從碩士研究生開始，我的科研工作一直圍繞著電化學生物傳感器開展，包括考察不同碳材料在電化學（特別是安培型）生物傳感器中的應用，以及基于生物燃料電池的自我供電型電化學生物電子器件的設計與應用。我們在這兩個方向上做了一些獨特、有趣和系統的研究工作，主要體現在以下五個方面：
1、基于石墨烯的電化學
使用具有二維單層結構的石墨烯作為電極材料構筑基于石墨烯的電化學傳感平臺。
石墨烯修飾電極在不需要水解、標記或利用其他電化學媒介體或指示劑的情況下檢測單核苷酸多態性（single-nucleotide polymorphisms）。此外石墨烯修飾電極對多種電化學活性物質的電化學催化展示出比石墨修飾電極和玻碳電極更快的電子轉移速率。基于石墨烯的脫氫酶和氧化酶生物傳感器比基于石墨和玻碳的生物傳感器對乙醇和葡萄糖具有更好的分析性能。因此具有良好電化學性能的石墨烯對于構筑電化學傳感平臺（從安培傳感器、安培酶生物傳感器到非標記脫氧核糖核酸生物傳感器）非常有利。
參考文獻：Ming Zhou, Yueming Zhai and Shaojun Dong*. Electrochemical Sensing and Biosensing Platform Based on Chemically Reduced Graphene Oxide. Anal. Chem. 2009, 81, 5603-5613.至今被引870余次。
使用簡單、廉價、有效、綠色和環境友好的電化學方法制備石墨烯膜。
創新性的提出基于電化學還原法制備石墨烯，首次用基于氫離子的三相界面模型解釋該方法的機理。基于電化學還原法成功制備石墨烯膜的提出不但有利于石墨烯氧化物和石墨烯的基礎研究，更有利于用綠色和環境友好的方法制備各種基于石墨烯的器件。
參考文獻：Ming Zhou, Shaojun Dong et al. Controlled Synthesis of Large-Area and Patterned Electrochemically Reduced Graphene Oxide Films. Chem. Eur. J. 2009, 15, 6116-6120.
2、基于有序介孔碳的電化學傳感器及生物燃料電池
利用有序介孔碳作為電極基底構筑電化學傳感平臺和生物燃料電池。
其性能高于以碳納米管為基底構筑的電化學傳感器和生物燃料電池。這些說明具有三維相互交叉和有序孔道結構的有序介孔碳是除碳納米管以外另一種在電化學傳感和生物燃料電池方向具有潛在“廣泛應用”的碳材料。相關工作發表在Biosen. Bioelectron. 2009, 24(9): 2904-2908；Anal. Chem.2008, 80(12): 4642-4650；Anal. Chem. 2007, 79(14):5328-5335；Biosen. Bioelectron. 2008, 24(3): 442-447；Electrochem. Commun. 2008, 10(6): 859-863。
參考文獻：Ming Zhou, Li-ping Guo et al. Electrochemical Behavior of L-Cysteine and Its Detection at Ordered Mesoporous Carbon-Modified Glassy Carbon Electrode. Analytical Chemistry 2007, 79, 5328-5335.
3、基于生物燃料電池的自我供電智能生物計算“檢測-響應-治療”邏輯電子器件
在自我供電生物燃料電池體系內，將生物計算邏輯檢測與藥物控制釋放相結合，成功構筑自我供電的“檢測-響應-治療”（“Sense-Act-Treat”）智能生物計算邏輯電子器件。
利用嵌入陽極中的布爾AND邏輯以及生理相關的生物標記物乳酸和乳酸脫氫酶，原理性驗證系統可診斷由腹部外傷引起的病理變化；與固載于陰極的導電聚合物-藥物輸送系統相結合，該電子器件可通過生物標記濃度的變化自動觸發治療藥物的控制釋放。該體系不需要外加電源、中控電子器件和微電機械藥物制動器，便可實現生物電子器件在醫療方面自動診斷、自動給藥治療的功能。
參考文獻：Ming Zhou, Joseph Wang et al. A Self-Powered “Sense-Act-Treat” System that is Based on a Biofuel Cell and Controlled by Boolean Logic. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51, 2686-2689.
4、基于生物燃料電池的自我供電智能生物計算邏輯電子傳感器
將適配子邏輯體系引入生物燃料電池，用以控制生物燃料電池的能量輸出，進而構筑了第一個自我供電的邏輯適配子傳感器。
與傳統的生物傳感器不同，所提出的邏輯適配子傳感器是自我供電的、智能的、可用利用內置的NAND邏輯門來確定樣品中是否兩種分析物同時存在。率先將可逆的適配子邏輯體系引入生物燃料電池，制備了一種新穎的基于微流控生物燃料電池的自我供電和可重復使用的智能邏輯適配子傳感器。基于IMP-Reset邏輯獨特的功能，該適配子邏輯傳感體系可通過一次實驗，智能確定人血清中是否一種特定目標物存在而另一種目標物不存在。經過在十次重復使用后，該設備仍然能準確工作，這表明該邏輯生物傳感器可潛在應用于復雜生物樣品的重復檢測。相關工作發表在J. Am. Chem. Soc. 2010, 132(7): 2172-2174；Lab Chip 2010, 10(21): 2932-2936。
參考文獻：Ming Zhou, Shaojun Dong, Erkang Wang et al. Aptamer-Controlled Biofuel Cells in Logic Systems and Used as Self-Powered and Intelligent Logic Aptasensors. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2172-2174.
將脫氧核糖核酸酶（DNAzyme）引入生物燃料電池，成功構筑了第一個基于DNAzyme的自我供電生物計算邏輯傳感器。
該邏輯傳感器執行INH邏輯，功率輸出符合INH真值表。不同輸入產生不同邏輯激活DNAzyme的新穎概念在自我供電醫療診斷領域有廣闊的應用。
參考文獻：Ming Zhou, Li-ping Guo et al. Electrochemical Sensing Platform Based on the Highly Ordered Mesoporous Carbon-Fullerene System. Analytical Chemistry 2008, 80, 4642-4650.
制備基于氧氣控制的自我供電生物計算邏輯酶傳感器。
該邏輯體系可實現AND和XNOR邏輯門的重復使用以及在“同一底液中”互換。這種可循環使用的生物計算體系可以潛在進行邏輯應用以及自我供電“智能”可植入醫學診斷。
參考文獻：Ming Zhou, Shaojun Dong et al. Boolean Logic Gates Based on Oxygen-Controlled Biofuel Cell in "One Pot", Electrochimica Acta 2011, 56, 4112-4118.
5、基于生物燃料電池的自我供電智生物計算安全體系
構建了基于酶的輸入和基于生物燃料電池開路電位的輸出模擬密碼鎖功能的生物計算自我供電安全體系。
將生物燃料電池與生物安全體系相結合可能非常有利于增強密碼鎖在將來自我供電安全生物電子器件中的適應性。率先制備了基于氧氣控制生物燃料電池的可開關和自我供電的邏輯體系。該體系可潛在用于評定生物體的生理狀況和為新穎生物計算數字傳感器的發展提供新的方向。該研究提供了一個新的模擬生物體系的途徑，填補了理論概念（例如信息/地貌理論）和實驗之間的空白。相關工作發表在Bioinformatics 2011, 27(3): 399-404；Chem. Eur. J. 2010, 16(26): 7719-7724。
參考文獻：Ming Zhou, Xiliang Zheng, Jin Wang*, Shaojun Dong*, 'Nondestructive' Biocomputing Security System Based on Gas-Controlled Biofuel Cell and Potentially Used for Intelligent Medical Diagnostics. Bioinformatics 2011, 27. 399-404.
以上工作創新點的部分或全部工作多次撰寫綜述性論文，如Acc. Chem. Res. 2011, 44(11): 1232-1243 綜述1 篇（被Thomson Reuters Web of Science 選為ESI 高引論文，引用次數位于化學領域前1%），Chem. Soc. Rev. 2016, 45(5): 1273-1307 綜述1篇， ChemCatChem 2015, 7(18): 2744-2764 綜述1 篇，Biosen. Bioelectron. 2016, doi: 10.1016/j.bios.2016.05.002, In Press綜述1 篇，Electroanalysis 2012, 24(2): 197-209 綜述1篇，Electroanalysis 2015, 27(8): 1786-1810 綜述1篇。英文專著《Biomolecular Information Processing - From Logic Systems to Smart Sensors and Actuators》（2012, Wiley-VCH出版社）1章，英文專《Industrial Applications of Carbon Nanotubes》（2016，Elsevier出版社）2章，英文專著《Advanced Electrode Materials》（2016，Scrivener出版社）2章。
從電化學（特別是安培型）生物傳感器到基于生物燃料的自我供電型電化學生物電子器件的研究是非常有趣和自然的過度。通常傳統電化學生物傳感器是三電極體系（工作電極、對電極和參比電極），但工作電極只有一個。而基于生物燃料電池的自我供電型生物電子器件是由兩電極（陰極和陽極）組成，工作電極可以認為是兩個，這就增加了體系的復雜程度。因此，我們認為對傳統的、基于三電極體系的電化學生物傳感器相對深入的認識和理解是設計和制備基于生物燃料電池的自我供電型電化學生物電子器件的前提和基礎。我們課題組一直在同時進行這兩個方面的研究。
從2000年到2010年，我認為這是電化學生物傳感器的黃金十年，夸張點說在學校操場抓把土粘到電極上都能輕輕松松發paper。2010年后，電化學生物傳感器的熱潮在慢慢減低，而光譜生物傳感器流行起來，這在基金申請方面有著真切的提現。記得2016年的幾次國內會議，自然科學基金委的莊乾坤主任每次都強調分析化學類幾乎一半的基金都是在圍繞“光譜（紫外、熒光燈）-DNA”相關檢測申請，但國家希望百花齊放，鼓勵獨特或小眾的方向！我認為自我供電型、智能電化學生物傳感器正是這些獨特的方向之一，有可為！
個人簡歷
周明，東北師范大學化學學院教授、博士生導師、吉林省高層次創新創業人才、納米生物傳感分析（Nanobiosensing and Nanobioanalysis）吉林省高校重點實驗室主任、東北師范大學分析測試中心主任。
主要研究領域：在生物檢測、環境監測、納米電極、納米孔電極、可穿戴器件、鋰電池、超級電容器和燃料電池等方向和領域開展科學研究。
2004年7月畢業于東北師范大學化學學院，獲學士學位。2007年7月畢業于東北師范大學化學學院，獲碩士學位。2011年1月，畢業于中國科學院長春應用化學研究所，獲博士學位，師從第三世界院士董紹俊研究員。2011年1月至2015年10月，分別在美國加州大學圣迭戈分校、美國凱斯西儲大學、美國華盛頓大學和美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室從事博士后研究。2015年加入東北師范大學化學學院，。
至今在Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie-International Edition、Chemical Society Reviews、Accounts of Chemical Research和Analytical Chemistry等國際著名學術期刊發表學術論文45篇，總引超過3200次，H-index為26，單篇研究型論文最高引用次數超過830次（Zhou et. al., Anal. Chem., 2009, 81, 5603），4篇論文被Web of Science選為ESI高引用論文，引用次數位于化學領域前1%。
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