张中海

男， 华东师范大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1999.09-2003.07 华东师范大学化学系 本科
2003.09-2008.07 华东师范大学化学系 硕博连读
2008.07-2009.03 上海消防局火灾物证鉴定中心 研究员
2009.03-2010.03 日本富山大学 博士后
2010.08-2011.05 美国乔治华盛顿大学 博士后
2011.05-2013.11 沙特国王科技大学 博士后
2013.12-至今 华东师范大学 教授

研究领域和兴趣

光电分析化学

主要业绩

活体生物体内活性分子的动态检测与分析，为精准医疗提供实时分子表征基础，是支撑疾病早期预警、诊疗优化的核心技术路径，深度响应“面向人民生命健康”的国家科技创新战略需求。然而活体内活性分子的原位实时检测面临活体细胞电耦合干扰大、复杂体系分子识别难、活体环境界面稳定性差三大瓶颈问题。传统传感技术受制于激发-检测信号同源机制，难以同时突破以上三个瓶颈。因此，发展“光激发-电检测”异源双模态光电分析化学策略，实现活体环境内活性分子的高灵敏-高选择-高稳定原位实时检测，已成为化学测量学关键技术开发与服务精准医疗的重要命题之一。张中海教授面向活体生物体内活性分子实时检测的化学测量学前沿挑战，致力于开发“光激发-电检测”异源双模态光电分析化学方法，针对三个瓶颈问题，构建了“近红外光电响应—单原子精准分子识别—高稳定高生物兼容”三位一体的活体光电分析化学新体系，有效避免了活体生物细胞的电耦合干扰，实现了活体生物体内分子的原位、高灵敏、高选择、高稳定性实时检测。主要研究成果包括：（1）提出光子-等离子协同共振理论，在活体内高效捕获近红外II区光子，实现体内活性分子的高灵敏光电化学检测；（2）提出分子逆向设计单原子识别位点策略，根据待检测分子的化学结构特点构建单原子光电识别界面，实现活体复杂环境中目标分子的特异性识别；（3）发展三重包覆生物兼容界面，实现光电极在活体生物体内的高稳定、长时程检测。张中海教授以通讯作者在Nat. Comm., PNAS, Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Joule, Nano. Lett., Anal. Chem.等期刊发表论文88篇，总引用数超过9100次，单篇最高引用900次。获2019年度国家自然科学基金委优秀青年项目资助；获2024年度上海市自然科学二等奖（排名第一）。

代表成果

1. Shiting Gu, Dawei Xu, Jing Huang, Xue Zhou, Yibin Liu, Zhonghai Zhang*, Photoelectrochemical biosensor with single atom sites for norepinephrine sensing and brain region synergy in epilepsy. Nat. Commun. 2025, 16, 4765. DOI: 10.1038/s41467-025-60148-y
2. Xiankui Xu, Dawei Xu, Xue Zhou, Jing Huang, Shiting Gu, Zhonghai Zhang*, Implantable photoelectrochemical-therapeutic methotrexate monitoring system with dual-atomic docking strategy. Nat. Commun. 2025, 16, 1747. DOI: 10.1038/s41467-025-57084-2
3. Xiankui Xu, Dawei Xu, Shen Lu, Xue Zhou, Shenbo Yang, Zhonghai Zhang*, Atomically dispersed recognition unit for selective in vivo photoelectrochemical medicine detection. Nat. Commun. 2024, 15, 8827. DOI: 10.1038/s41467-024-53154-z
4. Tianhang Feng, Xue Zhou*, Yingjie Zhang, Zhonghai Zhang*, Photoelectrocatalytic-microbial biohybrid for succinic acid synthesis. Nat. Commun. 2026, 17, 3112. DOI: 10.1038/s41467-026-69962-4
5. Xue Zhou, Dan. Wu*, Yingjie Zhang, Tianhang Feng, Wenming Zhang*, Zhonghai Zhang*, Inorganic-bacterial biohybrids for efficient solar-driven nitrogen fixation. Nat. Commun. 2025, 16, 5690. DOI: 10.1038/s41467-025-60937-5
6. Xue Zhou, Baihe Fu, Linjuan Li, Zheng Tian, Xiankui Xu, Zihao Wu, Jing Yang, Zhonghai Zhang*, Hydrogen-substituted graphdiyne encapsulated cuprous oxide photocathode for efficient and stable photoelectrochemical water reduction. Nat. Commun. 2022, 13, 5770. DOI: 10.1038/s41467-022-33445-z
7. Jing Huang, Shiting Gu, Xue Zhou, Yibin Liu, Zhonghai Zhang*, Aptamer single-molecule dispersion on single-atom anchoring sites for high-selectivity in vivo detection. Chem. Sci. 2025, 16, 9720-9729. DOI: 10.1039/D5SC01852H
8. Yingjie Zhang, Tianhang Feng, Xue Zhou, Zhonghai Zhang*, Photoelectrocatalytic-Microbial Biohybrid for Nitrogen Reduction. Adv. Mater. 2024, 36, 2407239. DOI: 10.1002/adma.202407239
9. Linjuan Li, Dawei Xu, Xiankui Xu, Zheng Tian, Xue Zhou, Shenbo Yang, Zhonghai Zhang*, Modulation of active center distance of hybrid perovskite for boosting photocatalytic reduction of carbon dioxide to ethylene. PNAS, 2024, 121 (7) e2318970121. DOI: 10.1073/pnas.231897012
10. Dan Wu, Wenming Zhang, Baihe Fu, Zhonghai Zhang*, Living intracellular inorganic-microorganism biohybrid system for efficient solar hydrogen generation. Joule, 2022, 6, 2293-2303. DOI: 10.1016/j.joule.2022.08.002

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