1、1 中国科学院 率先行动 “百人计划” 青年俊才（ C 类） 择优支持申请表 申请人 姓名 杜衍 聘用单位 长春应用化学研究所 从事专业 分析化学 研究领域 生命分析化学 从事科研领域分类 基 础研究类 申报所属学科组 化学 组 到岗工作时间 2017 年 01 月 联系电话 17390064099 联系地址 长春市人民大街 5625 号 电子邮件 中国科学院人事局 2018 年制 2 填表 说明 一、 请申请人 如实 填写表中内容。 二、 所在单位需在封皮聘用单位处加盖单位公章。 三、 “从事科研领域分类”分为“ 基础研究 类 、 应用 研究 和 技术 开发 类 ”，请申请人 根据 科研工
2、作开展情况 选择填报 ，具体评审过程 将根据各类工作的 评价 重点 进行评议。（ 1.基础研究类人才突出原创导向，以同行学术评价为主 ； 2.应用研究和技术开发人才突出 需求导向， 由用户、市场和专家等相关第三方评价 ） 四、 “申报 所属学科组”分为“ 数力天文组、物理组、化学组、化工能源组、信息科学与技术组、工程与技术组、生命科学 与技术、医药与技术装备 、地球科学组、生态环境组、军民融合组 ”，请申请人自主选择填报，具体评审过程中可能根据需要进行调整。 五、 申报材料不得包含涉密内容，请各单位严格把关。 3 1.基本信息 姓名 杜衍 性别 女 出生年月 198407 专业技术职务 研究员
3、 专业 方向 分析化学 从事专业关键词 1.纳米生物传感 2.生物分子识别 3.功能化核酸 4.便携式 诊断 C 类 岗位 名称 课题组长， 研究员 学习经历 （ 从大学开始， 按照时间顺序填写，每一段经历均应有明确的起始和终止日期，具体到月份 ） 时间 国家 院校 专业 学位 2002.09-2006.07 中国 兰州大学化学化工学院 化学专业 学士 2006.09-2012.02 中国 中国科学院 应用化学研究所 分析化学 博士 工作经历（ 请按照时间顺序填写截至申请前的工作经历。每一段经历均应有明确的起始和终止日期，具体到月份。兼职经历请注明。博士后经历填写在工作经历栏中 ） 时间 国家
4、 单位 职务 2012.03-2013.03 新加坡 南洋理工大学 博士后 2013.04-2016.04 美国 德州大学奥斯汀分校 博士后 2016.05-2016.12 中国 中国科学院长春应用化学研究所 项目聘用 2017.01-至今 中国 中国科学院长春应用化学研究所 研究员 如内容较多，本栏目填不下时，可另纸接续（以下各栏目均如此）。 4 2.主要专长、学术成果及创新成果简介 （简要概括，不超过 500字） 主要从事基于生物大分子的分子识别 ， 以及智能信号放大和传输系统在分析化学和便携化分析领域的应用研究 , 在纳米 生物 标记 及生物分子间 相互作用等方面具有十年以上科研经历，致
5、力于 解决 “便携式分子诊断新方法的研发和应用 ”这一生命健康问题的紧迫需求。将核酸分子线路作为信号放大和传导元件， 引入到以 “环介导等温扩增 ”为代表的核酸等温扩增 体系中， 使其能够满足严苛的分析鉴定需求，提供灵敏 、 特异 、 智能或普适等技术指标 ； 利用蛋白质工程技术创新性设计高效具有信号传导功能的蛋白质，首次将其作为信号 探针 ， 实现商品化血糖仪 及验孕试纸对多种病原体基因（如传染病和癌症）的精准、实时、逻辑或多元诊断 ； 创新性 设计 “改良 ”型 DNA/适配体传感器， 提高 传感 普适性和可靠性 。 在 Accounts of Chemical Research、 Ang
6、ewandte Chemie International Edition、 Journal of American Chemistry Society、 Biomaterials 和 Analytical Chemistry 等国际学术期刊发表 SCI 论文 38 篇，引用次数 1993 次， H 因子 25。发表 第一 /共一作者 SCI 论文 19 篇，通讯作者 3 篇， 其中 IF5 18 篇，平均 IF 6.9，他引 1129 次，单篇最高他引 145 次 。另 发表国际专著 1 章，申请专利 1 项。曾获中国科学院 BHPB 奖学金。 “便携式分子 诊断 ”相关项目分获 2015 和
7、 2017“中科创客 ”创业创新大赛决赛银奖和金奖 ，并 入 选 江苏省泰州经济开发区滨江工业园区离岸孵化器。 5 3.到岗以来开展的工作情况 （包括研究 方向 与 内容 、 实验室建设 、 团队建设等情况） 一 到位后已开展工作的主要研究内容与方向 到位后开展的工作主要集中在 便携式分子诊断新方法 和 改良型 生物传感 新材料 、 新方法 、 新原理 的 研发 及应用 上 ，主要研究内容包括： 1 基于商品化验孕试纸的 多种 生物标志物快速、可视化、超灵敏、特异性检测 : 商品化便携式 POCT（ point-of-care test）装置 用 于 生物传感和分子诊断， 可以有效 解决目前限
8、制科学研究成果转化为产业化 POCT 体外诊断仪器的多项挑战， 例 如：仪器研发成本高、周期长、可靠性低 等 。 我们 通过蛋白质改性 以 及融合技术，成功 攻克了核酸与商品化验孕试纸待测物绒毛膜促性腺激素（ human chorionic gonadotropin， hCG）偶联的技术难题， 实现了 hCG 蛋白 与 DNA 的 1： 1单价态偶联，并通过 核酸分子工程技术及 生物传感技术将传统的生物检测信号（ 如 ， 荧光信号等 ） 转化为 hCG 蛋白的信号， 实现 已 商品化 的验孕试纸 普适性 检测 其他 生物标志物（如 ， 病原体基因 、蛋白及小分子等）的目的。 （ 1） 我们首次
9、 提出基于 现有 商品化 便携 POCT 装置的分子诊断新方法 来 检测核酸等温扩增产物的创新性设想，目的是通过这些极具小型化和阵列化前景的表征方法来加速 分子诊断 的 POCT 进程。 我们利用前期工作中所开发的 精确核酸序列识别技术 立足点 （ Toehold） 辅助的 DNA 一步链置换反应（ one-step strand displacement， OSD），并结合成熟的环介导等温放大技术（ loop-mediated isothermal amplification， LAMP）核酸放大方法，从原 理上消除 基因诊断中的 假阳性 误诊 。借助 hCG-DNA 缀合物探针， 首次 利
10、用 验孕 试纸 对 基因 待测物 实施 “是 -与 -否 ”或半定量 POCT 比色分析 ，可靠的检测到人类血清和唾液中至少 20 个埃博拉病毒DNA 分子，并且可以用来区分来自野生型（ wild-type）序列的常见皮肤癌黑素瘤相关单碱基错配（ SNP）等位基因 BRAF V600E。 与传统 LAMP 诊断技术相比，该技术 抗干扰能力强，信号输出可以更加多元，更易实现病原体的准确灵敏检测。此 工作被 2017 年 Angewandte Chemie International Edition直接接受并被选为 Hot Paper； 并且该研究成果在申美国发明专利一项。 截至目前， 该篇工作他
11、引 16 次，引文中包括 Science 2 篇、 Angewandte Chemie International Edition2 篇、 Small methods 1 篇、 Small 1 篇、 ACS Applied Materials & Interfaces1 篇、 Analytical Chemistry 2 篇、 Chemical Communications 1 篇、 Nanoscale1 篇、 Lab on a Chip 1 篇、 Trends in Cancer 1 篇。 另外 ，此部分相关工作正在撰写 Chemistry A - European Journal 约稿 C
12、oncept 综述一篇。 （ 2） 核酸适配体（ aptamer）是体外筛选出的可以结合靶向分子的功能化寡6 聚核酸分子 ，其 具有体外合成、容易修饰和改性、廉价等优势 ， 因此近年来在新型生物传感等领域获得广泛关注。 我们将 hCG-DNA 缀合物探针 引入到 基于 磁性纳米粒子富集 分离 作用 的 比色适配体生物传感器 中 ， 首次实现了 基于验孕试纸的功能化核酸传感分析 。 在不加 任何 信号 放大元素 的 情况下， 验孕试纸作为 信号输出端 ， 对两种 生物标志物 ， ATP 和 thrombin 的 检测 限 分别 为 1.6 M 和 1.4 nM。此外， 我们 对 所 获得的 hC
13、G-DNA 缀合物探针进行了普适性考察， 利用该探针设计的 DNA 传感器 对 市场 上 两种 内部 抗体不同的验孕试纸 的信号 响应 一致 ， 并且展现了很好的 重现性。 此工作 数据 整理 及文章撰写已经完毕， 马上 进入投稿阶段。此外 ，与 功能化核酸生物传感器 相关的工作被邀请在 2017 年 Analytical Chemistry上 发表 文章介绍。 2 针对 急性胃肠炎病毒（诺如病毒） 的 超灵敏、超特异 分子 诊 断 新方法 研究 ： 胃肠炎（胃肠流感）是全世界最常见的感染性疾病综合征之一。 其中诺如 病毒很低病毒载量即可引发任何年龄段人群感染，其中免疫力低的老人、儿童易发展成
14、重症，甚至死亡。因此， 研发针对 诺如 病毒基因的灵敏、特异、便捷、快速的分子诊断新方法，为常规诊断方法提供简便、快速的取代技术，具有基础研究价值的同时更具社会意义和产业化前景。基于以上考虑， 我们 首次 将 LAMP 与具有信号放大效应的 一种代表性核酸分子线路 （ HCR） 检测联用，实现了 流式微球分析仪和 商品化血糖仪对诺如病毒的 超普适、 超灵敏 、 超特异检测 。 该工作的创新点是 ：诺如病毒基因的 LAMP 反应产物，引发磁性纳米粒子表面的 HCR 反应后，通过磁球的富集和分离功效，可有效降低实际粪便样品对荧光信号的淬灭作用 ，增强信噪比 ；重要的是， HCR 放大反应可对信号产
15、生 较 OSD 反应 3 倍以上的增强效果。 为使 此诊断方法更具备便携式 诊断的特性 ， 我们通过蛋白质改性技术，开发了耐热性的蔗糖酶探针，利用蔗糖酶 -DNA 探针，可以成功实现商品化血糖仪对诺如病毒的超灵敏、超特异检测，检测限为 30 个诺如病毒 DNA 分子。此 部分 工作数据整理已经完毕，已进入文章撰写阶段。 3 基于 分子密码锁 的 多功能 逻辑 电化学 传感器用 于 灵敏 、 特异 检测 Ag+和 半胱氨酸 : 分子密码锁作为智能生物传感器的一个新分类， 不仅仅是实现分子识别和定量分析 ， 而 是具有潜在保护数据安全的分子处理器 。 我们 利用电化学计时电量法构筑了 多功能 免标
16、记逻辑电化学传感器 。可在一个传感界面上 实现多功能检测Ag+和半胱氨酸 ，检测限分别为 17.3 nM 和 28.1 nM。这一多功能传感是基于体系中所存在的核酸、金属离子和其配体三者之间相互作用的平衡而实现的。 更重要的是 ，该体系具备可重置的分子密码锁功能，只有输入正确的三位数密码，锁才能被打开。并且正确或错误的输入顺序都可以很容 易地通过相应的处理而得到密码重置。我们的体系可有效实现分子安全系统，可以抑制未经授权的非法访问用7 户，很大的希望实现在分子水平的信息保护功能。 此 部分 工作 已 发表在 2018 年 ACS Sensors杂志上。 4 聚乙烯醇（ PVA）气凝胶 的 合成
17、 及其在 污 水处理和生物传感中的应用 : （ 1） 应对汞污染的吸附材料，其成本控制、吸附性能的提升、以及材料本身生物相容性的好坏，是该领域亟待解决的问题。我们 利用廉价易得的聚乙烯醇（ PVA）自交联气凝胶为基底，在其表面均匀修饰二硫化钼纳米花结构， 可以同时对无机汞离子（ Hg2+）和有机 汞化合物 (MeHg+）进行有效吸附 。由于气凝胶 合成过程无需其他有毒的交联剂，因此该材料生物相容性良好。 此外， 二硫化钼具有优良的除汞性能 ，使得 该 杂化 材料对 汞离子 的分配系数数量级可接近 108，对 有机汞化合物 的除去效率高达 90%以上。同时，对水生物如鱼类，无毒无害，不影响其正常
18、生存。表明其在实际汞污水处理中具备潜在的应用价值。 此部分工作已发表在 2018 年 Journal of Colloid and Interface Science杂志上。 （ 2） 我们在前述工作 PVA 自交联气凝胶的合成基础上， 引入马来酸作为表面成分调控剂，来调控气凝胶的合成机理，一步法实现 双亲 气凝胶的制备。 通过对产物的红外光谱定量分析和反应动力学方程解析，证实了马来酸使得原本疏水的气凝胶材料表面具备大量亲水基团 羧基。接触角实验表明，水滴和有机溶剂的液滴均在接触胶体的瞬间（ 0.1 s） 即被吸收 ，这主要 来源于 酯化反应 产生的酯基和 气凝胶 表面富余的羧基 。基于此 ，
19、 我们 首次考察了此双亲聚合物气凝胶的纳米酶性质， 证明 其具有优良的过氧化物酶（ POD）性质，并可用于血清中葡萄糖的 传感分析 。 体系中存在的羧基和酯基 为 催化 双氧水 分解 的结合位点和活性位点 ，因此 对 POD 催化活性产生了很大的助推作用。通过与商品化血糖仪对葡萄糖检测的对比，我们的方法获得了与血糖仪相一致的检测结果。此外，由于胶体的多孔性及 较大 的表面积 ，我们 可 将其作为支撑材料， 通过 负载 Pt/Pd 等具有优良 POD 活性的合金材料，进一步增强 气凝胶 杂化材料的 POD 酶性质， 并可作为一种 过氧化氢对抗剂用于缓解消毒时过量的过氧化氢对伤口的不利作用 。该双
20、亲气凝胶作为新一类 纳米酶 材料， 为 纳米酶 设计、合成和 生物传感 应用方面提供了新思路和新视野。 相关工作数据整理及文章撰写已经完毕，马上进入投稿阶段。 5 基于微波响应聚对苯二胺 -水凝胶核壳结构材料的可控药物释放研究 : 高效的靶向药物释放对于药物科学至关重要 。微波辐射，具有无创性、高热效率、可穿透身体至很深的部位等诸多优点，逐渐 成 为 优异 的 体外药物释放的引发条件。然而 ，仍然需要开发 成本低廉、制备方法简单、生物相容性好的药物载体来实现药物的可控释放。为此， 我们 利用聚对苯二胺和热响应性水凝胶形成的核壳结构纳米材料作为药物载体，研究 了 基于微波 响应的药物的可控释放
21、。 该载体呈核 -壳结构：聚对苯二胺为核，可吸收微波辐射将能量转化为热能，从而刺激外层包裹的载 药 聚 N-异丙基丙烯酰胺 一种热响应的水凝 胶材料，从而实现对8 药物的释放。 该材料可在微波辐射时自行对药物进行释放，释放效率 高，生物相容性良好。 此部分工作已发表在 2017 年 Journal of Materials Chemistry B杂志上。由于该方法所合成的聚 对苯二胺 的粒径较大（约 1 m），使得材料无法顺利进入细胞内， 在 其后续 工作 中 ， 我们通过对反应条件的控制，可以将聚苯胺的形貌和粒径 加以 调整，使其保持 200 nm甚至更小的球形结构，从而可 达到 受热均匀、
22、且在 细胞内 进行 药物释放 甚至是 活体抑瘤的目的，相关 实验 已经获得一定进展 ，正在稳步开展中 。 二 实验室和团队建设 作为 课题组长， 申请人 在 生物大分子 分子识别、纳米 生物 标记 、生物分子 之间相互作用 等 领域的专长，可为 团队 建设提供从原理到技术层面上的全方位的理论指导和和技术支撑。 实验室 已经具备了 开展多功能纳米 材料合成 、生物 分子工程 实验以及分子体外诊断 的条件和技术， 购置了多功能酶标仪（ Tecan） 、超微量分光光度计（ Nanodrop）、 超纯水设备、离心机、摇床、烘箱、超声设备等，并已经顺利开展工作。课题组现有固定职工名，研究生 7 名 (包
23、括名联合培养生 )。 课题 组长 负责 统筹和规划科研内容、执行方式、经费管理和分配 、进度调控、结果整合，以及内部协调； 课题组成员由年富力强和具有丰富实际工作经验的青年学 者组成，为课题的顺利开展提供了可靠 保证。课题组长 每个月定期召开 4 次小组会议，跟踪各部分目标进展，讨论并确定下阶段工作任务。 平日里 严格要求课题组成员， 从明确的研究目标、清晰的研究计划以及严谨的实验操作上，指导学生认知 科研、努力钻研，期望每一成员能在博士毕业之时掌握一门核心技术；培养成员严谨认真、踏实努力 、勇于创新 的科研态度，鼓励成员之间以及其他课题组之间的相互合作、讨论、交流，打造团结协作、积极向上的团
24、队精神。 三到位后已 取得的主要学术成就 到位后已在 Angewandte Chemie International Edition（ IF： 12.102） 、 Analytical Chemistry（ IF： 6.042）、 ACS sensors（ IF： 5.711） 、 Journal of Colloid and Interface Science（ IF： 5.091） 及 Journal of Materials Chemistry B（ IF:4.776） 上发表第一作者或通讯作者文章 5 篇 , 其中包括以 中科院长春应化所为第一单位的第一作者或通讯 作者文章 3 篇。
25、做国际会议邀请报告 1 个。并为 Chemical Communications、Sensors & Actuators: B. Chemical、 Analyst、 RSC Advances、 Scientific Reports 等国际期刊独立审稿 。 9 4. 申请人代表性成果 4.1 从事科研工作以来的 1-5 篇代表性论文 （著作） 情况 （ 在文章题目前标示 “论文 ”或 “著作 ”加以区别；出版机构或发表刊物名称填写全称；所有著、作者姓名用逗号隔开，申请人的名字加下划线，通讯作者请用 “*”注明 ） 作者排序 年份 题目 期刊或国际会议名称 卷期 页 Yan Du#, Shuju
26、n Zhen#, Bingling Li, Michelle Byrom, Yu Sherry Jiang, and Andrew D. Ellington* 2016 论文 Engineering signaling aptamers that rely on kinetic rather than equilibrium competition Analytical Chemistry 88 (4) 2250-2257 Yan Du#, Arti Pothukuchy#, Jimmy D. Gollihar, Armin NouranI, Bingling Li, Andrew D. El
27、lington* 2017 论文 Coupling sensitive nucleic acid amplification with commercial pregnancy test strips Angewandte Chemie-International Edition 56 (4) 992- 996 Yan Du, Shaojun Dong* 2017 论文 Nucleic acid biosensors: Recent advances and perspectives Analytical Chemistry 89 (1) 189- 215 Ye Shi, Chong-Bo M
28、a, Yan Du*, Guihua Yu* 2017 论文Microwave-responsive polymeric core-shell microcarriers for high-efficiency controlled drug release Journal of Materials Chemistry B 5 (19) 3541-3549 10 Yan Du*, Xu Han, Chenxu Wang, Yunfeng Li, Bingling Li*, and Hongwei Duan* 2018 论文 Smart sensing based on DNA-metal in
29、teraction enables a label-free and resettable security model of electrochemical molecular keypad lock ACS Sensors 3 (1) 54-58 4.2 主持 （参与）过的主要项目（ 5 项以内） （海外项目名称、项目经费来源用中、英文填写；项目经费需写清币种；项目的起止时间应精确到月。主持项目中 不包含 率先行动 “百人计划 ”C 类 备案期的 资助经费 ） 项目名称 起止时间 经费 来源 项目经费 参与人数 承担角色 先进生物分子工程技术在新一代体外 /体内诊断中的应用 2017 年
30、1 月-2021 年 12月 中科院长春应化所启动经费 100 万 7 主持 基于 “动力学竞争 ”的普适型适配体比率传 感新方法及分子作用机理研究 2017 年 1 月至 2019 年12 月 国家自然科学基金青年项目 20 万 5 主持 验孕试纸用于乙肝病毒耐药突变基因的便携式体外分子诊断 2019 年 1 月至 2022 年12 月 国家自然科学基金面上项目 64 万 7 主持 基于现有便携 POCT装置的分子诊断新方法及实用化研究 2019 年 1 月至 2021 年12 月 吉林省人才开发基金 10 万 3 主持 基于智能 CHA 探针技术的结核核酸等温检测系统的研发及产业化 2017 年 1 月至 2020 年12 月 国家科技重大专项项目 944.68 万元 6 参 与 4.3 申请和获授权专利情况 （请列出最能体现申请人水平的专利，已授权专利不超过 4项、在申请专利不超过 2项。请填写专利的全称及中文翻译； “申请人排序 ”，指申请人在所有专利发明人或申请人中的排名次序） 已授权专利：共 0 项，按重要性填写主要专利，总共不超过 5 项 序号 专利名称 授权国家 专利号 授权公告日 申请人排序
