纳米生物学概论

课程编码：0710J1M04001H 英文名称：Nanobiology 课时：53 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：梁兴杰等

纳米技术及其基础学科正以前所未有的速度蓬勃发展。伴随着纳米尺度生产和操纵技术的不断进步，这一备受关注的研究领域变得更加充满活力，衍生出众多新的科学研究方向。纳米生物学是在纳米尺度上研究生物体基本结构、功能和活动规律，及纳米结构与生物体相互作用的交叉学科。在纳米尺度上对生命物质进行探索将会为人类对生物学研究展示出别开生面的绚烂画卷。通过本课程的学习，需重点掌握生物学中纳米结构的概念、种类；理解纳米结构对生命活动的基本作用规律及其功能影响；了解纳米生物技术的重要作用；熟悉和掌握纳米生物技术和传统生物技术相比所具有的优势，培养学生严谨的科学态度和分析问题、解决问题的能力为以后研究提供一个新的有利工具。

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第一章 绪论 3学时
第1节 绪论 3学时 梁兴杰
第二章 分子水平的纳米生物学 12学时
第1节 分子生物学基础知识 3学时 梁兴杰
第2节 分子水平的天然纳米结构 3学时 方巧君
第3节 分子水平的天然纳米结构 3学时 方巧君
第4节 分子水平的人工纳米结构 3学时 李乐乐
第三章 细胞水平的纳米生物学 12学时
第1节 细胞的结构 3学时 方巧君
第2节 细胞水平的生物纳米结构 3学时 方巧君
第3节 生物纳米结构的潜在应用 3学时 李乐乐
第4节 纳米结构与细胞的相互作用 3学时 李乐乐
第四章 生物体水平的纳米生物学 27学时
第1节 生理系统介绍，循环系统 3学时 方巧君
第2节 血脑屏障与神经系统 3学时 方巧君
第3节 肠胃粘膜屏障与消化系统 3学时 方巧君
第4节 胎盘屏障与生殖系统，皮肤黏膜屏障 3学时 方巧君
第5节 气血屏障与呼吸系统 3学时 方巧君
第6节 血眼屏障与视觉 3学时 方巧君
第7节 血液关节屏障与运动系统 3学时 方巧君
第8节 免疫系统 3学时 方巧君
第9节 考试 3学时 方巧君

梁兴杰，男，国家纳米科学中心 “百人计划”研究员，博士生导师, 国家杰出青年基金获得者(生物材料和纳米医学)，享受国务院特殊津贴。在中国科学院生物物理研究所，生物大分子国家重点实验室膜分子生物学室获得博士学位。2000-2005年期间在美国国立卫生研究院 (NIH) 国家肿瘤研究所 (NCI) 细胞生物学实验室 (LCB), 在NIH副院长Michael M. Gottesman博士研究组从事博士后研究，研究恶性肿瘤细胞对化疗药物cisplatin的分子和细胞耐药机理。之后在美国国家神经疾病与中风研究所 (NINDS), 帕特神经科学研究中心(Porter Neuroscience Research Center)， 外科和分子肿瘤神经实验室工作，研究恶性脑灰质瘤的药物和基因治疗机理。2007年作为助理教授在Howard University医学院放射医疗系从事纳米药物分子在动物体内的分子和细胞成像研究。 2008年入选中科院“百人计划”加入国家纳米科学中心。现为中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室副主任，中科院纳米科学卓越中心纳米药物组负责人，中国生物物理学会会员，中国药学会高级会员。《Biophysics Reports》 和 《Biomaterials》 副主编， 《ACS Nano》 顾问委员会编委, 《Current Nanoscience》, 《Advanced in Nano Research》, 《Journal of Nanomaterials》, 《Theranostics》, 《Biomaterials Research》等杂志编委及《Biotechnology Advances》杂志客座编委。研究方向为纳米药物的设计合成、结构优化和功能测定及其临床应用中的生物机制。
方巧君，女，国家纳米科学中心“百人计划”研究员，博士生导师。2005年在美国约翰霍普金斯大学医学院获得生物化学博士。 2005年至2009年在约翰霍普金斯大学和 Fred Hutchinson Cancer Research Center 做博士后。2009年被Fred Hutchinson Cancer Research Center聘为正式科研人员， 主要从事蛋白结构信息学及基于蛋白组学的系统生物学研究。 2013年加入国家纳米科学中心，入选中科院“百人计划”研究员。 研究工作包括：1）结合蛋白组学、基因组学的系统生物学方法分析纳米材料的生物效应及在分子水平上的毒性和毒理；2）寻找蛋白分子标志物及其在纳米医学领域里的临床应用。
李乐乐，男，国家纳米科学中心研究员，博士生导师，入选2016年入选中组部“青年千人计划”。2010年于北京大学获博士学位，导师为严纯华院士。2010-2012年在美国伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)进行博士后研究，合作导师为Yi Lu教授；2012-2016年麻省理工学院(MIT)和哈佛医学院(HMS)进行博士后研究，合作导师为Robert Langer院士和Daniel S. Kohane教授。2016年7月加入国家纳米科学中心。研究方向为纳米材料的表界面化学调控及生物医学应用，目前已在PNAS，JACS，Angew Chem Int Ed，Chem Mater和Small等国际学术期刊上发表学术论文30余篇。
王浩，中国科学院“百人计划”研究员，博士生导师。2005年在南开大学获得博士学位，其后在德国维尔茨堡大学作为洪堡研究员进行研究，从事染料分子的自组装及其光学行为的研究。2007-2011年在美国加州大学洛杉矶分校医学院 Crump 分子成像研究所（Crump Institute for Molecular Imaging）和加州纳米系统研究中心（California NanoSystems Institute） 从事纳米技术在癌症诊断与治疗方面的研究。 利用微流控生物芯片成功的实现了可编程的自组装制备超分子纳米粒子组合库，用于癌症诊断和治疗。2011年加入国家纳米科学中心，中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室。到目前为止，发表文章30余篇，参编专著2部，授权专利2项。