石家福

石家福，博士，天津大學環境科學與工程學院教授。

基本介紹

• 中文名：石家福
• 國籍：中國
• 畢業院校：天津大學化工學院
• 學位/學歷：博士
• 職業：教師
• 專業方向：酶催化生物製造
• 任職院校：天津大學環境科學與工程學院

教育經歷

2008.09~2013.01：天津大學，化工學院，工學博士

2004.09~2008.07：天津大學，化工學院，工學學士

工作經歷

2022.07~至今 ：天津大學，環境科學與工程學院，教授

2017.07~2022.06：天津大學，環境科學與工程學院，副教授

2016.02~2017.02：美國加州大學伯克利分校，訪問學者

2013.01~2017.06：天津大學，環境科學與工程學院，講師

研究方向

主要從事酶催化生物製造過程強化研究，重點圍繞“碳中和、碳達峰”的國家重大需求和國際科技前沿，針對酶催化領域的兩個關鍵問題——活性-穩定性難以高度統一與質-能轉化難以高效協同，提出了基於“限域模組”和“供能模組”設計酶催化系統的新策略和新思路，構建了“仿細胞反應器”固定化酶催化系統和“人工類囊體”酶-光偶聯催化系統，揭示了清潔能源驅動酶促轉化過程中質子-電子-分子傳遞與催化反應間的協調新機制，實現了澱粉、CO2等可再生碳資源的高效轉化。

主要成績：

1、高性能固定化酶催化劑及其規模化製備關鍵技術開發

提出了“仿細胞反應器”酶催化系統的概念，實現CO2/澱粉多步轉化過程高效強化，完成公斤級催化劑製備與放大，用酶成本降低50%以上。獲批國家重點研發計畫青年項目，中國石油和化學工業聯合會科技進步二等獎（第2）。

2、酶-光偶聯催化系統構建與質子-電子-分子傳遞機制解析

提出了“人工類囊體”酶-光偶聯催化系統的概念，揭示了清潔能源驅動酶促轉化過程中質子-電子-分子傳遞與催化反應間的協調新機制，實現了光碟機動CO2多步合成甲醇等C1過程高效強化。獲批國家優秀青年科學基金項目，獲天津市自然科學獎一等獎（第2）。

學術成果

科研項目

[1] 酶-光偶聯催化過程，國家優秀青年科學基金，2022.1-2024.12，主持

[2] 醫藥與食品用功能糖工業酶創製與催化，“綠色生物製造”國家重點研發計畫青年項目，2021.7-2024.6，主持

[3] 光碟機動二氧化碳酶促加氫系統仿生構建與性能強化研究，國家自然科學基金面上項目，2018.01~2021.12，主持

[4] 微囊型納米顆粒組裝體固定化多酶系統的仿生構建及性能研究，國家自然科學基金青年項目, 2015.01~2017.12，主持(已結題)

[5] 光碟機動酶催化低碳烷烴單加氧直接合成低碳醇的研究，天津市自然科學基金面上項目，2019.04~2022.03，主持

[6] 石墨烯基雜化氣凝膠固定化脂肪酶催化合成凝油劑，天津市套用基礎與前沿技術研究計畫項目青年基金，2015.04~2018.03，主持(已結題)

[7] 全細胞/酶固定化轉化技術構建，委託開發項目，2019.10-2022.10，主持

[8] 生物催化與人工光合，天津大學北洋青年學者計畫項目，2020.01-2023.12，主持

[9] 納米光碟機酶催化系統構建及其催化低碳烷烴選擇性氧化合成低碳醇，中國科學院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室開放基金，2020.01-2022.12，主持

[10] 仿生超薄微囊膜製備及其固定化酶性能研究，綠色合成與轉化教育部重點實驗室開放基金，2017.01~2018.12，主持(已結題)

[11] 基於多酚化學製備多孔材料、構建酶催化系統，國家公派高級研究學者及訪問學者(含博士後)項目，2016.01 -2017.01，主持(已結題)

[12] 生物-化學偶聯繫統構建及催化葡萄糖合成5-羥甲基糠醛，廣東省新能源和可再生能源研究開發與套用重點實驗室開放基金，2017.01-2018.12，主持(已結題)

[13] 仿生功能材料與環境生物催化，天津大學北洋學者青年骨幹教師項目，2016.01 -2017.12，主持(已結題)

[14] 基於酶-光偶聯模型的光合作用介尺度機制探索，國家自然科學基金委重大研究計畫培育項目，2016.01-2018.12，骨幹(第三)(已結題)

發表論文

[1]Shihao Li, Yuqing Cheng, Yu Chen, Jing Li, Yiying Sun, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, Topologically and Chemically Engineered Conjugated Polymer with Synergistically Intensified Electron Generation, Transfer and Utilization for Photocatalytic Nicotinamide Cofactor Regeneration

Applied Catalysis B: Environmental, 2022, 317, 121772.

[2]Yizhou Wu, Yu Chen, Donglin Li, Dania Sajjad, Yixuan Chen, Yiying Sun, Shusong Liu, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, Interface Engineering of Organic-Inorganic Heterojunctions with Enhanced Charge Transfer

Applied Catalysis B: Environmental, 2022, 309, 121261. (Highlighted by 研之成理)

[3]Yiying Sun, Jiafu Shi*, Zhuo Wang, Han Wang, Shaohua Zhang, Yizhou Wu, Hongjian Wang, Shihao Li, Zhongyi Jiang*, Thylakoid Membrane-inspired Capsules with Fortified Cofactor Shuttling for Enzyme-Photo-coupled Catalysis

Journal of the American Chemical Society, 2022, 9, 4168-4177. (Cover Story, Highlighted by ACS Publications，高分子科學前沿，研之成理，遇見生物合成)

[4]Shaohua Zhang, Shusong Liu, Yiying Sun, Shihao Li, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang* Enzyme-Photo-coupled Catalytic Systems

Chemical Society Reviews, 2021, 50, 13449-13466. (Inside Front Cover, Highlighted by 研之成理，遇見生物合成)

[5]Jingshan Jia, Qian Huo, Dong Yang, Yiying Sun, Songping Zhang, Shihao Li, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, Granum-Inspired Photo-Enzyme-Coupled Catalytic System via Stacked Polymeric Carbon Nitride

ACS Catalysis, 2021, 11, 9210-9220. (Highlighted by 研之成理)

化學工程聯合國家重點實驗室優秀開放課題成果

[6]Shaohua Zhang+, Yishan Zhang+, Yu Chen, Dong Yang, Shihao Li, Yizhou Wu, Yiying Sun, Yuqing Cheng, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, Metal Hydrides-Embedded Titania Coating to Coordinate Electron Transfer and Enzyme Protection in Photo-enzymatic Catalysis

ACS Catalysis, 2021, 11, 476-483. (Highlighted by X-MOL, ACS Publications, 研之成理，遇見生物合成)

[7]Yizhou Wu, Jiafu Shi*, Shuang Mei, Hija Athman Katimba; Yiying Sun, Xueying Wang, Kang Liang, Zhongyi Jiang*, Concerted Chemoenzymatic Synthesis of α-Keto Acid through Compartmentalizing and Channeling of Metal-Organic Frameworks

ACS Catalysis, 2020, 10, 9664-9673. (Highlighted by ACS Publications)

[8]Shaohua Zhang, Jiafu Shi*, Yixuan Chen, Qian Huo, Weiran Li, Yizhou Wu, Yiying Sun, Yishan Zhang, Xiaodong Wang, Zhongyi Jiang*, Unraveling and Manipulating of NADH Oxidation by Photo-generated Holes

ACS Catalysis, 2020, 10, 4967-4972. (Highlighted by ACS Publications)

[9]Yizhou Wu, Jiafu Shi*, Donglin Li, Shaohua Zhang, Bo Gu, Qian Qiu, Yiying Sun, Yishan Zhang, Ziyi Cai, Zhongyi Jiang*, Synergy of Electron Transfer and Electron Utilization via Metal-Organic Frameworks as Electron Buffer Tank for Nicotinamide Regeneration

ACS Catalysis, 2020, 10, 2894-2905. (Highlighted by ACS Publications)

[10]Dong Yang, Yishan Zhang, Shaohua Zhang, Yuqing Cheng, Yizhou Wu, Ziyi Cai, Xiaodong Wang, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, Coordination between Electron Transfer and Molecule Diffusion through Bioinspired Amorphous Titania Nanoshell for Photocatalytic Nicotinamide Cofactor Regeneration

ACS Catalysis, 2019, 9, 11492-11501. (Highlighted by 研之成理)

[11]Shaohua Zhang, Jiafu Shi,* Yiying Sun, Yizhou Wu, Yishan Zhang, Ziyi Cai, Yixuan Chen, Chun You, Pingping Han, Zhongyi Jiang*, Artificial Thylakoid for the Coordinated Photo-Enzymatic Reduction of Carbon Dioxide

ACS Catalysis, 2019, 9, 3913-3925. (Front Cover, highlighted by ACS Publications)

入選ACS Catalysis ACS Catalysis Blurs the Lines Between Catalysis Subdisciplines

入選（福建省廈門第一中學高考二模）考試內容。

[12]Yizhou Wu, Jesse Ward-Bond, Donglin Li, Shaohua Zhang, Jiafu Shi*, Zhongyi Jiang*, g-C3N4@α-Fe2O3/C Photocatalysts: Synergistically Intensified Charge Generation and Charge Transfer for NADH Regeneration

ACS Catalysis, 2018, 8, 5664-5674.

[13]Jiafu Shi, Yizhou Wu, Shaohua Zhang, Yu Tian, Dong Yang, Zhongyi Jiang*, Bioinspired Construction of Multi-Enzyme Catalytic Systems

Chemical Society Reviews, 2018, 47, 4295-4313. (Highlighted by X-MOL)

[14]Xiaodong Wang*, Tony Saba, Humphrey H.P. Yiu, Russell F. Howe, James A. Anderson, Jiafu Shi*. Cofactor NAD(P)H regeneration inspired by heterogeneous pathways

Chem, 2017, 2, 621-654. (Highlighted by X-MOL)

[15]Jiafu Shi, Yanjun Jiang, Zhongyi Jiang*, Xueyan Wang, Xiaoli Wang, Shaohua Zhang, Pingping Han, Chen Yang, Enzymatic conversion of carbon dioxide

Chemical Society Reviews, 2015, 44, 5981-6000.

[16]Jiafu Shi, Yanjun Jiang, Xiaoli Wang, Hong Wu, Dong Yang, Fusheng Pan, Yanlei Su, Zhongyi Jiang*, Design and synthesis of organic-inorganic hybrid capsules for biotechnological applications

Chemical Society Reviews, 2014, 43, 5192-5210.

[17]Jiafu Shi, Xiaoli Wang, Wenyan Zhang, Zhongyi Jiang*, Yanpeng Liang, Yuanyuan Zhu, Chunhong Zhang, Synergy of Pickering emulsion and sol-gel process for the construction of an efficient, recyclable enzyme cascade system

Advanced Functional Materials, 2013, 23, 1450-1458.

出版著作

[1] Shielding of Enzyme on the Surface of Graphene-Based Composite Cellular Foams Through Bioinspired Mineralization, Methods in Enzymology, Elsevier, Corresponding author, 2018.

[2] Biomimetic/bioinspried Design of Enzyme@Capsule Nano/Micro-Systems, Methods in Enzymology, Elsevier, 1st author, 2015.

[3] Biomimetic Protamine-Templated Silicification, World Scientific Publisher, 3rd author, 2013

[4] 石家福，仿生材料與環境保護，天津大學2020年通識選修課重點建設課程（一般立項，已結題）

[5] Nonconventional Cofactor Regeneration Systems, Biocatalysis for Practitioners: Techniques, Reactions and Applications, 1st author & Corresponding author, 2021.

[6] 石家福，海洋環境仿生交叉學課程建設，人才培養綜合改革專項（跨學科專業課程建設研究與實踐項目），天津大學2021年本科教育教學改革研究項目（一般項目）

[7] 第14章 酶的固定化與全細胞催化，高級酶工程，科學出版社，2022年12月

榮譽獎項

[1]第五屆“生物化工青年論壇”會議組織委員會委員，2022年

[2]ERC Consolidator Grant（歐洲研究理事會鞏固基金，相當於傑青基金）評審專家，2022年

[3]2020-2021年度天津市工程專業學位碩士研究生優秀學位論文指導教師

[4]中國生物工程學會一碳生物技術專委會委員，2022年

[5]天津大學教工示範崗，2022年

[6]ChemBioTalents2022，2022

[7]Sustainability編委

[8]Synthentic Bioloyg and Engineering編委（主編：Shang-Tian Yang院士&An-Ping Zeng院士）

[9]Chemical Synthesis青年編委（主編：Bao-Lian Su院士）

[10]SusMat青年編委（主編：王琪院士）

[11]天津大學環境科學與工程學院優秀共產黨員, 2021

[12]天津大學環境科學與工程學院年終考核優秀，2021

[13]天津大學環境科學與工程學院優秀班主任，2021

[14]天津市自然科學一等獎（排名第2），2020年

[15]《食品研究與開發》編委會青年委員, 2021-2022；2023-至今

[16]2nd International Symposium on Biomass Utilization Technologies 優秀口頭報告獎

[17]中國顆粒學會第十一屆學術年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會天然和仿生顆粒分會優秀報告獎

[18]2019 Class of Influential Researchers of I&ECR，2019年（全球約30人/年）

[19]天津大學青年教工示範崗，2018年

[20]天津大學環境科學與工程學院年終考核優秀，2018年

[21]天津市創新人才推進計畫青年科技優秀人才，2017年

[22]天津大學沈志康獎教金，沈志康基金委員會，2016年

[23]中國石油和化學工業聯合會科技進步（套用基礎類）一等獎（排名第8），2016年

[24]天津市優秀博士學位論文，2015年

[25]天津市131創新型人才培養工程第三層次人選，2015年

[26]A Three-year Membership in the American Chemical Society, 2015

[27]中國石油與化學工業聯合會科技進步（套用基礎類）二等獎（排名第2），2013年

[28]天津大學學生科學獎，2012年