，华南理工学张云娇副教授为共同第一作者和共同通讯作者，安徽医科大学张力副教授为共同第一作者。研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等项目的资助。


论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b00397

rongshuxia

近日，我院高锦豪教授课题组探讨了激活型19F领域的最新进展，以“Activatable 19F MRI Nanoprobes for Visualization of Biological Targets in Living Subjects”为题发表于《先进材料》（Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.202005657）。该篇综述为庆祝厦门大学百年校庆专刊论文之一。

        磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）目前是临床上广泛使用的成像技术之一。目前常用1H MRI以水和脂质中氢核（1H）为其信号来源，应用于追踪活体内的生物靶标存在高背景干扰的问题。而以氟核（19F）为信号来源的19F MRI因其具有极低的生物背景、较宽的化学位移范围，较高的灵敏度等优点而逐渐受到广泛关注，是用于追踪生物体内活性分子的理想技术。本文主要介绍了包括本课题组发展的三大类具有生物活性分子响应能力的19F磁共振成像探针，并着重阐述了基于这种探针的19F MRI技术在实现深层组织内生物活性分子的检测和成像方面的研究进展，并进一步讨论了基于激活型纳米探针的19F MRI技术目前面临的挑战和潜在的机遇。
高锦豪教授课题组长期致力于影像化学生物学、生物无机化学和活体成像分析的交叉研究领域，侧重于功能分子和纳米颗粒的设计合成及其生物医学应用研究，相关研究成果 已发表在Chem；J. Am. Chem. Soc.；Angew. Chem. Int. Ed.；Nat. Commun.；Adv. Mater.等。
       我院林泓域副教授为论文第一作者，高锦豪教授为通讯作者。相关研究工作得到国家自然科学基金（21771148、92059109、22077107、21521004），福建省自然科学基金、厦门市青年创新基金项目等资助。
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202005657