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Personal Information
More >>Associate Professor Supervisor of Master's Candidates
Main positions:Associate Professor
Profile
张新星博士，本科毕业于南开大学，先后在德国洪堡大学Ernsting教授组（莱布尼茨奖得主），美国宾州州立大学Maroncelli教授组（洪堡奖、乔耳亨利海德勃莱奖得主），中科院化学所夏安东教授组（杰青）及美国芝加哥大学Tokmakoff教授组（美国国家科学院院士；美国人文与科学学院院士）完成博士和博士后工作。长期致力于基于瞬态光谱的分子动力学研究及超快光学平台技术革新，主导搭建了宽光谱荧光上转换系统（FLUPS）以及宽时域脉冲升温二维红外系统，目前均为世界最优水平。其中申请人主导研制的FLUPS系统，各项指标均为世界最优水平，成果发表在国际科学仪器研制领域期刊，并由德国LIOP-TEC公司完成产业化。近年来，在超高时空高分辨技术、生物大分子识别、智能生物材料设计等领域取得一系列创新成果和技术突破，在Nature Chemistry、Matter、Communications Biology、J. Phys. Chem. Lett.、Rev.Sci.Instrum.等国际核心期刊发表论文。多项原创成果被综述（Chemical Reviews, 2017, 117, 10826；Topics in Current Chemistry 2017, 375:86）和新闻媒体（News Break, Phys.org, U Chicago News等）大篇幅报道。参与申请及承担德国DFG基金项目、美国NIH R1基金项目。曾获得美国芝加哥大学Kharasch Travel奖、南开大学优秀博士生毕业论文奖。
研究方向：
一．瞬态二维红外光谱探测技术
二．生物分子的相互作用、自组装、相分离动力学过程
三．生物分子的识别动力学及其局域微环境
四．仿生材料的分子机理及调控
招生信息：光学、光学信息工程
课题组为研究生提供充分的科研训练和学术交流机会，欢迎有理想、有追求的同学加入！
Educational Experience
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- 1.瞬态光谱探测技术： 现阶段的生物分子动力学研究中，发展一套同时具有信号灵敏度和结构灵敏度的瞬态光谱手段，对于研究激发态电子/质子转移、能量迟豫等动力学过程，重新认知激发态分子与周围环境（溶剂、DNA、蛋白等）的弱相互作用具有重要意义。二维红外光谱技术在一维光谱基础上，解决了特征峰重叠的问题，通过交叉峰揭示分子内和分子间的相互作用关系，对分子结构变化有着很强的灵敏度。与常规二维红外相比，瞬态二维红外光谱系统将纳秒与飞秒激光器同步，利用纳秒脉冲诱导生物分子周围温度或pH值改变，引发生物分子的解离、折叠等反应，再通过飞秒脉冲同步观测相应的动力学过程，进而揭示重要的中间态结构。（J. Phys. Chem. Lett., 2020, 11, 4353-4358；J. Phys. Chem. B, 2024,128, 1884）
- 2.生物分子的相互作用、自组装、相分离动力学过程： 生命体内的相分离是指生物大分子由于相互作用导致分布不均，形成凝聚相和稀释相的过程。该过程广泛存在于生命体内，通过协助蛋白质与配体的结合，帮助细胞建立生化活性区，进而调控生物大分子的功能。在微观尺度上，相分离形成多肽微液滴可以经由细胞内传递将药物分子运输到细胞中，避免了人工合成纳米载体的毒性风险，开辟了载药系统制备的新途径。在宏观尺度上，相分离可以促进、调控蛋白质的自组装过程，最终形成具有高强度、高韧性等性质的可降解材料，在仿生皮肤、食品包装等方面有着广阔应用前景。（Biomacromolecules, 2022, 23,2662 ; ACS Appl. Mater. Inter., 2022，14, 21945）
3.生物大分子的识别动力学及其局域微环境：
蛋白-蛋白，蛋白-离子相互作用的研究对于理解人体功能的基本过程（信号传导、细胞周期调控和代谢等）以及治病机理（阿尔兹海默症、糖尿病等）至关重要。在这些动力学过程中，蛋白结构的变化过程直接影响着反应路径、结合速率、生成物稳定性等。这部分工作将为生物大分子的调控和修饰，以及先导药物的开发提供重要的研究手段。（J. Phys. Chem. B, 2024,128，1884）
