北京化工大学材料学院尹梅贞教授

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尹梅贞，1971年出生,安徽巢湖人, 中共党员,博士生导师，北京化工大学材料科学与工程学院教授。1994年毕业于沈阳化工大学高分子化工专业。最近五年，以第一作者在国际化学期刊J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed., Chem-Eur J., Macromolecules, J.Mater.Chem.和国际纳米科技期刊Small,以及交叉学科期刊Biomacromolecules 上发表学术论文三十余篇，其中Angew.Chem.Int.Ed.与J.Am.Chem.Soc.论文分别被Nature Materials等两家期刊作为研究新闻重点报道。已申请专利五项（欧洲一项，美国一项，中国三项）。


尹梅贞教授，博士生导师
办公室：科技大厦1017
办公电话：010-64443801
Emai：yinmz@mail.buct.edu.cn

教育研究经历
2010 至今，北京化工大学材料学院，教授, 博士生导师
2009 至今，北京化工大学材料学院，教授
2005-2008年，德国高分子马普所，美因茨，博士后，导师：Klaus Müllen教授
2001-2004年，德国德累斯顿理工大学有机化学系，博士，导师：W. D. Habicher, B. Voit教授
1999-2000年，北京化工研究院聚烯烃中心，工程师
1996-1999年，北京化工大学材料学院高分子材料，硕士，导师：杨万泰教授
1994-1996年，北京第四制药厂质检科，助理工程师
1990-1994年，沈阳化工大学高分子系，学士，导师：崔连复教授

主要研究领域
水溶性荧光染料的细胞/组织标记
自组装分子的生物功能化
功能性核-壳基因载体
双功能有机-无机荧光纳米粒子
有机材料表面的生物功能化
活性/可控自由基聚合

研究成果及获奖情况
以第一/通讯作者在国际顶级期刊（如Chem. Soc. Rev., Prog. Poly. Sci., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Func. Mater., Chem. Sci., Small, Nanoscale, Chem. Comm.等）发表相关SCI研究论文70余篇, 申请专利18项，授权16项。

2016年，第十三届“中国青年女科学家奖”
2016年，“心血管重大疾病协同创新中心”（2011协同创新中心）聘任专家
2014年，北京化工大学“优秀党员”
2013年，“高层次引进人才”结题答辩“优秀”
2010年，获得“教育部新世纪人才”支持计划资助
2005年，Max Planck Researcher Fellowship, Germany
2000年，Technical University of Dresden, Doctoral Fellowship, Germany
1999年，北京化工大学校级优秀硕士毕业生
1999年，北京化工大学校级优秀硕士论文
1998年，获得“展鸿”专项奖学金资助

代表性研究论文
20. M. Sun, K. Müllen, M. Yin*, Water-soluble perylenediimides: design concepts and biological applications, Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 1513–1528. (IF="34.09, TOP).
19. K. Liu, Z. Xu, M. Yin*, Perylenediimide-Cored Dendrimers and Their Bioimaging and Gene Delivery Applications, Prog. Polym. Sci.,2015, 46, 25–54. (IF=27.184, TOP).
18. M. Chen, M. Yin*, Design and Development of Fluorescent Nanostructures for Bioimaging, Prog. Polym. Sci., 2014, 39, 365–395.(IF=27.184, TOP).
17 . Y. Zheng, S. You, C. Ji, M. Yin *, W. Yang , J. Shen*, Development of an Amino Acid-Functionalized Fluorescent Nanocarrier to Deliver a Toxin to Kill Insect Pests, Adv. Mater. , 2016, 28, 1375–1380. (IF=18.96, TOP).
16. B. He, Y. Chu, M. Yin*, K. Müllen, C. An*, J. Shen*, Fluorescent Nanoparticle Delivered dsRNA toward Genetic Control of Insect Pest, Adv. Mater., 2013, 25, 4580–4584. (IF=18.96, TOP).
15. S. Wan, Z. Ma, C. Chen, F. Li, F. Wang, X. Jia, W. Yang , M. Yin *, A Supramolecule-Triggered Mechanochromic Switch of Cyclodextrin-jacketed Rhodamine and Spiropyran Derivatives, Adv. Func. Mater. , 2016, 26, 353–364. (IF=11.382, TOP).
14. J. Li, B. Lv, D. Yan, S. Yan, M. Wei, M. Yin*, Tunable Self-assembled Micro/nanostructures of Carboxyl-Functionalized Squarylium Cyanine for Ammonia Sensing, Adv. Func. Mater., 2015, 25, 7442–7449. (IF=11.382, TOP).
13. R. Liang, S. You, L. Ma, C. Li, R. Tian, Min Wei*, Dan Yan*, M. Yin*, W. Yang, D. G. Evans, X. Duan, A Supramolecular Nanovehicle toward Systematic, Targeted Cancer and Tumor Therapy, Chem. Sci., 2015, 6, 5511–5518. (IF=9.144, TOP).
12. Z. Xu, K. Guo, J. Yu, H. Sun, J. Tang, J. Shen, K. Müllen, W. Yang, M. Yin*, A Unique Perylene-Based DNA Intercalator: Localization in Cell Nuclei and Inhibition of Cancer Cells and Tumors, Small 2014, 10(20), 4087–4092. (IF=8.315, TOP)
11. J. Li, K. Guo, J. Shen, W. Yang, M. Yin*, A Difunctional Squarylium Indocyanine Dye Distinguishes Dead Cells through Diverse Staining of the Cell Nuclei/Membranes, Small,2014, 10(7), 1351–1360.(IF=8.315, TOP).
10. M. Chen, W. Yang*, M. Yin*, Size-controllable Synthesis and Functionalization of Ultrafine Polymeric Nanoparticles, Small, 2013, 9, 2715-2719. (IF=8.315, TOP).
9. X. Liu, B. He, Z. Xu, M. Yin*, W. Yang, W. Wei, H. Zhang, J. Cao, J. Shen*, Functionalized fluorescent dendrimer as pesticide nanocarrier: application in pest control, Nanoscale, 2015, 7, 445–449. (IF= 7.76, TOP).
8. Y. Lu, B. He, J. Shen, J. Li, W. Yang, M. Yin*, Multifunctional magnetic and ？uorescent core–shell nanoparticles for bioimaging, Nanoscale, 2015, 7, 1606–1609. (IF= 7.76, TOP).
7.  S. Wan, Y. Zheng, J. Shen, W. Yang, M. Yin*, "On-off-on" Switchable Sensor: A Fluorescent Spiropyran Responds to Extreme pH Conditions and Its Bioimaging Applications, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 19515–19519. (IF= 7.145, TOP).
6. Y. Lu, Y. Zheng, S. You, F. Wang, Z. Gao, J. Shen, W. Yang, M. Yin*, Bifunctional Magnetic-Fluorescent Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Cell Imaging, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 5226–5232. (IF= 7.145, TOP).
5. M. Yin*, C. Feng, J. Shen, Y. Yu, Z. Xu, W. Yang, W. Knoll, K. Müllen*, Dual-responsive Interaction to Detect DNA on Template-based Fluorescent Nanotubes, Small, 2011, 7, 1629–1634. (IF="8.315, TOP).
4. M. Yin*, J. Shen, W. Pisula, M. Liang, L. Zhi, K. Müllen*, Functionalization of Self-Assembled Hexa-peri-hexabenzocoronene Fibers with Peptides for Bioprobing, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 14618–14619. (IF="13.038, TOP).
3. M. Yin, Y. Cheng, M. Liu, J. S. Gutmann, K. Müllen*, Nanostructured Ultrathin Anatase TiO2 Films Templated by Amphiphilic Core-Shell Nanoparticle, Angew. Chem. 2008, 120, 8528-8531, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 8400–8403. (IF="11.709, TOP) .
2. M. Yin, J. Shen*, G. O. Pflugfelder, K. Müllen*, A Fluorescent Core-shell Dendritic Macromolecule Specifically Stains the Extracellular Matrix, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 7806–7807. (IF="13.038, TOP).
1. M. Yin, J. Shen*, R. Gropeanu, G. O. Pflugfelder, T. Weil, K. Müllen*, Fluorescent Core/Shell Nanoparticles for Specific Cell-Nucleus Staining, Small, 2008, 4, 894–898. (IF="8.315, TOP).

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Synthesis of water-soluble dye-cored poly(amidoamine) dendrimers for long-term live cell imaging

蔡阳, 冀辰东, 张少博, 苏志强*, 尹梅贞*

基于扇形PAMAM树枝制备的水溶性荧光树枝状分子及其长效活细胞荧光成像

摘要: 亲水聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状分子能够提高荧光染料水溶性和生物相容性, 被广泛应用于生物荧光成像、药物、基因递送等领域. 本文报道了一系列以扇形PAMAM为树枝, 以荧光染料为核的水溶性荧光树枝状分子. 扇形PAMAM树枝可通过酰胺化反应与羧基化的苝酰亚胺(PBI)和吲哚方酸菁(SICy)染料相连. 随后, 我们进一步研究了PBI系列树枝状分子的物理性质及生物性能. PBI-G2.5具有良好的水溶性, 强荧光发射, 并能在水中自组装形成30 nm的纳米粒子.细胞实验表明, PBI-G2.5被细胞摄取后在细胞质富集, 且48小时后仍可检测到强的荧光. 因此, 本合成方法可以有效制备水溶性、生物相容性良好的荧光树枝状分子, 并在长效活细胞荧光成像中有应用前景.

lanyu

北化工尹梅贞教授等：利用机械力调控分子内能量转移实现高对比度荧光变色

力致变色材料是指在外界力作用下物质的光学性质发生可逆改变的一类功能材料，在化学传感器、信息存储、光电设备以及防伪纸张等领域有着广泛应用。目前，关于力致变色材料的研究主要集中于调控材料的荧光颜色。然而，这种单纯基于颜色变化的力响应材料已经不能满足现阶段材料发展的需求，设计合成具有发光颜色和发光强度双重可调的高对比度荧光变色材料一直是研究人员追求的目标，但这对于传统的力致变色材料而言是很难实现的。

最近，尹梅贞教授课题组设计合成了一种基于“罗丹明-螺吡喃”双发色团的力响应荧光变色分子P1（图1），随着剪切力作用的增强，P1荧光发生两阶段的高对比度颜色变化。

图1    机械力调控分子内能量转移实现高对比度荧光变色的示意图。

作者利用苯丙氨酸二肽作为连接臂，巧妙地将罗丹明B和螺吡喃这两种力响应基团共价连接起来，设计合成了分子P1。初始状态下，P1并不发出荧光，当轻轻研磨P1后，则呈现出一种非同寻常的荧光“开启”现象，发出橙色荧光；继续对P1施加力刺激，荧光发射波长红移，显现出红色荧光，表现出较高的对比度。

通过结构分析和理论模拟发现，罗丹明B结构中的C-N键以及螺吡喃结构中的C-O键在力的作用下都不稳定，且由于C-N键的键能小于C-O键，导致两者发生力诱导开环反应所需要的能量存在明显差异。因此，在剪切力刺激下，罗丹明B中C-N键的断裂要先于螺吡喃中的C-O键。对P1施加力刺激时，分子结构中的C-N键最先受到破坏，发生了力开环反应，由无荧光的内酰胺结构转变为共轭度较好的橙色荧光开环异构体，引起荧光发射强度的明显增强。继续对P1施加更强的剪切力，螺吡喃基团中C-O键断裂，发射波长红移，显现出红色荧光。这是由于开环后螺吡喃基团的吸收光谱和开环后罗丹明基团的发射光谱有较大重叠，具有较高效率的荧光共振能量转移 (FRET) 效应，罗丹明（供体）的荧光能量转移至螺吡喃（受体），最终导致无混合的红光发射，显示出极高的对比度。

该研究的意义在于：通过罗丹明-螺吡喃体系实现了机械力调控分子内能量转移，获得了高对比度的荧光变色，为设计和合成具有发光颜色和发光强度双重可调的荧光变色材料提供了新思路。此外，P1在具有力响应的同时，还保留了螺吡喃基团的光致变色性质。在紫外光照下P1可实现从无到有的荧光转变，展现出优异的光致变色性能。作为一种优良的力响应和光响应型材料，P1在压力传感、信息存储以及防伪油墨等领域具有潜在应用价值。

相关成果近期在线发表于Science China Chemistry。博士生莫申忠为文章第一作者，尹梅贞教授和张琰图教授为通讯作者。详见：Mo SZ, Tan LN, Fang B, Wu Z, Su ZQ, Zhang YT, Yin MZ. Mechanically controlled FRET to achieve high-contrast fluorescence switching. Science China Chemistry, doi:10.1007/s11426-018-9303-9.

shanwaishan

北京化工大学尹梅贞Angew.：水溶性近红外吸收的四烯二酰亚胺发色团用于光声成像和光热治疗癌症

开发稳定性高、光热转换效率高的光热材料在生物医学领域仍是一个大的挑战。尹梅贞等人介绍了一种新型的水溶性四烯二酰亚胺(QDI)光热材料，该材料能在水溶液中自组装成纳米颗粒(QDI-NPS)。进一步加入聚乙二醇(PEG)则可以显著提高QDI-NPS的生理稳定性和生物相容性。高光稳定性的QDI-NPs具有近红外(NIR)吸收强、PTCE高达64.7%等优点。其大约10纳米的小尺寸使得它能在肿瘤深部持续保留的同时也能从体内被清除。实验证明QDI-NPs可以被用于高分辨率光声成像和808纳米激光触发的体内光热癌症治疗。

Liu C, Zhang S B, et al. A Water-soluble, NIR-absorbing Quaterrylenediimide Chromophore for Photoacoustic Imaging and Efficient Photothermal Cancer Therapy[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201810541

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201810541

yamai

  近日，北京化工大学尹梅贞教授课题组报道了一种绿光诱导偶氮苯衍生物固液态转变的新型材料，并基于此开发出光开关的高度可逆粘合剂。该粘合剂极易溶于二氯甲烷等常见有机溶剂，容易清洗回收，可重复使用，为制备绿色环保型粘合剂提供一种新方法。相关成果以“Green-Light-Triggered Phase Transition of Azobenzene Derivatives toward Reversible Adhesives”为题发表在Journal of the American Chemical Society上，DOI: 10.1021/jacs.9b01056。北京化工大学博士生吴振为论文的第一作者，尹梅贞教授为通讯作者。

  粘合剂作为连接两种材料的桥梁，在生产生活中都扮演着非常重要的角色。粘合剂材料用途广，品种多，因此也称为工业味素，在许多现代产业中成为不可或缺的材料。在生活中，粘合剂更是无处不在。例如常见的胶水使用起来十分方便、简单，可是如果滴到手上却很难洗掉，并且不能重复利用。粘合剂材料面临着清洗困难、不可重复使用的难题，这也给环境和资源带来巨大的挑战。因此，发展绿色可循环使用的粘合剂对于化学科学、材料科学、环境保护和资源节约的发展都具有重要的学术价值和实际应用意义。

图1（a）偶氮苯衍生物P1和P2的结构式；（b）P1随着绿光照射时间的升温及固液态转变图片；（c）P1和P2固体吸收光谱；（d）P1的循环伏安曲线。

  针对此问题，作者通过设计一定长度的烷基链和双萘酚，使之协同调节偶氮苯衍生物P1到一个稍高于室温的熔点。绿光照射下，由于P1的光热效应导致了固体到液体的转变（图1）。停止光照，随着热量的释放，温度降到熔点之下，液态P1重新变成固态。液态P1自发且快速的固化过程不是基于cis到trans的化学转变，而是一个放热的物理变化。相同功率和光照时间的条件下，只有绿光能够实现P1从固态到液态的转变，紫外光、蓝光、红光则不能实现。通过循环伏安循环曲线法，测得P1的基态和激发态之间的能量差刚好匹配绿光的能量范围，因此P1更容易吸收绿光的能量，从而发生固液转化。

  如图2所示，液态P1固化后展现出非常好的粘合性能，绿光辐射后，P1升温熔化，失去粘合性能；冷却到室温后重新变成固态，又展现出很强的粘合力，此过程高度可逆。这种光开关的粘合剂极易溶于二氯甲烷等常见有机溶剂，容易清洗回收，可多次循环使用，在绿色环保、资源节约的粘合剂领域展现出巨大的应用前景。

  该研究的意义：通过绿光光热效应诱导材料实现快速的固液态转变，并应用于高度可逆的光开关粘合剂，为制备绿色环保型粘合剂提供了一种新方法。

  该研究团队前期曾报道过其他类型的光热材料，分别发表于Nat. Commun. 2019, 10, 767; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1638; Sci. Bull. 2018, 63, 101; ACS Nano 2017, 11, 3797等杂志。该研究工作得到了国家自然科学基金委、中组部“万人计划”及北京化工大学“双一流学科”项目的资助。

  文章信息：

  Zhen Wu, Chendong Ji, Xujie Zhao, Yilong Han, Klaus Müllen, Kai Pan, and Meizhen Yin*, Green-Light-Triggered Phase Transition of Azobenzene Derivatives toward Reversible Adhesives, J. Am. Chem. Soc. 2019, DOI: 10.1021/jacs.9b01056.

  文章链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021%2Fjacs.9b01056

yuandan

为学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要思想，大力弘扬新时代科学家精神，激励和引导我校广大科技工作者追求真理、勇攀高峰，做新时代的奋斗者，努力“形成一批基础研究和应用基础研究的原创性成果，突破一批卡脖子的关键核心技术”，学校自2019年起组织评选年度重大科技进展。经学院推荐、校外专家网络评审、校学术委员会投票、校长办公会审议及校内公示等评选环节，7项成果最终入选学校2019年度重大科技进展。现予以公布，待疫情结束后学校将择机召开表彰大会。

光热转化材料的构筑与应用研究

主要完成人：尹梅贞、冀辰东

有机光热转换材料结构精确、性能可调控，在精细化工和生物医药方面发挥着重要作用。但是，目前有机光热转换材料种类少，稳定性差且光热转化效率偏低，严重限制了其发展和应用。尹梅贞教授研究团队研发了莱啉系列有机染料，通过调控分子结构以及构筑超分子组装体系，获得了一系列具有超高稳定性及高光热转化效率的有机光热转换材料，应用于智能材料、生物成像及抗肿瘤领域。该成果为开发新型有机光热试剂提供了坚实的理论基础，为光热材料的研发和临床使用提供了更广阔的应用前景。相关研究成果发表于Nat. Commun.2019, 10, 767; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7385; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1638；Acc. Chem. Res. 2019, 52, 2266。

qingli

随着染料聚集态科学研究的发展，染料自组装体的构建为控制染料的光物理性能，提高光诊疗效果提供了新思路。其中，分子的H聚集能够产生强烈的分子间耦合作用，导致荧光猝灭及非辐射能量跃迁产生热量。最近，基于花菁染料构建的H聚集体作为一种光热试剂已被用于癌症治疗。但是，由于吲哚的空间位阻效应，导致其H聚集体光热性能不高（通常低于30%），且在低浓度下容易解聚，这些问题大大限制了其进一步的实际应用。因此，开发具有高光热转化效率且稳定的花菁H聚集体仍然是一个巨大的挑战。

       针对此，北京化工大学尹梅贞教授及冀辰东副教授等人设计并合成了一种具有良好平面性的新型喹啉菁分子 (QCy)，并通过自组装构建了稳定的花菁H聚集体。首先，验证了QCy H聚集体的高光热转化效率，并基于分子的能级跃迁解释光热增强机理。其次，季胺化喹啉的正电结构能够有效靶向线粒体，通过研究线粒体膜电位及形态改变，证明了其对线粒体的精准杀伤能力。最后，研究了QCy H聚集体在低剂量下的肿瘤杀伤性，验证了其高效光热治疗效果。
       成果简介
       本工作研究了QCy H聚集体在光热治疗方面的应用。使用大平面喹啉结构作为花菁的杂环部分，替换传统的吲哚结构，通过缩合反应制备喹啉菁分子并对其性质进行了研究。
1、 QCy具有良好的分子的平面性，在水中能够自组装形成稳定的H聚集体，在低浓度下依然能够维持H聚集状态。
2、QCy H聚集体在水中为实心球体，直径约为100 nm 左右，并具有良好的稳定性。有利于细胞摄取及肿瘤被动靶向。
3、与QCy单体相比，H聚集体具有更高的光热转化效率 (光热转化效率高达68.3%)。分子发生H聚集后，会产生更多的内转换与振动弛豫，这些非辐射跃迁极大的提高了光热转化效率。
4、QCy H聚集体能够有效定位到细胞线粒体内，进一步提高光热治疗效果。基于上述性质，QCy H聚集体在低剂量下成功实现了光声成像指导的光热肿瘤治疗。