四川大学化学学院李峰

huatai

李峰，四川大学化学学院，此前为加拿大布鲁克大学(Brock University)化学系终身副教授。长期从事生物分析、DNA纳米技术、重大疾病精确检测技术等方向研究。在 Chemical Reviews、Angewandte Chemie、 ACS Nano等国际顶级杂志发表研究论文40余篇，同时长期担任 NatureNanotechnology等40余种杂志的特约审稿人。所获主要荣誉包括加拿大安大略省政府颁发的 Ontario Early Researcher Award(2018)、中加YsEP访问学者(2018)、 Young Investigators in(Bio-)Analytical Chemistry (2019, Springer)、Emerging Investigators Analytical Sciences (2016, Royal Society of chemistry)等。


李 峰     特聘研究员
研究方向：DNA纳米技术、生物分析化学、体外诊断试剂及辨析仪器开发
Email：windtalker_1205@scu.edu.cn




简历
教育背景：
2007.09 – 2013.02， University of Alberta，分析化学，博士， 导师：X. Chris Le院士
2002.09 – 2006.07，天津大学药学院，理学学士


工作及研究经历：
2018.05 – 至今，四川大学化学学院，特聘研究员，博导
2019.07 – 至今，Brock University，化学系、生物技术中心，兼职副教授（Tenured）
2014.12 – 2019.07，Brock University，化学系、生物技术中心，助理教授
2018.08 – 2018.08，中科院上海应用物理所，中加YSEP访问学者，Host：樊春海教授
2013.08 – 2013.12，University of   California, Irvine，干细胞研究中心，访问学者
2013.02 – 2014.11，University of Alberta，临床医学及病理学系，博士后


主要研究方向
Research at Analytical   DNA Nanotechnology Laboratory (ADNL) is at the interface of bioanalytical   chemistry and DNA nanotechnology. We consider DNA both as important   biomarkers for diverse biological processes and clinical diagnostics and also   as a class of highly programmable engineering material. As such, we are   interested in developing advanced tools for nucleic acid testing and protein   detection at decentralized conditions, such as for point-of-care diagnosis   and field-deployable tests. We are also interested in the fundamentals and   applications of DNA nanotechnology, where we program DNA into diverse   nanodevices and nanomachines with predictable behaviors and function.


主要工作业绩
2019 Young Investigators in Analytical and Bioanalytical Science，Analytical   and Bioanalytical Chemistry（Springer旗下期刊）
2019 山西省百人计划短期项目，山西省委组织部
2018 入选Ontario-China Young Scientist Exchange   Program，中国科技部与加拿大安大略政府共同资助
2018 Ontario Early Researcher Award，加拿大安大略省政府
2016 Emerging Investigator in Analytical Science，Analyst（英国皇家化学会旗下期刊）
2014 JDRF Postdoctoral Fellowship（declined），美国糖尿病协会
2013 Doctoral Dissertation Award（推荐人：Analytical   Chemistry主编Jonathan Sweedler教授），University of Alberta
2013 国家优秀自费留学生奖，中国教育部
2013 Bill Davidson Graduate Student Travel Award, 7th   International Symposium on Enabling Technologies
2012 Young Scientist Travel Award, 28th International Symposium   on Microscale Separations and Bioanalysis
2012 J. Gordin Kaplan Graduate Student Award, University of   Alberta
2012纳米技术创业大赛二等奖，University of Alberta


代表性成果 (获奖成果、专著、论文、专利)
完整文章列表见小组主页（*代表通讯作者; #代表共同一作）
1. Mason, S. D.; Wang, G.   A.; Yang, P.; Li, Y.; Li, F.* Probing and controlling dynamic interactions at   biomolecule-nanoparticle interfaces using stochastic DNA walkers. ACS   Nano, 2019, 13,   8106-8113.
2. Li, Y.; Mansour, H.; Wang, T.; Poojari, S.; Li, F.* Naked-eye detection of grapevine red-blotch viral infection using a   plasmonic CRISPR Cas12a Assay. Anal. Chem. 2019, 91, 11510-11513.
3. Li, Y.; Wang, G, A.; Mason, S. D.;   Yang, X.; Yu, Z.; Tang, Y.; Li,   F.* Simulation-guided engineering of an   enzyme-powered three-dimensional DNA nanomachine for discriminating single   nucleotide variants. Chem. Sci. 2018, 9,   6434-6439.
4. Li, F.;* Lin, Y.; Lau, A.; Tang, Y.; Chen, J.; Le, X. C.* Binding-induced molecular amplifier as a universal detection platform for   biomolecules and biomolecular interaction. Anal. Chem. 2018,   90, 8651-8657.
5. Wang, G. A.;   Dong, T.; Mansour H.; Matamoros, G.; Sanchez, A. L.; Li,   F.* Paper-Based DNA Reader for   Visualized Quantification of Soil-Transmitted Helminth Infections. ACS   Sens. 2018, 3,   205-210.
6. Yang, X.;   Tang, Y.; Traynor, S. M.; Li, F.* Regulation of DNA   strand displacement using allosteric DNA toehold. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14076-14082.
7. Yang, X.;   Tang, Y.; Mason, S. D.; Chen, J.; Li, F.* Enzyme-powered   three dimensional DNA nanomachine for DNA walking, payload release, and   biosensing. ACS Nano 2016, 10, 2324-2330.
8. Li, F.*; Tang, Y.; Traynor, S. M.;   Li, X.-F.; Le, X. C.* Kinetics of proximity-induced intramolecular DNA strand   displacement. Anal. Chem. 2016, 88,   8152-8157.
9. Tang, Y.;   Wang, Z.; Yang, X.; Chen, J.; Liu,   L.; Zhao, W.; Le, X. C.; Li, F.* Constructing real-time, wash-free, and reiterative sensors for   cell surface proteins using binding-induced dynamic DNA assembly. Chem.   Sci. 2015, 6, 5729-5733.
10. Tang, Y.;   Lin, Y; Yang, X.; Wang, Z.; Le, X.   C.; Li, F.* Universal strategy to engineer catalytic DNA hairpin assemblies for   protein analysis. Anal.   Chem. 2015, 87,   8063-8066.
11. Li, F.;# Zhang, H.;# Wang, Z.; Newbigging, M. A.;   Reid, S. M..; Li, X.-F.; Le, X. C. Aptamers facilitate   amplified detection of biomolecules. Anal.   Chem. 2015, 87,   274-292.
12. Ali, M.M.; Li, F.; Zhang Z.; Zhang, K.; Kang, D.-K.; Ankrum, J.; Le, X. C.; Zhao, W. Rolling circle amplification: a versatile tool for chemical biology,   materials science and medicine. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 3324-3341.
13. Zhang, H.#; Li, F.#; Dever, B.; Li, X-F.; Le, X. C. DNA-mediated   homogeneous binding assays for nucleic acids and proteins. Chem. Rev. 2013, 113, 2812-2841.
14. Li, F.; Zhang, H.; Wang, Z.; Li, X.; Li, X.-F.; Le, X. C. Dynamic DNA   assemblies mediated by binding-induced DNA strand displacement. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2443-2446.
15. Li, F.; Lin, Y.; Le, X. C. Binding-induced formation of DNA three-way   junctions and its application in real-time protein detection and DNA strand   displacement. Anal. Chem. 2013,   85, 10835-10841.
16. Zhang, H.; Li, F.; Dever, B.; Wang, C.; Li, X.-F.; Le, X.C. Assembling DNA through affinity binding to achieve ultrasensitive   protein detection. Angew.   Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10698-10705.
17. Li, F.; Zhang, H.; Lai C.; Li, X-F.; Le, X. C. A molecular translator that acts by binding-induced DNA strand   displacement for a homogeneous protein assay. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9317-9320.
18. Li, F.; Dever, B.; Zhang, H.; Li, X-F.; Le, X. C. Mesoporous materials in peptidome analysis. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51,   3518-3519.
19. Li, F.; Li, J.; Wang, C.; Zhang, J.; Li, X.-F.; Le, X. C. Competitive   protection of aptamer-functionalized gold nanoparticles by controlling DNA assembly. Anal. Chem. 2011, 83, 6464-6467.
20. Li, F.; Zhao, Q.; Wang, C.; Lu, X.;   Li, X.-F.; Le, X. C. Detection of E. coli O157: H7 using   gold nanoparticle labeling and inductively coupled plasma-mass spectrometry.   Anal. Chem. 2010, 82,   3399-3403.

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CRISPR基因魔剪自1980年被首次发现以来，已为化学、生物、生物医学等学科带来了革命性的变化。近几年来， 由于其独特的分子识别及信号放大机制，CRISPR被广泛应用于分析与诊断工具的开发，部分CRISPR诊断工具已成功实现临床应用。
        近日，我院李峰教授发表关于CRISPR分析诊断技术的论文，系统综述了CRISPR技术在分析方法开发与分子诊断中的应用。该文从CRISPR各类工具包的独特识别与酶切性质入手，深入剖析了各类CRISPR分析诊断技术的设计理念与技术路径，全面探讨了其灵敏度、特异性、检测通量、速度等分析性能，并进一步讲述了CRISPR与纳米技术、微流控技术等的深度整合及其在新冠病毒诊断等重大公共卫生事件中的临床应用。此外，文章还深入探讨了未来CRISPR在分析诊断领域所面临的挑战、解决思路及新的展望。

        该文以内封论文发表在化学领域顶级期刊《Chemical Society Reviews》上，题目为“The CRISPR–Cas toolbox for analytical and diagnostic assay development”。四川大学为该论文第一通讯单位，化学学院李峰教授为本文通讯作者，唐娅楠副研究员为论文第一作者。
         全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CS/D1CS00098E

minghong

在动态DNA纳米技术中，立足点介导的链置换反应（Toehold-Mediated Strand Displacement, TMSD）是使用最为广泛的一个基元反应。通常TMSD反应需要在有金属阳离子存在的缓冲体系下进行，以屏蔽核酸的磷酸骨架上密集的负电斥力。

      近日，我院李峰教授课题组以有机反应中亲核取代反应机理的视角，对该经典反应进行审视与重构：经典TMSD反应类似于SN2反应机理，而当环境中缺少金属阳离子时，链置换过程可与SN1路径类比。在此基础上，通过能够与DNA结合的小分子来代金属阳离子去实现链置换过程，并精准调节SN1和SN2反应路径。此类小分子通过插入或沟槽结合的方式与DNA的双螺旋结构结合，能够显著改变DNA的稳定性和功能，而且小分子与双链DNA（dsDNA）之间的相互作用是许多抗癌和抗感染药物的基础。本文中，首先验证了通过此类能够与DNA结合的小分子去介导链置换反应（Binder-Induced Nucleic acid strand Displacement, BIND）。结果显示，小分子与dsDNA的亲和力和其所带电荷能够精准控制链置换反应的路径。随后，进一步将这一全新链置换反应应用于DNA-小分子相互作用的系统、高通量表征，实现了结合常数（Kd）、结合位点大小（n）、协同性（ω）、焓（ΔH）和熵（−TΔS）的贡献以及序列选择性一系列特征参数的一站式综合分析。BIND还可以被设计成高通量筛选的工具，从大量化合物中筛选与DNA有特异性亲和作用的小分子化学物，并成功地从含有700个化合物的库中筛选出8个全新的DNA结合小分子。
        该成果以“Enabling programmable dynamic DNA chemistry using small-molecule DNA binders”为题发表在Nat. Commun.期刊上，四川大学为第一单位，化学学院李峰教授为本文通讯作者，四川大学/加拿大布鲁克大学联合培养博士研究生许骏鹏为本文第一作者。该工作得到国家自然基金和四川大学青苗计划的经费支持。
        文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40032-3

qingxue

基因突变已被证实是癌症诊断、产前早筛、传染病耐药性检测中的重要生物标志物。对其进行精准检测将有利于辅助癌症的诊断、伴随治疗、靶向用药和预后评估。然而，高浓度的具有相似序列的野生型对微量肿瘤突变的超灵敏检测造成了严重的干扰，致使其精准检测困难。因此，开发超灵敏的突变检测探针，在临床样品中实现微量肿瘤突变的检测具有重要的临床意义和科学价值。
       针对上述挑战，李峰教授团队基于在“热力学指导诊断探针精准设计”方向上的研究基础（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 2750; Nat. Commun. 2023, 14, 4248; Nat. Commun. 2022, 13, 4667; J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13655; Nat. Commun. 2020, 11, 5473; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 22617）,首次提出了错配介导DNA组装的探针设计策略，实现了低至0.01%的肿瘤突变的超灵敏检测（如图）。通过与华西医院李为民教授、应斌武教授团队合作，进一步实现了肺癌组织、血液、胸腔积液等临床实际样品中肿瘤突变的精准检测，相关成果近期发表于JACS。

图1.基于错配介导DNA组装的探针设计

该研究以“Mismatch-guided deoxyribonucleic acid assembly enables ultrasensitive and multiplex detection of low-allele-fraction variants in clinical samples”为题发表在Journal of the American Chemical Society上，第一作者是四川大学化学学院博士研究生黄丹，华西呼吸健康研究所邓慧博士和华西检验科周娟博士。化学学院李峰教授、华西医院李为民教授、应斌武教授为共同通讯作者。