袁荃

女， 武汉大学化学与分子科学学院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2000.09-2004.07，武汉大学，化学系，本科学生
2004.09-2009.07，北京大学，无机化学系，博士研究生
2009.09-2011.05，佛罗里达大学，化学系，博士后
2011.05-2011.12，湖南大学，化学化工学院，研究助理
2011.12-2017.02，武汉大学，化学与分子科学学院，教授
2017.02-至今，湖南大学，化学化工学院，教授

研究领域和兴趣

功能纳米材料、复杂样品分析、DNA纳米复合材料

主要业绩

申请人长期从事复杂样品分析研究，在提高复杂样品中目标分子检测的选择性和灵敏度方面开展了系统深入的研究工作。针对复杂样品分析面临的背景干扰问题，发展了抑制复杂样品背景荧光干扰的高信背比分析方法，实现了体液、组织等多种复杂样品中目标分子的高灵敏检测；发展了抑制复杂样品非特异性吸附干扰的高信背比分析方法，获得了基于DNA多次识别策略、DNA人工碱基设计的高特异性识别分子；建立了复杂样品中目标分子快速高通量选择性分离富集方法，实现了从离子、小分子到活细胞的高效分离富集。申请人已发表SCI论文92篇，以通讯作者身份在Science、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、ACS Nano 等期刊发表多篇学术论文，参与主编Springer出版社专著《Biosensors Based on Sandwich Assays》 1 部。研究成果多次被Science、Nat. Nanotechnol., Chem. Rev.、美国化学会周刊C&EN、美国国家法医科学技术中心（National Forensic Science Technology Center）等期刊或网站正面评价和报道。申请人主持项目包括国家杰出青年科学基金项目，国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，国家重点研发计划纳米科技重点专项青年项目，第二批中组部“万人计划”青年拔尖人才支持计划，全国优秀博士学位论文作者专项资助等。
申请人发展了抑制复杂样品背景荧光干扰的高信背比分析方法，实现了多种复杂样品中目标分子的高灵敏检测。针对体液和组织样品检测中的背景荧光干扰问题，申请人设计了基于长余辉发光的寿命差异分析方法，在背景荧光衰减完全后检测长余辉发光信号，有效抑制了背景荧光干扰。基于所发展的寿命差异分析方法抑制了指纹成像、血清分析和活体成像中的背景荧光干扰，有效提高了检测和成像的灵敏度。申请人将稀土上转换材料与分子识别原理相结合，发展了基于近红外激发的高信背比分析方法，有效抑制了背景荧光干扰，实现了指纹等复杂样品的直接分析。这种基于近红外激发的分析方法有效抑制了背景荧光干扰，显著提高了成像灵敏度和分辨率。
申请人发展了抑制复杂样品非特异性吸附干扰的高信背比分析方法，获得了基于DNA多次识别策略、DNA人工碱基设计的高特异性识别分子。针对复杂样品的非特异性吸附干扰问题，申请人发展了基于多次识别策略的检测方法，有效抑制了非特异性吸附干扰。申请人设计了“协同型”双核酸适体分子，两种核酸适体分子同时识别同一个目标分子后产生可检测的信号，有效抑制了复杂样品的非特异性吸附干扰。针对DNA分子特异性不足的问题，申请人通过引入人工碱基来提高DNA分子的识别特异性。多次识别策略并不适用于所有的检测体系，为了满足不同检测体系的需求，申请人在核酸序列中加入具有特定基团的人工碱基，为功能核酸的分子识别反应提供额外的亲和力和更加丰富的构象。申请人发展了基于人工碱基的核酸适体筛选新方法，得到了对细胞膜上的整合素α3蛋白具有高特异性的核酸适体。基于在DNA识别分子设计方面的研究经验，申请人应邀撰写了DNA功能纳米结构的设计和应用的综述。
申请人建立了复杂样品中痕量目标分子的高效富集方法，实现了从小分子到活细胞的高效分离富集。申请人基于尺寸选择性效应设计了用于复杂样品中离子和小分子等多种目标物分离富集的检测方法。制备了大面积的碳纳米管网络支撑的单层纳米孔石墨烯作为分离膜，与传统的厚质分离膜相比，该二维单层分离膜具有很高的待测物渗透率，对溶液中带不同电荷的离子如Na+、K+、Cl-、SO42-等的选择性分离效率均在85%以上，对不同尺寸带不同电荷的有机分子如亚甲基蓝、罗丹明B、异硫氰酸荧光素等的分离效率超过95%。进一步将分子识别和超顺磁性效应相结合，实现了复杂样品中痕量目标分子的富集浓缩，有效提高了检测灵敏度。基于在痕量目标分子的高效分离富集方法开发以及在复杂样品分析方面的研究经验，申请人应邀在Chemical Society Reviews上撰写综述论述了介孔材料结构性质与分析检测方法性能之间的构效关系。
申请人的研究工作对促进复杂生物样品分析学科的发展具有重要意义。申请人开发了一系列简单、通用的无背景指纹检测方法，比传统基于黑色粉末的指纹检测方法具有更高的灵敏度和分辨率。这方面的工作得到了美国化学会周刊C&EN、Nature Nanotechnology、Chemical Reviews、美国国家法医科学技术中心等学术期刊和研究机构的专题报道和亮点评述，认为申请人开发的方法有望用于犯罪现场的指纹检测。申请人开发了具有良好选择性和分离效率的单层石墨烯多孔分离膜，该单层石墨烯多孔分离膜的尺寸达到了厘米级，比当前的单层石墨烯多孔分离膜的尺寸大3个数量级，可以直接用在商用的分离装置上，对水中盐离子和有机分子的分离效率高达97%。Science、Nano Today、世界科技研究新闻资讯网PHYS.ORG等学术期刊和网站对被申请人开发的单层石墨烯多孔分离膜进行了专题报道，认为申请人的工作使单层石墨烯向实用型过滤膜的目标迈进了一步。
申请人积极参加国内外学术活动，并积极在学术委员会和国内外学术期刊任职，担任第六届稀土发光专业委员会、中国化学会第三十届理事会无机化学学科委员会委员、中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会青年委员会委员、《Crystal Growth & Design》顾问编委、《Chinese Chemical Letters》青年编委、《高等学校化学学报》编委。

代表成果

1. 论文：
(1) Yanbing Yang, Xiangdong Yang, Ling Liang, Yuyan Gao, Huanyu Cheng, Xinming Li, Mingchu Zou, Renzhi Ma, Quan Yuan*, Xiangfeng Duan*, Large-area graphene-nanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration, Science, 364(6445)(2019),10.1126/science.aau5321.
(2) Yingqian Wang, Xiaoxia Hu, Lingling Zhang, Chunli Zhu, Jie Wang, Yingxue Li, Yulan Wang, Can Wang, Yufeng Zhang*, Quan Yuan*, Bioinspired extracellular vesicles embedded with black phosphorus for molecular recognition-guided biomineralization, Nature Communications, 10(2829)(2019), 10.1038/s41467-019-10761-5.
(3) Jie Tan, Mengmeng Zhao, Jie Wang, Zhihao Li, Ling Liang, Liqin Zhang, Quan Yuan*, Weihong Tan*, Regulation of Protein Activity and Cellular Functions Mediated by Molecularly Evolved Nucleic Acids, Angewandte Chemie International Edition, 58(6)(2019), 10.1002/anie.201809010.
(4) Xiangdong Yang, Yanbing Yang, Linna Fu, Mingchu Zou, Zhihao Li, Anyuan Cao, Quan Yuan*, An Ultrathin Flexible 2D Membrane Based on Single‐Walled Nanotube–MoS2 Hybrid Film for High‐Performance Solar Steam Generation, Advanced Functional Materials, 28(3)(2018), 10.1002/adfm.201704505.
(5) Yanbing Yang, Xiangdong Yang, Linna Fu, Mingchu Zou, Anyuan Cao, Yaping Du, Quan Yuan*, Chun-Hua Yan, Two-Dimensional Flexible Bilayer Janus Membrane for Advanced Photothermal Water Desalination, ACS Energy Letters, 3(5)(2018), 10.1021/acsenergylett.8b00433.
(6) Xiaoxia Hu, Yulan Wang, Yaning Tan, Jie Wang, Haoyang Liu, Yingqian Wang, Shuang Yang, Miusi Shi, Shiyong Zhao, Yufeng Zhang*, Quan Yuan*, A Difunctional Regeneration Scaffold for Knee Repair based on Aptamer‐Directed Cell Recruitment, Advanced Materials, 28(15)(2017), 10.1002/adma.201605235.
(7) Jie Wang, Qinqin Ma, Wei Zheng, Haoyang Liu, Changqing Yin,Fubing Wang, Xueyuan Chen, Quan Yuan*, Weihong Tan, One-Dimensional Luminous Nanorods Featuring Tunable Persistent Luminescence for Autofluorescence-Free Biosensing, ACS Nano, 11(8)(2017), 10.1021/acsnano.7b03128.
(8) Yanbing Yang, Wei Yin, Shiting Wu, Xiangdong Yang, Wei Xia, Yue Shen, Yunhui Huang, Anyuan Cao*, Quan Yuan*, Perovskite-Type LaSrMnO Electrocatalyst with Uniform Porous Structure for an Efficient Li–O2 Battery Cathode, ACS Nano, 10(1)(2016), 10.1021/acsnano.5b06592.
(9) Jie Wang, Yurong Wei, Xiaoxia Hu, Yu-Yan Fang, Xinyang Li, Jian Liu, Shengfu Wang, Quan Yuan*, Protein Activity Regulation: Inhibition by Closed-Loop Aptamer-Based Structures and Restoration by Near-IR Stimulation, Journal of American Chemical Society, 137(33)(2015), 10.1021/jacs.5b04894.
(10) Jie Wang, Ting Wei, Xinyang Li, Binhao Zhang, Jiaxi Wang, Chi Huang, Quan Yuan*, Near-Infrared-Light-Mediated Imaging of Latent Fingerprints based on Molecular Recognition, Angewandte Chemie International Edition, 53(6)(2014), 10.1002/anie.201308843.

2. 专利:
(1) 袁荃, 王杰, 马覃勤; 一种基于长余辉纳米材料的指纹检测探针及其制备方法与在潜指纹检测中的应用; 2017、CN201710146299.5; 2017、ZL201710146299.5.
(2) 袁荃, 胡晓霞, 魏婷, 王杰; 一种具有多色发光光谱的复合上转换纳米探针及其制备与应用; 2014、CN201410314064.9; 2014、ZL201410314064.9.
(3) 马丁, 刘祥友, 袁荃, 严纯华; 一种氧化铈纳米颗粒的制备方法以及其抗氧化应用; 2011、CN201110153672.2; 2011、ZL201110153672.2.

3. 著作：
(1) Fan Xia, Xiaojin Zhang, Xiaoding Lou, Quan Yuan, Biosensors Based on Sandwich Assays, Springer Singapore, 2018, Singapore.

4. 研究技术报告：
无

5. 重要学术会议邀请报告：
(1) Quan Yuan, Design and Application of Aptamer-based Molecular Recognition System, 2019, 7th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids, Changchun, China.
(2) Quan Yuan, Design of Persistent Luminescence Nanoprobes for Biomedical Applications, 2018, The 9th Asian Biological Inorganic Chemistry (AsBIC), Singapore.
(3) 袁荃，长余辉纳米探针的设计及其生物分析应用，2018，中国化学会第13届全国分析化学年会，中国·西安。
(4) 袁荃，长余辉纳米探针的设计及其生物医学应用，2018，中国化学会第31届学术年会，中国·杭州。

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