Деятельность Н.Н.Зинина
в Медико-хирургической академии
2 января 1848 г. был подписан приказ об увольнении, а 26 января выдержавший конкурс в Медико-хирургическую академию статский советник Н.Н.Зинин был утвержден ординарным профессором химии и физики (в академии для двух этих наук полагалась одна кафедра) .
В отличие от предшественников, Зинин отделил химию от физики, последнюю стал преподавать адъюнкт А.А.Измайлов. Химию Зинин начал читать так капитально, будто слушали ее не будущие хирурги и терапевты, а истинные химики. На первом курсе читалась химия неорганическая и аналитическая (пять лекций в неделю), а на втором – органическая химия с применением ее к патологии и физиологии – в сущности, этот курс содержал в себе начало будущей биологической химии. Кроме этого студенты выполняли лабораторные практические работы. Ученик Зинина А.П.Бородин, характеризуя деятельность своего учителя, писал: «Войдя в состав профессоров Санкт-петербургской Медицинской академии, Н.Н.Зинин перенес сюда те же живые и высокие начала строгой науки, прогресса и самостоятельности, которых проводником он был прежде в Казани… Начинающие ученые, гости, спешили поделиться результатами своих первых работ, посоветоваться с опытным и авторитетным хозяином лаборатории Медико-хирургической академии, Зининым, о своих планах, намерениях… Лаборатория превратилась в миниатюрный химический клуб, в импровизированное заседание химического общества, где жизнь молодой русской химии кипела ключом» .
Интересна точка зрения самого Зинина : «Медицина, как наука, представляет лишь приложение естествознания к вопросу о сохранении и восстановлении здоровья; естественные науки поэтому должны играть при медицинском образовании первенствующую роль, а отнюдь не быть дополнительным или вспомогательным средством. Медик должен усвоить себе не столько отрывочные факты прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ мышления, приемы и методы исследования. Преподавание естественных наук, поэтому, в Академии должно быть основательным и возможно полным неограниченным тесными рамками одних прикладных сведений. А для основательного усвоения и верной оценки того, что сделано в науке другими, для ясного понимания, каким путем идет развитие науки, разработка и приращение научного материала, необходимо самому учащемуся хоть сколько-нибудь поработать самостоятельно и специально в какой-нибудь отрасли естествознания. Только физика и химия дают ключ к разъяснению всех тех сложных и до бесконечности разнообразных физиологических и патологических процессов, которые совершаются в организме».
Таким образом, Н.Н.Зинину принадлежит большая заслуга в развитии в России  физиологической и медицинской химии, а также биохимии. Под влиянием лекций и выступлений Зинина многие русские физиологи и медики уже в 60-е годы 19 века стали широко внедрять химию в свои специальности.
Живой интерес к медицине и биологии проявился у Зинина еще во время его первой заграничной командировки в Германию. И здесь не обошлось без влияния друзей-медиков .
В лекциях по органической химии Зинин особо подчеркивал, что свойства веществ зависят не только от характера составляющих элементов, но и от расположения последних в соединении. Сообщал сведения о действии разных химических соединений на человеческий организм, о ядовитых веществах и о противоядии, приводил студентам интересные исторические сведения.
Зинин ясно понимал, что для успешного преподавания химии в том направлении, в каком он хотел, необходима хорошо оборудованная химическая лаборатория, поэтому, прежде всего он добился увеличения ассигнований на содержание старой лаборатории, на пополнение ее оборудования и ремонт, а затем поставил вопрос о постройке новой химической лаборатории.
В 1858 г. в Медико-хирургической академии было решено создать три самостоятельных института, как бы три отделения Академии: естественно-исторический, анатомо-физиологический и клинический, деятельность которых должна была направляться к одной общей цели – совместному развитию и разработке естественных и медицинских наук.
Н.Н.Зинин принял наибольшее участие в постройке Естественно-исторического института, в котором должны были разместиться естественные кафедры: 1) химии, 2) физики, физической географии и климатологии, 3) сравнительной анатомии, 4) ботаники. Он добился одновременного ассигнования на нужды института 45000 рублей на внутреннее устройство и оборудование лаборатории и ежегодно 2000 рублей на приборы и реактивы. Торжественное открытие Естественно-исторического института состоялось 13 октября 1863 г. Лаборатории института были оборудованы по тому времени очень богато. Задуманное Н.Н.Зининым преобразование преподавания естественных наук в Медико-хирургической академии было успешно решено и это сильно упрочило репутацию академии как образцового высшего учебного заведения России.
В 1864 г. Н.Н.Зинин вообще прекратил чтение лекций и был оставлен в должности специально для него созданной – «директора химических работ Медицинско-хирургической академии». Эти обязанности он выполнял в течение десяти лет, до 1874 г. В этот период он заведовал химической лабораторией и руководил занятиями студентов по качественному и количественному анализу.
В 1874 г. Н.Н.Зинин окончательно покинул Медико-хирургическую академию, курс неорганической химии перешел к профессору Н.В.Соколову, а все остальные химические курсы преподавал А.П.Бородин, заменивший Н.Н.Зинина по кафедре химии.
Помимо напряженной педагогической и научной работы Зинин вел в Медико-хирургической академии большую организационную работу. С 1852 г. в течение 12 лет он выполнял сложные обязанности Ученого секретаря Академии – принимал активное участие в обновлении и укреплении профессорского персонала, во всех мероприятиях, связанных с улучшением учебно-педагогического процесса.
Он был также членом многочисленных комиссий и комитетов вне академии. Так, с 1848 г. состоял членом Мануфактурного совета Министерства финансов, с 1855 г. – действительным, а с 1869 г. – непременным членом Военно-медицинского ученого комитета, с 1856 г. – совещательным членом Медицинского совета Министерства внутренних дел, с 1852 г. – членом Комитета из профессоров и художников по части живописи и архитектуры, а также по части химии, физики и технологии для совещания о некоторых работах в Исаакиевском Соборе, председателем комиссии, учрежденной для приготовления дорогих лекарств (1875) и т.д.
А.П.Бородин так писал о его огромной деятельности :
«Заваленный постоянно массою дела самого разнообразного - лабораторного, ученого, учебного, канцелярского, - обложенный книгами, журналами, протоколами, отчетами и проч., Н.Н., благодаря необыкновенной живости, энергии и редкому умению пользоваться временем, успевал управляться со всем этим. Сильный духов и телом, вечно бодрый и веселый, он умел делить свое время между аудиторией, кабинетом, канцелярией, бесчисленными заседаниями, комитетами, комиссиями, переходя непрерывно от одного дела к другому; отдых заключался для него собственно только в перемене рода занятий.
При массе обязательного дела, он находил всегда время читать и следить, не говоря уже о своей специальности, за движением самых разнородных отраслей знания, текущей литературы, общественной жизни и т.д., и сверх того успевал уделять еще время всякому, кто в нем нуждался. А кто только в нем не нуждался? Благодаря обширным сведениям и феноменальной памяти, он был живою ходячею справочной энциклопедией по всевозможным отраслям знания. К нему обращались за справками о новых открытиях в области химии, физики, технологии, фармации, физиологии, сравнительной анатомии, минералогии и пр. – за указаниями литературных источников по разным научным вопросам вообще,- за разъяснением недоразумений и противоречий в ученой литературе,-за темами для диссертаций и ученых работ ,-  за практическими советами, как обойти затруднение при добывании того или иного продукта или при обращении с каким-либо новым прибором,- наконец, даже за указанием, как инъицировать какого-нибудь рака, ящерицу или черепаху и т.д. К нему шли за оценкой достоинства только что вышедшей книги, когда не имели еще времени прочесть ее, зная, наверное, что Н.Н. уже успел прочесть ее основательно».
Как и другие передовые русские ученые, Н.Н.Зинин понимал, что поражение русской армии в Крымской войне 1853-1856 гг. связано с отсталостью вооружения, нехваткой снарядов, гранат, взрывчатых веществ. Уже с 1853 г. Зинин вместе с В.Ф.Петрушевским – крупным специалистом в области артиллерии и взрывчатых веществ – начали опыты с нитроглицерином для определения его взрывчатых свойств . Однако разработанный ими способ не был реализован, т.к. последующие испытания гранат с нитроглицерином показали, что последний имеет свойство взрываться даже от легкого удара и, следовательно, снаряды с нитроглицерином могли взрываться в канале орудий в момент выстрела. В связи с этим было принято решение отказаться от применения нитроглицерина в снаряжении гранат. Тем не менее, это решение нисколько не умоляет значение исследований Зинина и Петрушевского – эти работы послужили началом развития новой важной отрасли военной техники – техники бризантных взрывчатых веществ.
В 1862 г. О.Б.Герн и В.Ф.Петрушевский успешно применили нитроглицерин для подводных и подземных взрывов.
В 1863 г. шведский инженер А.Нобель в Стокгольме получил патент на приготовление нитроглицерина и способ его применения в снарядах.
Есть сведения о том, что открытие Нобеля было заимствованно из работ и изобретений Зинина и Петрушевского (об этом пишет Н.Радивановский в книге «Порох, пирокселин, динамит и другие взрывчатые вещества». Ч. 1. - Спб.,1881. - С. 61):
«В 1853 и 1854 годах проф. Зинин жил на даче рядом с г. Нобелем, к которому приезжал из-за границы его сын Альфред Нобель.
Один раз г. Зинин производил в кузнице опыты с нитроглицерином… выстрелами при пробе нитроглицерина была привлечена любопытная публика, в ряду которой находился и А. Нобель. Конечно, чудеса, производимые взрывом нитроглицерина, заинтересовали всех, а инженера тем более, потому г. Нобель и постарался познакомиться с г. Зининым и расспросить его обо всем. Г. Зинин, известный своей преданностью науке, легко со всеми делился своими познаниями, а потому г. Нобелю не трудно было удовлетворить свое любопытство и многое узнать о нитроглицерине.
Кроме того, совместные опыты профессора Зинина и академика Якоби, а также опыты, произведенные инженерным корпусом в Кронштадте, обратили особое внимание А.Нобеля, после чего, побывав за границей, он предложил изобретенный им порох, который оказался смесью обыкновенного пороха с нитроглицерином. Из изложенного ясно, что шведскому инженеру Альфреду Нобелю совершенно неосновательно приписывают честь применения нитроглицерина к технике, когда, по законному праву, она принадлежит, главным образом, профессору Зинину, затем генерал-майору Герну, как предложившему нитроглицерин для инженерных работ, и генерал-майору Петрушевскому, как доставившему своими познаниями техническую возможность приготовления большого количества нитроглицерина без всяких несчастных при этом случаев.
Вот, значит, кому надо приписать эту честь применения, а не А. Нобелю».
Но было бы ошибочно умолять заслуги А.Нобеля, который нашел безопасный способ приготовления и хранения нитроглицерина, что позволило широко применять это сильное взрывчатое вещество в мирных и военных целях.
Через год после приезда в Петербург Николай Николаевич женился вторым браком на Елизавете Александровне, происходившей из старинного рода московских старообрядцев текстильных фабрикантов Медынцевых. Как и во многих семьях того времени, дети у Зининых рождались часто: в 1850 г. родился сын Святослав, в 1851 – дочь Елизавета, в 1852 г. – дочь Варвара. 

Последним, летом 1852 г. родился Николай, ставший любимым сыном, Николаем Николаевичем Зининым-младшим, избравшим своей специальностью математику – любимую науку отца .