现任职称/职务：教授，博士生导师 / 教育质量管理处处长
通讯地址：天津大学 化工学院 化学工程研究所
电子邮箱：qiwei@tju.edu.cn
一. 研究方向
1. 酶工程与生物催化 2. 纳米材料与传感检测 3. 生物质能源与化学品
面向生命健康和生物化工领域产业需求，以研发高性能酶制剂、多功能生物仿生材料、高附加值生化产品为目标，长期从事酶工程与生物催化、生物功能材料与生物基化学品领域的基础研究与应用开发工作。
1. 肽基仿生材料的设计与生物医药应用
(1) 仿生手性功能材料：模拟酶蛋白折叠，创新性提出对离子诱导、金属配位、界面调控等组装策略，精准可控制备具有多级螺旋与立体选择性的肽基手性材料，实现药物中间体的手性催化与色谱柱填料手性拆分，并为多种肽基功能物质（如：药物载体和人工仿酶）的设计提供理论指导。系列工作发表在 J. Am. Chem. Soc. 2015, 137: 7869; ACS Nano 2018, 12: 12305; ACS Nano 2021, 15: 9827; ACS Nano 2022, 16: 6866; Nano Letters 2021, 21: 6406。
(2) 仿病毒药物载体：模拟天然病毒结构，结合微流控技术，调控多肽组装为能穿越细胞屏障、非致病、可靶向递送基因药物的仿病毒纳米颗粒；开发适用于核酸疫苗的靶向载药体系，其转染 siRNA、DNA 和 mRNA等核酸的效率大于 90%，性能达到商业化转染试剂的要求，可部分替代进口高端实验用生化试剂。成果发表在 Angew.Chem.Inter.Ed. 2018, 57, 14228（内封面论文）; ACS Nano, 2024, 18, 10324-10340; Small 2023, 19,2204959; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10: 16698等期刊，申请发明专利 4 项，授权 2 项。
(3) 仿生套装多彩色素：针对传统染色剂毒性大、环境污染等问题，通过模拟天然黑色素形成过程，利用酶催化调控酪氨酸多肽的氧化聚合反应，合成系列仿生色素，实现快速温和、绿色安全的多彩染色 (Nat. Commun. 2023, 14: 3054; ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 31, 40531–40542; ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13: 34851; Dyes Pigments 2023, 216: 111360)；以简单多肽为基元，通过模拟绿色荧光蛋白的发光机制，利用多肽聚集诱导发光，合成 荧光多肽纳米颗粒，调变序列及聚集结构，获得动态可控的“彩虹色套装”，用于安全简便的生物成像监测 (ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12: 4212; 2020, 12: 31830; 2019, 11: 15401; Small 2022, 2201826)。
基于上述成果，受邀发表综述文章(Prog. Polym. Sci., 2021, 123, 101469; Chem. Soc. Rev., 2023, 52:1549, 正封面论文); 得到国家自然科学基金委网站、中科院网站、科学网、美国化学会、《科技日报》《人民日报》《中国日报》、新浪、搜狐、X-mol，化学与材料科学等30余家学术机构、媒体、公众号的专题报道; 第一完成人分获2018 年教育部自然科学二等奖和2014年天津市自然科学二等奖。
上述科研成果已实现授权专利转让，并在科技园建有中式基地和洁净车间，用于肽基药物载体研发；基于相关技术，团队已开发出具有自主知识产权的肽基核酸转染试剂盒，能够满足多种核酸（siRNA、DNA、mRNA）的高效靶向递送。
2. 酶蛋白改造与人工酶创制
(1) 酶结构解析与定向改造：基于酶蛋白构效关系，研究酶微结构调控方法，通过理性设计与定向改造，显著提升了漆酶、糖酶、PET 降解酶等多种酶的活性和稳定性。在 Bioresour. Technol. 连续发表14篇酶催化系列文章。
(2) 人工酶的创制与改造：受生物启发，提取天然酶活性中心骨架结构（关键氨基酸残基或多肽序列），通过基元模块（功能短肽\辅因子\金属离子）的设计构建，经自组装\共组装仿生模拟，创制性能优异的人工酶（过氧化物酶\磷酸水解酶\PET降解酶等仿酶），并创新性构建了活性中心微环境和催化活性动态可控的人工酯酶\漆酶。相较于天然酶，肽基人工仿酶具有结构简单、性能稳定、成本低廉等优点，可应用于药物分析、生物检测、成骨矿化等。系列工作发表在 Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 202309830; ACS Catalysis 2021, 11, 5839.; Appl. Catal. B. Environ. 2019, 254, 452.; Chem. Eng. J. 2021, 416, 129149. 等催化领域知名期刊。
基于上述成果，团队完成Elsevier出版社英文专著《Artificial Protein and Peptide Nanofibers》中《Assembled Peptides for Biomimetic Catalysis》章节，获天津青年科技奖，并入选教育部新世纪优秀人才、天津市131人才第一层次和天津市中青年科技创新领军人才。
3. 酶制剂规模制备与产业化应用
面向生命健康、生物医药、资源环境等产业需求，建成生物制造领域的产业化中试基地，配有吨级全自动发酵系统、中试反应釜和中试产品纯化系统。与多家企业合作，通过酶蛋白定向改造、新型固定化酶技术开发、生物催化工艺过程强化等技术集成与创新，实现多种酶制剂的低成本吨级发酵制备和高附加值生化产品的规模制备，完成20余项科技攻关和企业委托横向课题，作为负责人入选天津市高层次创新创业团队，形成从生物酶原料到终端应用的产品链，服务于生命健康、食品医药、生物化工等行业。
二. 讲授课程
本科生创新课：生物大分子研究中的化学工程问题（春季学期）
研究生选修课：绿色制造与化工产品工程
原课程：现代生物技术与生物工程专论（2003-2023）
博士生必修课：化学工程学科前沿
博士生选修课： 绿色加工与产品工程
原课程：现代生物催化与转化
三. 学术成就
从事生物化工领域的基础研究和应用开发工作，在“酶工程与生物催化、生物仿生材料、生物基化学品”方向的科研成果聚焦能源安全等国家需求，面向营养健康等民生科技，被中国科学院、美国化学会、Nature正刊研究亮点、科技日报、中国日报、人民日报、科学网等30余家国内外学术机构、知名媒体、公众号报道，与中石化、中石油等企业合作，为区域和行业发展做出贡献。
1. 项目：已承担863课题、国家科技支撑计划、国家重大仪器专项、国际科技合作、国家自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目、天津市重点科技攻关、中石化重点科技攻关等国家、省部级和企业委托各类科研项目60余项。
2. 文章：在Nat. Commun.、JACS、Angew Chem、AIChE J、ACS Nano、ACS Catal、Appl Catal B - Environ、Matter、Biotechnol Bioeng、Chem Eng Sci、Chem Eng J等80余种化学、化工、材料、能源、工程、生物领域期刊发表SCI论文400余篇，30余篇被遴选为亮点、封面或高被引论文。
3. 专利：申请中国发明专利100余项（授权50余项，实审40余项）。
4. 专著：参编十一五规划教材1部，出版专著1部。
5. 学生培养：培养博士、硕士研究生150余人，30余人次获全国宝钢优秀学生特等奖、教育部博士生学术新人奖、校级优秀博士/硕士学位论文、天津大学“十佳杰出青年”、校优博基金、国奖奖学金等多项奖励。近5年，6名同学获CSC资助出国联培。
6. 获奖：
综合：
2021年 全国三八红旗手
2019年 全国五一巾帼标兵
2017年 天津市三八红旗手
2015年 天津市五一劳动奖章
2011年 天津市教育系统教工先锋岗
2010年 天津大学第3届我心目中的好导师
2004年 天津大学第10届十佳杰出青年
科研：
2018年获 “教育部自然科学奖二等奖”（第一完成人）
2014年获 “天津市自然科学奖二等奖”（第一完成人）
2019年获 “第14届天津青年科技奖”
2015年获 “科学中国人年度人物杰出青年科学家奖”
2015年获 “国际埃尼奖（Eni Award）提名”（可再生能源领域）
2018年获 “第13届全国政府采购评审专家专业之星”
2019年获 “首届天津市工程专业学位优秀指导教师”
2008年入选 “教育部新世纪优秀人才”
2012年入选 “首届北洋青年学者”
2015年入选 “天津市131创新型人才培养工程第一层次”
2018年入选 “天津市高层次创新创业团队”（负责人）
2020年入选 “天津市创新人才推进计划中青年科技创新领军人才”
2023年团队获“第12届中国创新创业大赛(天津赛区)新材料组第一名”
教学：
曾获国家教学成果二等奖和天津市教学成果特等奖多项
四. 科研项目
已承担863课题、国家科技支撑计划、国家重大仪器专项、国际科技合作、国家自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目、天津市重点科技攻关、中石化重点科技攻关等国家、省部级和企业委托各类科研项目60余项。
国家自然科学基金 22278314 肽基PET水解仿酶的仿生设计、定向进化及催化应用
国家自然科学基金 22078239 多肽自组装生物固氮/脱氮仿酶的设计、调控与机理研究
国家自然科学基金 51773149 基于酶催化的肽类分子动态自组装研究
国家自然科学基金 21476165 基于肽类分子的多组分共组装：理性设计、多级调控与生物应用
国家自然科学基金 51173128 二肽超分子自组装调控、机理与应用
国家自然科学基金 31071509 酪源活性肽的释放规律、构效关系与集成制备研究
国家自然科学基金 20976125 新型多孔化交联酶聚体的制备、表征及生物催化制肽应用
国家自然科学基金 20306023 基于蛋白质结构知识解析活性多肽的酶解制备反应行为
国家自然科学基金 20276052 蛋白质酶解历程三维表征与集总反应动力学模型
国家自然科学基金 20576095 非均相多糖酶解过程反应和扩散的介观尺度研究
五. 论文专利
1. 封面论文
在Nat. Commun.、JACS、Angew Chem、AIChE J、ACS Nano、ACS Catal、Appl Catal B - Environ、Matter、Biotechnol Bioeng、Chem Eng Sci、Chem Eng J等80余种化学、化工、材料、能源、工程、生物领域期刊发表SCI论文400余篇，30余篇被遴选为亮点、封面或高被引论文，被引10000余次。
2. 代表性论文
（1）Yuhe Shen#, Rongxin Su#, Dongzhao Hao, Xiaojian Xu, Meital Reches, Jiwei Min, Heng Chang,Tao Yu, Qing Li, Xiaoyu Zhang, Yuefei Wang*, Yuefei Wang*, Wei Qi*. Enzymatic polymerization of enantiomeric DOPA into films with enhanced rigidity and stability. Nature Communications, 2023, 14: 3054.
（2）Wang Yuefei, Qi Wei*, Huang Renliang, Yang Xuejiao, Wang Mengfan, Su RongXin, He Zhimin. Rational design of chiral nanostructures from self-assembly of a ferrocene-modified dipeptide. Journal of the American Chemical Society, 2015, 137(24): 7869−7880.
（3）Jia Kong, Yuefei Wang*, Jiaxing Zhang, Wei Qi*, Rongxin Su, Zhimin He. Rationally designed peptidyl virus like particles enable targeted delivery of genetic cargo. Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57(43): 14032-14036.
（4）Li Qing,# Min Jiwei,# Zhang Jiaxing, Meital Reches, Shen Yuhe, Su Rongxin, Wang Yuefei,* Qi Wei, Enzyme-driven, switchable catalysis based on dynamic self-assembly of peptides, Angewandte Chemie International Edition, 2023, e202309830.
（5）Ruizhe Xing, Jiayi Yang, Dongguang Zhang, Wei Gong, Taylor V. Neumann, Meixiang Wang, Renliang Huang*, Jie Kong, Wei Qi*, Michael D. Dickey*. Metallic gels for conductive 3D and 4D printing. Matter, 2023, 6(7): 2248-2262
（6）Yutong Wang, Lijun Yang, Mengfan Wang*, Jiaxing Zhang, Wei Qi*, Rongxin Su, Zhimin He. Bioinspired phosphatase-like mimic built from the self-assembly of de novo designed helical short peptides. ACS Catalysis, 2021, 11(9): 5839-5849.
（7）Zixuan Wang, Jiaxing Zhang, Yuefei Wang,* Jialin Zhou, Xinhou Jiao, Mingshan Han, Xuelin Zhang, Hailiang Hu, Rongxin Su, Yumiao Zhang, Qi Wei, Overcoming endosomal escape barriers in Gene Drug Delivery using De novo designed pH-responsive peptides, ACS Nano, 2024, 18, 10324-10340.
（8）Yuefei Wang,* Qing Li, Jiaxing Zhang, Wei Qi, Shengping You, Rongxin Su, and Zhimin He. Self-Templated, Enantioselective Assembly of an Amyloid-like Dipeptide into Multifunctional Hierarchical Helical Arrays. ACS Nano, 2021, 15, 9827-9840.
（9）Gong Zhang,# Yaoyu Liang,# Yuefei Wang,* Qing Li, Wei Qi,* Wei Zhang, Rongxin Su, Zhimin He. Chirality-Dependent Copper-Diphenylalanine Assemblies with Tough Layered Structure and Enhanced Catalytic Performance. ACS Nano, 2022, 16, 6866-6877.
（10）Qiguo Xing, Jiaxing Zhang, Yanyan Xie, Yuefei Wang*, Wei Qi*, Rongxin Su, Zhimin He. Aromatic motifs dictate nanohelix handedness of Fmoc-tripeptides. ACS Nano, 2018, 12, 12305−12314.
（11）Wang Jinghui, Huang Renliang*, Qi Wei*, Su Rongxin, Bernard P. Binks*, He Zhimin. Appl. Catal. B - Environ., 2019, 254, 452-462.
（12）Tianyu Ren#, Zhaofeng Zhang#, Shengping You*, Wei Qi*, Rongxin Su, Zhimin He, Isolation and purification of 4-propylguaiacol and 4-propylsyringol by extraction and crystallization from the products of reductive catalytic fractionation processes. Green Chemistry, 2022, 24, 7355-7361.
（13）Xing Ruizhe, Huang Renliang*, Qi Wei*, Su Rongxin, He Zhimin. AIChE.J., 2018, 64(10), 3700-3708.
（14）Qing Li, Yuefei Wang,* Gong Zhang, Rongxin Su, Wei Qi, Biomimetic mineralization based on self-assembling peptides, Chemical Society Reviews, 2023, 52, 1549-1590.
（15）Yuhe Shen#,*, Yuefei Wang#,*, Ian W. Hamley, Wei Qi*, Rongxin Su, Zhimin He. Chiral self-assembly of peptides: toward the design of supramolecular polymers with enhanced chemical and biological functions. Progress in Polymer Science, 2021,123, 101469.
六.合作交流
近 5 年，CSC 国际联培6名博士，团队成员与密歇根大学安娜堡分校 Nicholas A. Kotov 教授、北卡罗来纳州立大学 Michael D. Dickey 教授、荷兰代尔夫特理工大学 Frank Hollmann 教授、欧洲科学院院士 Luis M. Liz-Marzá 教授、瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）Hatice Altug教授、英国赫尔大学 Bernard P. Binks 教授、英国雷丁大学 Ian W. Hamley 教授等学者合作，在 Science、Prog Polym Sci、Appl Catal B-Environ、Matter、Green Chem等高水平期刊联合发表国际论文。
