李峻柏

李峻柏，男，1964年12月生於內蒙古，中科院化學所研究員、博士生導師。中科院膠體、界面與化學熱力學重點實驗室主任。

2017年7月，入選為2017年中國科學院院士增選初步候選人。

基本介紹

• 中文名：李峻柏
• 國籍：中華人民共和國
• 出生地：內蒙古
• 出生日期：1964年12月
• 職業：研究員、博士生導師
• 畢業院校：吉林大學
• 主要成就：吉林大學化學系獲博士學位

人物經歷

李峻柏，男，1964年12月生於內蒙古，中科院化學所研究員、博士生導師。中科院膠體、界面與化學熱力學重點實驗室主任，山東大學膠體與界面化學教育部重點實驗室學術委員會委員。

1982年至1989年在吉林大學化學系讀本科及碩士。1992年德國美因茲大學物理化學研究所聯合培養博士生。

李峻柏

1992年12月于吉林大學化學系獲博士學位。

1993年至1996年先後在希臘國家研究與工程基地、德國馬普膠體與界面研究所從事博士後研究。

1996年中國科學院原感光化學研究所研究員、博士生導師。

1999年中科院化學所研究員、博士生導師。

1998年獲國家人事部“優秀回國留學人員獎”； 1999年獲國家自然科學基金委“國家傑出青年基金”資助； 2000年獲香港求是基金會“傑出青年學者獎”； 2001年被評為“中國科學院第六屆十大傑出青年”；2004年獲中國分析測試協會科學技術二等獎（CAIA獎）；2004年選入“新世紀百千萬人才工程國家級人選”。 現擔任國際學術期刊“Colloids & Surfaces A”編輯，國際綜述學術期刊“Current Opinion in Colloid & Interface Science”專題編輯，Biointerphase副主編和Soft Matter期刊的顧問編委，化學學報編委。擔任國際膠體與界面學會常務理事，亞洲膠體與界面學會常務理事，中國化學會理事。

研究領域

1. 仿生膜與仿生微膠囊的組裝

2. 酶對生物膜的界面識別與催化水解

3. 納米結構與功能材料：納米管，納米棒，納米晶體

4. 生物界面化的分子陣列

主要研究領域為界面結構控制下有序膜組裝和納米材料的製備。研究酶對生物膜的分子識別與水解反應機理；組裝套用於生物體系的納米管和用於分子印刷的二維納米陣列；構造結構型的介孔至微孔材料和二維晶體；進行微米與納米粒子的表面修飾與大面積組裝；製備用於藥物緩釋的仿生膜微米與納米膠囊。

研究成果

仿生體系的分子組裝

仿生學是研究生物系統的結構、特質、功能、能量轉換、信息控制等各種優異的特徵，是人類在揭示生物體奧秘的同時，從自然進化的規律中獲得啟示，為科學和技術的發展創造新的原理、思路、技術和方法。仿生體系的分子組裝就是在分子水平或者說納米尺度上，採用化學和物理的方法，將分子生物學與納米工程相結合，模仿生物體特定的組成、結構、狀態和功能，設計和構造新型的具有生物功能的體系、材料或器件。

1）層層組裝技術製備仿生微膠囊

利用層層組裝技術，以生物膜的主要組成部分蛋白質和磷脂為組裝單元，製備了具有良好生物兼容性的仿生微膠囊，膠囊能很好地作為藥物（如布洛芬）的載體, 並能明顯地延緩藥物的釋放。

2）膠囊用作光動力治療載體

光動力治療(Photodynamic Therapy)是一種腫瘤治療的新技術，其原理是光敏藥物在光照條件下產生單線態氧，從而達到殺死腫瘤細胞或降低其活性的目的。光動力治療具有創傷小、毒性低、選擇性和適用性高等諸多優點，現在已被列為手術、放療和化療並列的手術治療方法之一。

採用具有生物相容性和生物降解性的大分子為組裝單元，製備了殼聚糖/海藻酸鈉複合微膠囊。實驗證明帶有載有光敏藥物竹紅菌素的膠囊能夠通過內吞作用進入到腫瘤細胞內部，而在光照的條件下能夠極大的降低細胞的活性，而在沒有光照的條件下具有很低的細胞毒性，具有良好的選擇性，為光動力治療腫瘤提供了一個新的載體選擇。

3）生物分子馬達在膠囊的組裝及ATP酶的生物合成

將ATP合酶成功組裝到磷脂修飾的聚合物微膠囊上，組裝後的ATP酶保留了其生物催化功能，然後通過改變體系的pH值提供跨膜質子動力勢，實現了ATP的生物合成。在上述工作的基礎上，藉助共價鍵作用利用層層組裝技術製備了中空血紅蛋白微膠囊，然後在蛋白微膠囊上組裝了含ATP合酶的脂質體，從而將分子馬達組裝到血紅蛋白微膠囊表面。利用葡萄糖氧化酶對葡萄糖氧化水解產生的質子H+，形成了跨膜質子流，為ATP合酶合成ATP提供質子動力勢（質子泵）。並且合成的ATP能存儲在中空蛋白膠囊內部，使膠囊成為ATP的載體。該研究工作所建立的新的活性分子仿生體系，有助於進一步研究ATP酶在生物體系中的功能以及構造新的納米生物器件。

肽納米結構化材料的製備與套用研究

生命體系中諸多基本結構單元在特定的環境下，能自發地進行自組裝，形成各種各樣的納米結構。自組裝是構建新型的超分子結構的一個強有力的手段，它是通過分子間的弱作用力來實現的，例如氫鍵作用、靜電作用、疏水作用和范德華力等。包括蛋白質和肽在內的各種生物分子能夠發生自組裝，進而形成具有確定結構的納米生物材料。通過觀察自然界中超分子結構的自組裝過程，可以設計和合成新型的自組裝材料。目前，人們已經發現和發展了大量的肽基自組裝結構基元，例如類表面活性劑型、兩親型、環型、樹枝型和芳香型的肽基自組裝體系，並且已經被廣泛套用在了細胞三維培養、組織修復的骨架、生物工程界面和跨膜離子通道等方面，另外，這類自組裝材料在藥物、蛋白和基因的傳輸方面有很好的套用前景。

陽離子二肽在中性條件下可以自組裝成納米管，通過改變自組裝體系的濃度，納米管能進一步轉化為囊泡，利用此轉變過程可將寡核苷酸（ss-DNA）通過細胞的吞噬作用攜入細胞內，從而實現外緣物質的胞內輸送。該研究工作為肽基生物材料在藥物傳輸方面的套用提供了實驗基礎。

研究過程中，發現在肽納米管和囊泡之間的結構轉變是一個可逆過程。通過濃縮含有囊泡的水溶液，囊泡可以再組裝成為納米管，表明二肽的濃度控制了其在水中的自組裝結構。由此構建了一個理論模型，證實了肽基的管狀結構與球形結構之間的轉變。

功能化納米管

1991年首次發現和提出碳納米管以來，納米管這種新型材料就引起了物理、化學和材料科學界的廣泛關注。納米管具有許多潛在的套用，如複合材料，彩色平板顯示器，感測器，及氫氣和離子電池等領域。在很長時間內，碳是製造納米管的唯一原料，而納米管也經常被等同於碳納米管。隨著研究的不斷深入，科學家們利用不同材質和方法製備出各種各樣的納米管，如單組分聚合物納米管、無機材料納米管、金屬納米管等。同時人們也認識到，只有管壁的化學和物理性質能在較大的範圍內調節，納米管才能在真正意義上得以套用。

李峻柏等人將製備納米管的主要方法自組裝和模板法結合起來，發展了新的壓力膜模板法（Pressure-filter-template Method），成功地使用層層組裝技術，在陽極氧化鋁模板內構築了聚電解質聚烯丙氯化銨/聚苯乙烯磺酸鈉 (PAH/PSS) 聚電解質納米管。並發現該納米管具有良好的柔韌性。基於聚電解質類化合物優異的柔韌性能，聚電解質複合納米管的成功製備，將使其在具有強力學性質的光電器件設計方面有重要的套用前景，並為聚合物複合納米材料的製備提供了新思路。繼而將層層組裝的對象從利用靜電吸引帶相反電荷的聚電解質擴展到利用氫鍵、共價鍵、配位鍵等相互作用的其它材料，製備了高分子與酶、蛋白質、生物大分子等的複合納米管。如生物相容性和可生物降解的殼聚糖/海藻酸複合納米管。這種納米管可以很容易的被腫瘤細胞所吞噬，並表現出較低的細胞毒性。這些性質都使這種納米管作為藥物/基因載體具有重要的套用價值。

酶對界面膜識別與催化水解反應

生物分子的有序排列與自組裝構成了生物膜的基本結構單元，在生物細胞內被磷脂酶降解或過氧化反應所造成的膜結構損傷需要進行及時修復與更新，從而完成細胞膜的代謝。在這個循環中生物組份的催化降解起到關鍵性的作用，通過這種方式排除了許多毒性極大的不飽和脂肪酸分子，保護生物膜的完整性，使生命力不受到損傷。

李峻柏等人將布儒斯特角顯微鏡（BAM）和膜天平相結合，藉助氣/液界面上磷脂單分子膜的有序組裝，國際上首次實現了直接跟蹤觀察膜的不同相態對酶活性的影響，記錄酶對膜定向識別與催化水解的形態學及動力學變化的全過程，並在分子水平上確定酶的界面識別與水解反應對有序組裝的分子膜結構的影響。1.Junbai Li Qiang He Xuehai Yan "Assembly of Biomimetic Systems" Wiley-VCH2011 Germany.

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3.Xuehai Yan Pengli Zhu Jinbo Fei Junbai Li "Self-Assembly of Peptide-Inorganic Hybrid Spheres for Adaptive Encapsulation of Guests" Adv. Mater. 22 (2010) 1283-1287.

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18.Sufen Ai Gang Lu Qiang He Junbai Li "Highly Flexible Polyelectrolyte Nanotubes" J. Am. Chem. Soc.125 (2003) 11140-11141.

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