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段忆翔
作者: user -- 发布时间:2016/6/10

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段忆翔教授实验室网址:四川大学分析仪器研究中心

 

个人及实验室简介:

国家“千人计划”特聘教授,四川省百人计划特聘教授;四川省学术和技术带头人;原美国国家实验室资深科学家。于2010年进入四川大学开展相关科学研究工作。重点研究分析化学与生物分析的新技术,新方法和新仪器。实验室以生命分析学科发展为基础,水平提升为导向,人才培养为目标,服务社会为宗旨,将科学研究与实际应用相结合,致力于解决与科学发展和民生相关的重大科学问题,将基础理论研究与工程化产业化相结合,促进科研成果转化,为国家培养实用型高端人才;组建一个具有多学科交叉,良好协同合作能力的优秀科研团队;通过多方渠道与法国、美国、西班牙等多个高校的优秀科研团队联合培养研究生,共同开展双方或多方感兴趣的相关研究工作;积极与各国际优秀公司成立联合实验室(现已成立的包括德国LTB公司,美国海洋光学公司等)。自20108月回国至今,6年间已申请发明专利和实用新型专利共计70余项,发表SCI论文100余篇。作为项目负责人承担的项目主要包括:国家重大科学仪器设备开发专项,国家自然科学基金,四川省科技平台项目等多个课题,总经费约5000万元。目前主要从事的研究领域包括:1、新型生物传感器;2、生物成像技术;3、非侵入式医学诊断;4、生物质谱技术;5、创新型分析仪器及激光光谱分析方法。

入职以来,被聘为Nature出版集团Scientific Reports期刊编委;美国化学学会荣誉会员;中国仪器仪表学会分析仪器分会原子光谱专业委员会委员;中国化学会质谱分析专业委员会委员;四川省质谱学会副理事长,《分析化学》、《分析仪器》杂志编委会委员;《仪器与设备》杂志主编;美国能源部(DOE)、食品药学部(FDA)、美国国家基金委(NSF)、波兰国家基金委、中国教育部、四川省科技厅和湖北省科技厅等多个部门的特约项目评审人;多种国家级人才项目评审专家;四川省彭州市科技产业顾问,四川大学国家大学科技园战略发展顾问;科技部重大科学仪器设备开发专项项目负责人,首席专家,专家组成员和监理组组长;多次受邀撰写各种百科全书相关章节(Encyclopedia of SensorEncyclopedia of Mass Spectrometry、和Encyclopedia of Plasma Technology);。相关研究成果曾被“中国科学报”等国内外数十家具影响力的杂志、媒体和网站关注报道。

 

联系方式:

邮箱:yduan@scu.edu.cn

电话:028-85418180

 

研究方向

近几年主要从事以下领域的研究:

(1)、新型生物传感器用于疾病标志物检测:

结合光谱分析技术,将待测物如蛋白质、核酸、细胞和重金属离子与敏感元件之间的特异性反应过程转换和放大为光电信号,构建一系列生物传感器,包括免疫传感器、光纤传感器、核酸传感器和基于细胞检测的传感器等。该方向目前重点致力于传感器信号检测装置的自主设计,检测方法的建立,开发出具有应用前景的生物化学分析技术。

本方向具体包括如下研究内容:研究基于生物免疫识别技术、具有远程检测功能的光纤传感器和具有特异性识别功能的表面等离子共振(SPR)生物传感器;集成具有独创和自主知识产权的新型介孔生物芯片;开展疾病标志物传感检测,实现癌症的早期筛查和诊断;研究新型激光诱导荧光传感器——表面等离子体耦合定向发射荧光(SPCEF)的信号增强途径及其在生命分析领域中的应用;研究和筛选新型核酸适配体用于多种生物样品的灵敏检测;以核酸适配体为识别元件和杂交链式反应为信号放大策略,构建癌细胞膜蛋白原位分析新方法;研究新型三维纳米表面形貌及其对细胞行为的影响。

 

(2)、荧光动态成像、非直观超分辨成像技术研究肿瘤细胞生理生化特性:

本方向包括以下研究内容:1)细胞自噬研究。探索新型细胞成像技术用于研究人肿瘤细胞自噬的发生及其外界调控因素,研究细胞自噬与多种人类疾病发生发展的关系。例如,研究不同纳米材料对细胞自噬的干预过程及其机制;筛选化学小分子,并研究其对细胞选择性自噬的调控机制。目前,此方向的工作主要依托本中心的搭载有碟式共聚焦观测模式的活细胞工作站而开展。该仪器集多重细胞荧光成像、活细胞观测、荧光动态分析和活体组织切片荧光分析等功能于一体,可实现细胞的多参数检测。2)非直观特征偏振参数超分辨显微成像技术:利用生物组织,细胞等具有的光学各向异性,通过非直观成像技术,提取偏振参数并对其点扩散函数进行调制,从而形成非直观图像,实现超分辨检测。中心还配套拥有独立的细胞及细菌培养室、生物安全柜、荧光显微镜(含相差显微镜)、手持式细胞自动计数仪、荧光定量PCR/梯度PCR、荧光光谱仪、化学发光及凝胶成像系统和超低温冰箱等一系列用于生物样品检测、分析和处理的大型设备。

 

(3)、非侵入式医学诊断用于疾病检测:

在近几年非侵入式医学诊断用于疾病检测的研究工作中,课题组重点研究了呼吸气、唾液、体表液中各痕量生物标志物的可靠采样方法及GC/MSLC/MS等标准分析方法,探讨呼吸气、唾液、体表液中各痕量组分的实时在线检测新方法,包括微等离子体分子发射光谱法、空芯光纤吸收光谱法、质子转移反应质谱技术等,以及这些分析方法用于非侵入式医学诊断的可行性。研究了呼吸气、唾液、体表液中的生物标识物与重大疾病,如糖尿病、肺癌、肿瘤等的相互关系,探索各种生物标志物用于疾病诊断的机理。开辟分析化学应用于非侵入式诊断的新方法、新途径、新领域。

 

(4)、新型生物质谱快检技术:

本方向专注于多种新型质谱离子源的开发,包括基于微波等离子体的常压解吸离子源(MIPDI),基于直流微等离子体的常压解吸离子源(MFGDP)和微波诱导等离子体质子转移反应离子源(MIP-PTR)等。开发新型离子源用于各种样品(如药片等复杂基体)中所含特征组分的快速分析、生物成像分析(药物残留与释放)、环境监测、人体疾病诊断(呼吸气和体液)、过程分析等众多领域,替代或者简化现行的分析方法。研究多种常压解吸质谱离子源(MIPDIMFGDP等)。其中,所研究的微波等离子体离子源的质谱仪(PTR-MS)特别适合对空气中的VOCs成分进行在线分析,且该方法具有非常好的检测限。

 

(5)、创新型激光光谱分析仪器的研发与应用:

该部分工作重点是广泛开展创新型化学及生物分析仪器的研发。重点研究具有广泛应用前景的核心技术,并以此为基础研发手持式、便携式的新型仪器,提升国内分析仪器的研究水平,加快分析仪器的国产化进程,最终解决生产生活中的实际问题。重点从事激光光谱分析技术研究,包括激光诱导击穿光谱技术(LIBS)、激光腔衰荡光谱技术(CRDS)、激光诱导荧光技术(LIF)的研究工作,成功研发出基于激光技术的便携式和手持式LIBS光谱仪以及集原子光谱与分子光谱于一身的LIBRAS光谱仪,该研究成果填补了国内外同类仪器研究领域的空白。

 

近5年部分论文(2011.09—2016.05):

1.      Zhao Z., B. Wang, Duan. Y. Exploration of Microplasma Probe Desorption/Ionization Mass Spectrometry (MPPDI-MS) for Biologically Related Analysis. Analytical Chemistry 88, 1667-1673 (2016).

2.      Wang Y., Z. Luo, K. Liu, J. Wang, Duan. Y. In situ targeting TEM8 via immune response and polypeptide recognition by wavelength-modulated surface plasmon resonance biosensor. Scientific Reports 1-9, (2016).

3.      Yuan X., X. Zhan, X. Li, Z. Zhao, Duan. Y. Matrix-Assisted Plasma Atomization Emission Spectrometry for Surface Sampling Elemental Analysis. Scientific Reports 1-9, (2016).

4.      Wang Y., K. Liu, Z. Luo, Duan. Y. Preparation and tumor cell model based biobehavioral evaluation of the nanocarrier system using partially reduced graphene oxide functionalized by surfactant. International Journal of Nanomedicine 10, 4605-4620 (2014).

5.      Tang J., Duan. Y. et al. Observation and interpretation of energy efficient, diffuse direct current glow discharge at atmospheric pressure. Applied Physics Letters 107, 115012 (2015).

6.      Tang Z., Y. Liu, Duan. Y. Development of solid-phase microextraction fibers based on multi-walled carbon nanotubes for pre-concentration and analysis of alkanes in human breath. Journal of Chromatography A 1425, 34-41 (2015).

7.  Xu T. Duan. Y. et al. Multi-elemental surface mapping and analysis of carbonaceous shale by laser-induced breakdown spectroscopy. Spectrochimica Acta Part B-Atomic Spectroscopy 115, 31-39 (2016).

8.      Wang X., Wei Y., Q. Lin, J. Zhang, Duan. Y. Simple, fast matrix conversion and membrane separation method for ultrasensitive metal detection in aqueous samples by laser-induced breakdown spectroscopy. Analytical Chemistry 87, 5577-5583 (2015).

9.      Zhang J., Duan. Y. et al. Novel signal-enhancing immunoassay for ultrasensitive biomarker detection based on laser-induced fluorescence. Analytical Chemistry 87, 2959-2965 (2015).

10.   Luo D. B., Y. X. Duan, He Y., B. Gao. A novel DC microplasma sensor constructed in a cavity PDMS chamber with needle electrodes for fast detection of methanol-containing spirit. Scientific Reports 4, 7451-7451 (2014).

11.   Yao J., Yang M., Duan. Y. Chemistry, biology, and medicine of fluorescent nanomaterials and related systems: new insights into biosensing, bioimaging, genomics, diagnostics, and therapy. Chemical Reviews 114, 6130-6178 (2014).

12.   Meng F., X. Li, Duan. Y. Chip-based ingroove microplasma with orthogonal signal collection: new approach for carbon-containing species detection through open air reaction for performance enhancement. Scientific Reports 4, 4803-4803 (2014).

13.   Yin W., B. Li, W. Xu, Duan. Y. Magnified fluorescence detection of silver(I) ion in aqueous solutions by using nano-graphite-DNA hybrid and DNase I. Biosensors & bioelectronics 58, 276-281 (2014).

14.   Wei Y., B. Li, Wang X., Duan. Y. A nano-graphite-DNA hybrid sensor for magnified fluorescent detection of mercury(II) ions in aqueous solution. Analyst 139, 1618-1621 (2014).

15.   Lin Q. Duan. Y. et al. Laser-induced breakdown spectroscopy for solution sample analysis using porous electrospun ultrafine fibers as a solid-phase support. Rsc Advances 4, 14392-14399 (2014).

16.   Yu Q., Wang X., Duan. Y. Capillary-Based Three-Dimensional Immunosensor Assembly for High-Performance Detection of Carcinoembryonic Antigen Using Laser-Induced Fluorescence Spectrometry. Analytical Chemistry 86, 1518-1524 (2014).

17.   Yuan X., Duan. Y. et al. An effective analytical system based on a pulsed direct current microplasma source for ultra-trace mercury determination using gold amalgamation cold vapor atomic emission spectrometry. Spectrochimica Acta Part B-Atomic Spectroscopy 93, 1-7 (2014).

18.   Zhu X., Xu T., Q. L. Duan, Y. Technical Development of Raman Spectroscopy: From Instrumental to Advanced Combined Technologies. Applied Spectroscopy Reviews 49, 64-82 (2014).

19.   Ding X., Duan. Y. Plasma-based ambient mass spectrometry techniques: The current status and future prospective. Mass Spectrometry Reviews 34, 449-473 (2013).

20.   Wang Q., G. Pan, Wang X., Duan. Y. Investigation and identification of potential biomarkers in human saliva for the early diagnosis of oral squamous cell carcinoma. Clinica Chimica Acta 427, 79-85 (2014).

21.   Ding X., Duan. Y. et al. Microfabricated glow discharge plasma (MFGDP) for ambient desorption/ionization mass spectrometry. Analytical Chemistry 85, 9013-9020 (2013).

22.   Wang Q., G. Pan, C. Fei, Wang X., Duan. Y. Measurement of salivary metabolite biomarkers for early monitoring of oral cancer with ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry. Talanta 119, 299–305 (2014).

23.   Li B., Yu Q., Duan. Y. Fluorescent labels in biosensors for pathogen detection. Critical Reviews in Biotechnology 35, 1-12 (2015).

24.   Zhan X., Duan. Y. et al. Microwave-induced plasma desorption/ionization source for ambient mass spectrometry. Analytical Chemistry 85, 4512-4519 (2013).

25.   Liu Y., W. Cao, Ding X., X. Yuan, Duan. Y. Characterization of the analytical capabilities of an atmospheric microplasma device for the detection of nonmetals. Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy 76, 152-158 (2012).

26.   Li J., Y. Peng, Duan. Y. Diagnosis of breast cancer based on breath analysis: An emerging method. Critical Reviews in Oncology/hematology 87, 28-40 (2013).

27.   Zhan X., J. Duan, Duan. Y. Recent developments of proton-transfer reaction mass spectrometry (PTR-MS) and its applications in medical research. Mass Spectrometry Reviews 32, 143–165 (2013).

28.   Yang M., Yao J., Duan. Y. Graphene and its derivatives for cell biotechnology. Analyst 138, 72-86 (2013).

29.   Yuan X., X. Ding, Z. Zhao, X. Zhan, Duan. Y. Performance evaluation of a newly designed DC microplasma for direct organic compound detection through molecular emission spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 27, 2094-2101 (2012).

30.   Yao J., Duan. Y. Chemistry, physics and biology of graphene-based nanomaterials: new horizons for sensing, imaging and medicine. Journal of Materials Chemistry 22, 14313-14329 (2012).

31.   Zhao Z., Duan. Y. A low cost fiber-optic humidity sensor based on silica sol–gel film. Sensors and Actuators B-Chemical 160, 1340-1345 (2011).     



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