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2022-03-21 | 科研新闻

南科大微流控-生物材料实验室在柔性电子领域取得系列进展

《AFM》:湿粘弹性体用于液态金属基适形表皮电子器件        可穿戴电子设备越来越多地用于不同情况下的健康监测和治疗。然而,很少有设备能在运动和淋浴后(出汗、变形、摩擦)与皮肤粘附而不变形。近日,南方科技大学微流控-生物材料实验室与国家纳米科学中心施兴华教授等人合作提出了一种简便的方法,利用聚乙二醇(PEG)混合聚二甲基硅氧烷(PDMS)胶粘剂(PPA)制备金属聚合物导体(MPC),将镓基液态金属合金电路封装为表皮电子器件。在PDMS预聚物中加入PEG可以得到比PDMS本身承受更大变形的、更柔软的湿粘弹性体。柔软的可粘接电子产品可与皮肤适形粘接达2天以上。实验证明,这些电子器件能够满足运动和淋浴48小时穿戴时的运动检测、电生理信号检测和皮肤伤口愈合的需求。        作者预计这种具有优良生物安全性的湿粘电子产品将得到广泛应用,解决医用胶粘剂和人机界面存在的问题。相关工作以“Wet-Adhesive Elastomer for Liquid Metal-Based Conformal Epidermal Electronics”为题发表在3月18日的《Advanced Functional Materials》。 图1. PPA和PPA- MPC电子设备示意图 图2. PPA的机械性能及附着力 【文章要点】 一、PPA的制备及表征        为防止溶剂不受控制的蒸发所造成的缺陷,提高弹性体的力学性能,选用了分子量分别为200、400和600的室温液态PEG寡聚体。研究者研究了添加不同比例PEG低聚物的粘接剂的模量(图2a)、断裂伸长率(图2b)和对前臂皮肤的粘接力(图2c)。当相对量相同时,PEG-600组的模量较低,断裂伸长率较高,附着力较高。最大添加量时,弹性体的模量和粘结力似乎相同,分别为30 kPa和0.9 N cm−1。        将PPA贴附于前臂皮肤,剥离后进行皮肤附着试验。将刚固化的PPA和放置14 d的PPA分别贴附在前臂皮肤上,并测试各组剥离力,以测试室温下PPA粘附性能的保留效率。刚固化的PPA的剥离力为0.87 N/cm,两周前固化的PPA的剥离力为0.54 N cm−1(图2e)。测试了不同附着时间下PPA的剥离力。48 h后,附着力从0.9 N cm−1略微下降到0.63 N cm−1(图2f)。最后进行了循环粘附剥落试验。粘连剥离40次后,粘连力仍大于0.5 N cm−1,表明PPA连续剥离后仍可作为表皮粘接剂使用(图2g)。 图3. PPA-MPC电子器件性能及PPA-MPC粘接应变传感器的运动检测 二、用于运动检测的PPA-MPC粘接式应变传感器 对于应力-应变曲线,PPA-MPC电子器件显示出比PDMS-MPC明显更低的模量和更高的伸长率(图3a)。测试了不同应变下电阻的变化,应变传感器的应变分别为20%、40%、60%、80%,具有较高的精度和线性度(图3b),显示了其在连续精确传感方面的巨大潜力。该应变传感器被拉伸至50%,循环1000次,以表征其耐久性。显然,它可以承受这种连续的变形,并且在整个过程中保持一个稳定的电阻(图3c),这意味着应变传感器能够长期的运动监测。将应变传感器连接到肘部和膝盖皮肤上,并以不同的速度连续弯曲(图3d,g)。该自粘式应变传感器能够保持稳定的粘接,变形与皮肤保持一致。36小时后,再次执行相同的任务。在这段时间里,除了日常工作外,研究者做了一个小时的运动,洗了两次30分钟的淋浴。结果显示,佩戴36小时后,应变传感器仍能适形附着在皮肤上,并实时显示关节的运动(图3e,f,h,i)。        原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202200444   《ACS Nano》:基于纳米纤维的柔性电子导管用于体内清除循环肿瘤细胞        清除外周血中与肿瘤转移和复发密切相关的循环肿瘤细胞(CTCs)有助于降低肿瘤复发和转移的概率。然而,传统的旨在杀死CTCs的治疗方法往往会对正常的血细胞、组织和器官造成损伤。近日,南方科技大学微流控-生物材料实验室报道了一种柔性电子导管,它可以通过不可逆电穿孔(IRE)高效地捕获和杀死CTCs。柔性电子导管由纳米纤维(NFs)与液态金属聚合物导体(MPC)电极组装而成。用上皮细胞粘附分子(EpCAM)抗体修饰NFs,以提高特异性生物识别和细胞粘附能力。导管可反复筛查全身血液,纳米纤维上的EpCAM抗体可使CTCs富集到导管表面。利用高比表面积,这种基于NFs的导管在CTCs中的捕获效率比以前报道的研究高25倍。此外,每mm2导管非特异性捕获的白细胞数量小于10个,而原来的4-11 × 106 mL-1全血数量较多,显示了柔性电子导管良好的特异性。柔性和生物相容性的MPC电极对兔模型中捕获的CTCs具有100%的杀灭效率。此外,未见明显血液学指标及血管及主要器官形态变化,说明该电子导管具有良好的生物相容性。这种功能性电子导管为提高临床肿瘤治疗效率提供了一种新的替代策略。相关工作以“Flexible Electronic Catheter Based on Nanofibers for the In Vivo Elimination of Circulating Tumor Cells”为题发表在3月18日的《ACS Nano》。 方案1. 使用柔性电子导管在体内富集和消除CTCs的示意图 图2. 治疗用导管对癌细胞的体外捕获和杀伤性能 【文章要点】 一、柔性电子导管的体外试验        根据研究者的设计,具有微米孔隙的网络结构可以扩大比表面积,使CTCs有很高的捕获概率(图2A)。最终结果表明,MPC/ NF导管可有效捕获55.2%的HepG2细胞。利用高表面积、高孔隙率和靶区富集的优点,NF基导管用于CTCs的捕获效率比之前报道的高25倍(图2D,E)。此外,研究了CTCs致死的电压。HepG2细胞在不同电压(50、100、200 V)作用10 ms。CCK-8染色分析显示,随着电压升高,细胞活力下降,在200 V时细胞几乎死亡(图2F)。annexin V-FITC/碘化丙啶染色分析显示,IRE引起的凋亡是HepG2细胞死亡的主要原因(图2G)。这些结果证实了本方法的可行性,并表示了IRE作用在临床CTC治疗中的潜在应用。 图3. MPC/ NF导管体内CTC捕获能力的评价 二、柔性电子导管的体内试验        研究者建立了基于MPC功能化和NF功能化静脉留置导管的体内CTC清除系统(图3A、B)。使用新西兰兔模型进一步测试性能。捕获的HepG2细胞经免疫染色鉴定为DAPI+/ PE-CD45 – / FITC-CK +。在1、2、3只家兔上分别捕获HepG2细胞2580、2192和1908个。无EpCAM特异性抗体的导管作为对照;分别从4、5和6只家兔中捕获18、32和48个HepG2细胞(图3C、D)。HepG2的捕获效率比之前报道的高11倍。MPC/NF导管的非特异性捕获WBCs的数量小于10个/mm2,而原来MPC/ NF导管的全血数量为4-11 × 106 mL-1,显示了MPC/NF导管的良好特异性。HepG2细胞富集后,在电极上施加200 V电压10 ms进行细胞杀伤。AO和PI成本法显示,MPC/NF导管可以使IRE杀死所有捕获的细胞,杀伤效率为100%(图3E,F),表明具有良好的体内清除CTCs能力。        原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c09807   本文转载自:高分子科学前沿公众号

2022-02-15 | 教学新闻

南方科技大学入选新一轮“双一流”建设高校

       近日,教育部、财政部、国家发展改革委发布第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单。南方科技大学榜上有名,正式进入“双一流”建设高校行列,成为深圳首所“双一流”建设高校。        南科大是中国最年轻的“双一流”建设高校之一。该校是深圳在中国高等教育改革发展的时代背景下创建的一所高起点、高定位的公办新型研究型大学。学校借鉴世界一流理工科大学的学科设置和办学模式,以理、工、医为主,兼具商科和特色人文社科的学科体系,在本科、硕士、博士层次办学,在一系列新的学科方向上开展研究,使学校成为引领社会发展的思想库和新知识、新技术的源泉。        “双一流”建设是党中央、国务院在新的历史时期为提升我国教育发展水平、增强国家核心竞争力、奠定长远发展基础作出的重大战略决策。作为深圳举全市之力兴办的新型研究型大学,南科大肩负“探索中国特色的现代大学制度、探索创新人才的培养模式”使命。建校以来,南科大牢记“两个探索”的初心使命,以改革立校、以创新兴校,突出“创知、创新、创业”的办学特色,坚持高起点、高定位、高质量发展,取得了一系列成绩。面向未来,南科大将立足中华民族伟大复兴战略全局,心怀“国之大者”,以聚焦国家重大战略需求和服务地方需求为己任,紧抓“双一流”建设重大机遇,坚持立德树人根本任务,坚持为党育人、为国育才,践行“明德求是 日新自强”的校训精神,助推深圳经济特区在先行示范道路上迈出坚实步伐,为粤港澳大湾区高水平人才高地建设和国家高水平科技自立自强作出新的更大贡献。        南科大生医工系将紧抓“双一流”建设重大机遇,依托南方科技大学一流的科研、教学条件,力争将生医工系建设成为国际知名的生物医学工程研究基地。   教育部通知链接:http://www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202202/t20220211_598710.html

2022-02-09 | 综合新闻

生医工系进行开学前实验室安全大检查

       为响应学校号召,做好开学前准备工作。2月7日下午,生物医学工程系系主任蒋兴宇讲席教授、副系主任吴长锋教授,在系安全员邓丹丹陪同下,对生物医学工程系实验室进行了全面检查。        生物医学工程系科研实验室分布于工学院南楼一、五、六、七层及创园8栋3楼,共有课题组22个,实验室约30间。蒋兴宇讲席教授和吴长锋教授依次走访了每个课题组实验室,针对实验室安全、卫生、消防安全等安全隐患进行了检查和提醒,并对已经回校和寒假一直在校工作学习的师生进行了亲切问候。        由于仍在寒假期间,实验室工作人员较少,蒋老师特意指出:实验室中通电仪器能关机的尽量关机,以防有安全隐患;对于一些短时用不上的加热设备,要求相应科研人员关闭用电;部分实验室因假期工作时间短,安全日志填写欠及时,这些常规性的工作应注意及时完成;针对化学品安全方面,对于管制类化学品柜加了双锁的实验室,其钥匙需进行专门保管。 除此之外,在此次检查中,还发现有部分老师办公室玻璃破裂,报修之后还未及时更换的情况。考虑到碎玻璃可能有高空坠落砸人的风险,应再次督促物业进行更换玻璃前的安全预处理。        经过本轮实验室安全检查,我系做到了对各实验室安全情况心中有数,并为即将到来的开学开工做好了前期安全准备。   采写:邓丹丹

2022-01-19 | 科研新闻

我系张明明助理教授团队荣获第二十&二十一届国际机器人与仿生学大会最佳机器人论文提名奖

      2021年12月27日至31日,第二十&二十一届国际机器人与仿生学大会(The 20-21th International Conference on Robotics and Biomimetics,IEEE-ROBIO 2021)在中国海南三亚举行。来自美国德克萨斯州立大学、德国慕尼黑工业大学、日本千叶工业大学、日本大阪大学、意大利技术研究院、清华大学、香港大学、上海交通大学、南方科技大学、南开大学、东北大学、中科院沈阳自动化研究所等20多个国家的知名高校与企业专家学者共计近三百代表参加了本次线上和线下会议。       我校生物医学工程系张明明助理教授团队博士后苗青的一篇论文被IEEE-ROBIO 2021接收,张明明助理教授受邀现场参加了本次国际会议并进行了宣读。该论文的主题为“Improving Human-Robot Interaction Safety through Compliant Motion Constraints in Bilateral Upper Limb Rehabilitation”。经过国内外专家认真、公平、公正地评选,该文在数百篇学术文章中脱颖而出,荣获本次大会的T.J. Tran最佳机器人论文提名奖。       据悉,IEEE-ROBIO国际会议是机器人领域内的顶级学术会议之一,每年举办一届,至今已成功举办了二十一届。自2004年在中国沈阳开始,先后在中国台湾普吉岛、泰国曼谷、印度尼西亚巴厘岛、马来西亚吉隆坡等城市举行。本次参会,张明明助理教授作为通讯作者,在汇报环节与参会人员进行了热烈的讨论与深入的交流,得到众多与会专家学者的关注与赞许,充分展现了团队研究成果在机器人领域的学术影响力。

2022-01-18 | 科研新闻

2022年南方科技大学机器人交互技术及医工应用高端系列论坛圆满落幕

       为推进机器人人机共融领域发展、聚焦机器人交互关键技术及医工应用,由南方科技大学生物医学工程系脑—机器人康复技术实验室主办的“2022年南方科技大学机器人交互技术及医工应用高端系列论坛”于2022年1月11日-13日圆满召开。        加拿大工程院院士孟庆虎、中科院深圳先进技术研究院集成技术研究所副所长吴新宇、南方科技大学机械与能源工程系系主任融亦鸣、生物医学工程系系主任蒋兴宇,以及来自国内机器人领域专家学者参加活动。会议采用线上线下相结合的方式举行。        本次论坛由中国科学院院士段广仁等知名专家进行战略指导,孟庆虎院士、吴新宇教授、融亦鸣讲席教授、蒋兴宇讲席教授担任共同荣誉主席,南方科技大学脑—机器人康复技术实验室主任张明明助理教授担任论坛执行主席。 会议共邀请了16位机器人交互技术及医工应用领域的著名专家做主题演讲,旨在搭建一个未来人机交互发展的交流平台,线上总参会人数达800余人次。 系列论坛 I        1月11日为本次论坛的第一场系列论坛。会议开始,由论坛两位荣誉主席孟庆虎院士及蒋兴宇讲席教授致开幕词,对此次论坛进行了肯定,并预祝活动圆满举行。 论坛执行主席张明明助理教授对与会专家学者、老师和同学表示欢迎,并就南方科技大学脑—机器人康复技术实验室的科研工作进行了全面汇报。希望通过本次论坛,能够促进机器人交互技术及医工应用领域等方面的交流与进步。        随后,各嘉宾进行主题报告。系列论坛I由南方科技大学张明明教授和中国科学院深圳先进技术研究员徐天添教授联合主持。 程龙教授、徐昕教授、付俊教授分别就手康复机器人设计、人机协同驾驶、确定性动态优化与非线性控制主题开展报告。刘华平教授、赵新教授、王贺升教授就分别就机器人多模态主动感知、机器人化克隆技术、机器人定位导航主题进行了学术报告。 系列论坛 II        1月12日为第二场系列论坛。论坛荣誉主席、中国科学院深圳先进技术研究院研究员、国家杰青吴新宇教授致开幕词。        系列论坛II由张明明助理教授和付成龙教授联合主持。 刘连庆教授、陈谋教授、裴海龙教授分别就人机共融、无人机决策、涵道风扇无人机系统主题开展报告。兰旭光教授、熊蓉教授就分别就机器人自主作业与协作、人机知识传递主题进行了学术报告。 系列论坛 III        1月13日为第三场系列论坛。张明明助理教授致谢。他向各位专家的到来和指导、向与会的各位嘉宾表示感谢。        系列论坛III由张明明助理教授和宋嵘教授联合主持。李贻斌教授、王龙教授、韩建达教授、方勇纯教授、刘洪海教授分别就腿臂协作机器人 、智能决策、脑功能疾病智能诊断、仿生蛇形机器人、多模态人机交互等主题进行了学术报告。          本次论坛促进了机器人人机共融领域最新研究成果的交流,增强了相关学科领域的交叉与融合,吸引了众多具有不同学科背景和研究专长的学者与会研讨。 在为期三天的论坛中,会议共听取了16个主题报告,演讲专家和与会嘉宾展开了开放性、针对性的学术探讨。进一步深化了机器人交互关键技术及医工应用领域的交流与合作。     采写:林维聪 编辑:肖然

2022-01-17 | 教学新闻

生物医学工程系刘泉影课题组举办The Best Paper in 2021学术沙龙活动

       2022年1月16日,生物医学工程系刘泉影课题组年终活动——The Best Paper in 2021学术沙龙在我校会议中心举行(线上线下同时进行)。会议邀请了北京大学的鲍平磊老师、中科院先进院的鲍进老师、澳门大学的伍海燕老师、腾讯AI lab的卞亚涛老师作为点评嘉宾参加,并与同学们交流研究成果。 刘泉影老师致辞        刘泉影老师对与会嘉宾的到来表示欢迎和感谢。并对参加The Best Paper的同学提出要求,希望同学们通过10分钟的演讲,能重点突出论文主旨、总体框架以及创新性。鼓励同学们在此次活动中,积极分享自己的所学所想。 现场提问和点评        会议分为上午/下午两场进行,来自刘泉影课题的博士后、科研助理以及研究生共21人参加报告,学术报告思维清晰、条理明了,充分展示了南科大人的高水平科研能力以及超强的学术报告水平。 口头汇报环节        点评嘉宾充分肯定了本次活动的意义和必要性,并就每一位同学的Paper都提出了具体意见和建议。学生们也都纷纷表示受益匪浅,通过激烈的角逐,最终评选出技术流和科学流最佳品味奖,并现场颁发了荣誉证书和奖金以资鼓励。 获奖学生合影 刘泉影课题组合影     采写:刘雯

2022-01-07 | 科研新闻

科研进展|ACS Nano:智能伤口敷料,自带换药提醒功能

功能强大的金纳米材料 大量的研究已经表明金纳米颗粒可以有效降低皮肤、肺、肠道的感染风险。在多种表面配体的帮助下,金纳米材料表现出了高效抗菌活性和优异的生物相容性。尤其是金纳米簇这一金纳米材料,不仅抗菌性能优秀,还具有荧光特性,是一种能力强大的材料。   细菌纤维素敷料 在另一方面,细菌纤维素(BC)具有高机械强度高、透光性、超软度、水吸收性能强等特点,其多孔结构也与组织的细胞基质类似,非常适合作为敷料以加速皮肤的再生。更重要的是,高度透光的细菌纤维素薄膜能够更加方便观察敷料下伤口在愈合过程中的形貌变化。   给敷料“上个闹钟” 因此,通过金纳米簇和细菌纤维素的特点,南方科技大学微流控-生物材料实验室设计了一种智能敷料,可在治疗过程中自我检测剩余纳米药物的浓度。研究将氨基苯硼酸(ABA)修饰的金纳米簇(A-GNCs)装载到细菌纤维素薄膜上形成抗菌伤口敷料,该敷料在治疗多药耐药性细菌感染伤口时可通过原位比色法实时显示剩余A-GNCs纳米药物的剩余量。A-GNCs可在紫外激发下发射明亮桔色荧光,而与此同时细菌纤维素薄膜在伤口处湿润状态下呈现透明的性质,因此BC- A-GNCs纳米复合材料会随着A-GNCs的释放显示桔色荧光强度逐渐降低的现象,从而为患者提供更换敷料的合适时间点。 相关工作以“Fluorescent and Antibacterial Aminobenzeneboronic Acid (ABA)-Modified Gold Nanoclusters for Self-Monitoring Residual Dosage and Smart Wound Care”为题发表在ACS Nano。   文章要点 一、A-GNCs的表征 对A-GNCs的表征显示,其具有2纳米左右的平均直径且晶格结构清晰,在溶液中呈现亮黄色,而在365纳米激发下发射高强度的桔色荧光(图1)。A-GNCs具有优异的抗菌性能,SEM显示A-GNCs能够破坏细菌细胞壁造成融合,从而发挥强效的抗菌作用。 图1 A-GNCs的基本表征 二、BC-A-GNCs纳米复合薄膜 细菌纤维素具有良好的机械强度和巨大的比表面积,非常适合装载A-GNCs形成敷料。实验发现,当A-GNCs溶液浓度为32 μg/mL时,几乎所有的A-GNCs都吸附在细菌纤维素薄膜上,验证了细菌纤维素的高装载容量。 随着溶液浓度进一步增加,研究发现128 μg/mL的 A-GNCs溶液能够导致最大化的装载能力,因此作者选择在这个浓度制备BC-A-GNCs纳米复合材料(BGN)。对A-GNCs 在BGN里的释放行为进行研究发现,由于部分A-GNCs存在于表面,突释行为发生在最初的3天,而在5天后,A-GNCs的累计释放量可达88%,展现了缓慢持续的释放行为。经过7天的时间,剩余的A-GNCs浓度大概在12 μg/mL(而抗菌的最小抑制浓度MIC为8.75 μg/mL),表明BGN即将失去治疗能力并且应当在该段时间内被更换(图2)。 图2 装载A-GNCs的细菌纤维素支架示意图   三、BC-A-GNCs纳米复合薄膜的抗菌性能 随后,作者研究了BGN的抗菌性能和生物相容性。研究发现,装载了A-GNCs的BGN薄膜能够抑制革兰氏阴性菌及其相应耐药菌株的增殖。在与革兰氏阴性菌及其相应耐药菌株接触24小时后,BGN展现出了非常明显的生长抑制区域。对细菌纤维素和BGN的血液生物相容性进行溶血分析可知,4小时的孵育不会对大鼠红细胞产生任何溶血作用,证明BGN作为敷料可进行血液接触应用。此外,将正常细胞放到BGN敷料上进行细胞活性检测也进一步证实了BGN具有高度的生物安全性。   四、抗耐药菌评估 最后,研究评价了BGN在革兰氏阴性菌感染伤口模型中的治疗作用。绿脓杆菌是慢性感染伤口中最常见的细菌,在治疗14天后,研究发现绿脓杆菌感染伤口的愈合面积比例达到了91 ± 3.1%,而耐药性绿脓杆菌感染伤口的愈合面积比例也达到了96 ± 2.5%,说明A-GNCs掺杂的细菌纤维素薄膜能够加速感染伤口的愈合。 由于薄膜的透光性,作者可以在日光下直接观察伤口愈合过程并定量分析剩余的A-GNCs浓度。随着时间的推移,BGN可逐渐释放A-GNCs,相应地敷料颜色变得更加暗淡,在第七天时,BGN就基本无法观察了,这表明也BGN失去了治疗能力并且应当被替换(图6)。此外,对敷料下肉芽组织生长进行观测也能够非常准确的评价伤口愈合行为。而死的或未活化组织不仅能够阻止伤口愈合过程,也会增加感染的风险。因此,通过BGN观测伤口愈合可避免敷料的频繁、不必要更换,从而减低二次伤害风险。 图3 伤口愈合评价   结论        为了可视化监测纳米药物伤口敷料,作者发展了一种新型策略,通过将纳米药物的荧光性能和支架材料的透光性相结合,可原位显示敷料中剩余药物量。在这一策略中,作者使用氨基苯硼酸改性的金纳米簇作为具有强效抗菌性能的荧光纳米药物,同时选择细菌纤维素薄膜作为透明支架材料。在伤口愈合过程中,A-GNCs的荧光强度随着释放行为的进行而逐渐降低,利用此现象可在纳米药物浓度低于最低抑菌浓度时及时更换敷料。因此,敷料状态的实时监测只需简单使用紫外光源就可以实现,而容易造成伤口破坏的敷料反复更换则可以被有效避免。        文献链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06139

2021-12-22 | 科研新闻

南科大微流控-纳米医学课题组在提高HIV疫苗效力方面取得新进展

       近日,南方科技大学微流控-纳米医学课题组与中国医学科学院医学生物学研究所报道了一种二维纳米片作为免疫调节剂来提高HIV疫苗效力。研究成果以“Two dimensional nanosheets as immunoregulator improve HIV vaccine efficacy”为标题发表于《化学科学》( Chemical Science, 2022; )。        二维材料因其形态多样性、结构有孔隙在药物装载和递送方面显示出巨大的潜力,但因在引入免疫调节模块具有挑战,较难合成具有免疫调节功能的平面材料,目前还未实现将二维材料开发成免疫调节剂。以稀土元素为主的复合物已经显示出其独特的巨噬细胞调节作用,调节体内免疫应答。多种稀土元素(如铒(Er),镝(Dy),镧(La)和钕(Nd))对免疫效应细胞行为和功能具有免疫调节作用,可以调节免疫细胞的功能,而La和Nd会导致细胞膜通透性破坏细胞结构,过度诱导炎症小体激活,破坏Ca2+内流平衡,导致细胞死亡,相比而言,Er和 Dy在体内表现出更好的生物安全性。        在本研究中,研究人员设计并合成了一种新型的具有良好水溶性的2D铒-镝纳米片(2D NSs)(图1)。这种纳米片作为免疫调节剂可以靶向淋巴结,激活巨噬细胞,显著增强HIV疫苗在小鼠体内的体液免疫应答和细胞免疫应答反应(图2)。转录组学结果分析进一步揭示了6个关键分子(Msr1, Ccr2, Serpinb9, Klrk1, Klrd1, Klrc1)与体内2D NSs介导的免疫调节密切相关(图3)。这些结果为这种新的免疫调节剂的机制提供了新的见解也更好地指导我们优化设计其他具有免疫调节作用的2D材料。本研究工作是目前第一次实现了免疫调节2D NSs的设计及概念验证,2D NSs在改善疫苗及免疫治疗方面也显示出巨大的潜力。本文将2D NSs免疫调节剂概念实现,极大地拓宽了传染病疫苗接种、肿瘤免疫治疗等以免疫为基础的预防和治疗的选择范围。 图1 2D NS合成及表征 图2 2D NSs在调节HIV DNA疫苗免疫应答中的作用 图3 单独使用HIV疫苗或HIV疫苗+2D NSs处理小鼠的转录组分析          该工作得到了国家自然科学基金,国家重点研发计划,中国科学院,腾讯基金XPLORER奖,云南省卫生健康委医学领军人才计划,云南省中青年学术技术带头人计划,云南省基础研究计划等项目的支持。

2021-12-21 | 教学新闻

生医工系第二届学术交流日活动顺利召开

       2021年12月18日,为加强师生交流,展示学生风采,促进合作创新,由南方科技大学生物医学工程系党总支主办的献礼建党100周年“书记项目”——第二届BME Research Day(学术交流日)活动,在工学院南楼813报告厅顺利召开。工学院党委副书记彭中华、生医工系系主任蒋兴宇及多位系内教师出席活动,与同学们交流探讨科研成果。   蒋兴宇主任致辞        活动伊始,蒋兴宇讲席教授致开场词并介绍了活动举办的初衷及交流议程,鼓励同学们在此次活动中,积极分享自己的所学所想。 彭中华副书记致辞        彭中华副书记作交流会致辞,称此次活动的举办是进一步强化基层党建工作责任意识、推进“一支部一特色”基层党建品牌建设的重要举措,希望大家珍惜这次学习机会,积极参与分享和讨论,做到学以致用。 口头汇报环节 壁报展示环节        随后,口头汇报环节正式开始,来自生医工系各个课题组的17位研究生以及6位本科生们讲述了自己的科研成果,并积极回答在场师生的提问。选手们的学术报告思维清晰、条理明了,充分展示了我系学生的高水平科研能力以及超强的学术报告水平。壁报展示环节穿插其中,18位参展学生在介绍海报作品的同时,并就科研成果与在场师生展开讨论。 获奖学生合影        经激烈角逐,并由我系全体教授共同评议,最终决出本科生组最佳口头汇报1名:王一珂、最佳壁报展示1名:吴雨桐,研究生组最佳口头汇报2名:刘洁、李迓曦、最佳壁报展示2名:王美娟、查梦蕾。 合影        BME Research Day每年定期举办,是我系学生培养的重要环节,也是提升我系学术氛围的重要组成部分,是我系特色传统活动之一。今后,我系将继续致力于搭建常态化学术交流平台,助力形成良好学术氛围,进一步实现学科特色发展和人才高质量培养目标。     供稿:生物医学工程系 采写:肖然

2021-12-02 | 综合新闻

东北大学校长冯夏庭院士来校调研交流,并就生物医学工程领域签署战略合作协议

       2021年11月30日下午,东北大学校长冯夏庭院士一行来校调研交流。南方科技大学校长薛其坤院士、副校长兼教务长张东晓院士、党委常委、秘书长、党政办公室主任陈思奇老师,工学院院长徐政和院士、研究生院院长、党委研究生工作部部长汪宏讲席教授,党政办公室副主任刘立、国内合作与重大项目办公室高山等出席活动,生物医学工程系部分教研序列教师代表参加会议,南方科技大学副校长兼教务长张东晓主持会议。 会议现场        薛其坤校长首先代表学校对各位专家的到来表示热烈欢迎和衷心感谢,并介绍了学校和工学院生物医学工程系整体情况,希望以生物医学工程领域为发展合作契机,两校可以在科学研究、人才培养等方面加强合作,面向世界科技前沿和国家重大战略需求,共同打造青年人才培养高地,为实现我国高水平科技自立自强做出新的更大贡献。 薛其坤校长致辞        冯夏庭校长高度赞赏南科大十年发展成果,并介绍了东北大学的基本情况。他表示东北大学和南科大是互补型的学校,希望在办学条件、师资力量、教学建设、人才培养及科研创新等各方面优势互补,在生命科学前沿和医工交叉融合领域努力形成新增长点,积极推动生物医学工程学科的转型升级、内涵提升和可持续发展。 东北大学冯夏庭校长致辞        随后,南科大生物医学工程系系主任蒋兴宇针对全系具体情况进行专题汇报,生医工系将继续完善新工科教育体系、推进一流专业和一流课程建设,并进一步结合地域特色和行业背景,在科研上注重凝练突出自身特色优势,与国家发展同向同行,做高质量、高水平的研究。在学科建设、科学研究、人才培养等方面与东北大学医学与生物信息工程学院展开深入合作。 生物医学工程系系主任蒋兴宇作介绍        东北大学医学与生物信息工程学院赵越从学校发展历史、师资队伍与资源、科研创新、人才培养质量等多角度对学科现状和发展规划进行了全面探析。并表示东北大学医学与生物信息工程学院与南科大工学院生物医学工程系在生物传感分析技术领域始终保持良好的合作关系,双方正在合作开发的体外神经系统等项目,将有望应用于一体化可穿戴设备、人机交互、健康监测等领域,最终为人类的生命健康造福。 医学与生物信息工程学院执行院长赵越作介绍        最后,东北大学校长冯夏庭与南科大薛其坤校长签署了两校生物医学工程领域战略合作协议,两校将在此基础上展开深度合作,共同发展奠定更加坚实的基础,实现双赢。 签署合作协议        冯夏庭一行还参观了我校办学成果展厅、冷冻电镜中心、生物医学工程系实验室等,详细了解学校办学情况。 参观蒋兴宇讲席教授实验室        东北大学研究生院常务副院长王兴伟、科学技术研究院院长王强、沈阳新华通大科技有限公司董事长贾辉、对外联络与合作处处长李鹤、东北大学佛山研究生院院长徐新阳、医学与生物信息工程学院执行院长赵越、医学与生物信息工程学院党委副书记王帅、医学与生物信息工程学院副院长马贺、医学与生物信息工程学院院长助理王之琼、医学与生物信息工程学院信息系主任崔笑宇及相关部门负责人参加活动。 合影       采写:史彦祺 摄影:张晓燕

2021-11-26 | 综合新闻

祝贺我系金大勇讲席教授当选澳大利亚工程院院士

       2021年11月26日,南方科技大学生物医学工程系金大勇讲席教授当选澳大利亚工程院院士,这是继今年7月荣获澳大利亚桂冠教授后的又一殊荣。        作为多学科交叉的顶尖科学家代表,金大勇讲席教授还曾先后于2015年荣获澳大利亚科研最高奖尤里卡奖交叉学科创新奖,2016年当选澳大利亚百名科技创新领军人物,2017年荣获澳大利亚科学院工程科学奖以及同年荣获澳大利亚总理奖—年度物理学家奖。 金大勇讲席教授        金大勇讲席教授1979年出生于中国辽宁,今年42岁。他2002年本科毕业于辽宁师范大学物理系,2003年从中科院上海光机所出国求学深造,师从时任澳大利亚麦考瑞大学科研副校长Jim Piper教授, 于2007年获得博士学位。2012年到2015年在他的母校麦考瑞大学从讲师先后晋升到高级讲师、副教授和教授,2015年任悉尼科技大学生物医学材料及仪器研究所所长、澳大利亚国家可集成生物医疗仪器与技术转化基地所长,2017年任悉尼科技大学杰出教授,2019年任南方科技大学生物医学工程系讲席教授。        金大勇讲席教授研究专业领域涵盖了生物光子学、生物医疗诊断、精密光学仪器、生物光子传感器、纳米技术、稀土荧光探针、类器官生物芯片、微纳机器人及相关生物医学仪器自动化等。共发表了二百余篇高水平学术文章,包括三十余篇原创性工作发表在《Nature》及子刊中;同时还有十余项国际发明专利。        多年来,金大勇讲席教授在交叉学科的路上勇于探索,带领团队取得了一系列全球领先科研成果,包括创新开拓的国际领先的单分子数字生物成像技术,即利用稀土探针、量子点、微纳激光、纳米晶体“超点”等技术研发的时间分辨和超分辨显微成像系统,多项技术参数领先。这一系列技术的开发和科学方法学的探索不仅适用于早期流行病检测、传染病快检、高通量药物筛选、细胞方法学、蛋白组学与免疫组学最终达到精准医疗,而且对农业育种、食品检测、环境科学等领域都起到重要的技术推动作用。        在新材料学科,他解决了多功能纳米探针材料的可控、可重复和高效率合成的技术难题,为新型材料制备提供了新的发展空间和思路;在开发纳米探测器和纳米尺度表征仪器的基础上,他发现了克服“浓度猝灭”的新方法,从而在单颗粒纳米级别上实现了高浓度稀土掺杂将红外光转换为高亮度的可见光,并实现了时间编码、纳米测力和温度传感,以及超灵敏超分辨成像等技术;在这次新冠疫情的防御上,他的团队成功研发并成功向西澳珀斯的Alcolizer转化了一项可用于唾液检测并在十分钟内出结果的全新试剂、仪器和方法。        金大勇讲席教授站在全球科技前沿,不断攻克一个又一个关键技术,接下来将在量子生物学领域进行开创性研究,将活细胞成像拓展至亚细胞器互作和单分子水平,从而获得生物组织和细胞蛋白组学信息和磷脂分子分布图像,打造三维“生物细胞街景图”,完成过程可视化;从实现定性分析转向单分子数字定量分析,从结构成像转向功能成像,获得细胞器互作的真实景象,以解码生命的复杂性与疾病产生的原因。可广泛应用于疾病早期诊断、生物靶向医疗、靶向新药研发、防伪数据存储和纳米光学等领域。他和他的团队将引领世界量子生物领域的创新发展。        南科大生医工系高度重视人才队伍建设,初步建成了一支国际化高水平的教师队伍。截至目前,系核心教师共计40名,其中3名讲席教授,2名教授。多名教师获得“国家杰出青年基金”、“国家自然科学优秀青年基金”等项目和奖励。教学科研系列教师100%具有海外工作经验,100%具有在世界排名前100名大学工作或学习的经历,半数教师获国家级人才称号。        再次祝贺我系金大勇讲席教授!

2021-11-17 | 科研新闻

南科大微流控-生物材料实验室科研进展荣获Cell Press 2020中国年度论文

       近日,南方科技大学微流控-生物材料实验室于Cell Press旗下期刊Matter上发表的论文“Electronic Blood Vessel”获评物质科学领域“细胞出版社2020中国年度论文”。该研究通过使用聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PLC)来封装液态金属以制造柔性和可生物降解的电路,从而开发了一种电子血管。        这种电子血管可以将柔性电子与三层血管细胞集成在一起,以模仿和超越自然血管。该电子血管通过电刺激可以有效促进内皮伤口愈合模型中的细胞增殖和迁移,并可以通过电穿孔将基因可控地递送到血管的特定部位。通过兔颈动脉置换模型的3个月体内研究,作者评估了电子血管在血管系统中的功效和生物安全性,并通过超声成像和动脉造影证实了其通畅性。该研究为将柔性、可降解生物电子学整合到血管系统中铺平了道路,该系统可以用作进一步治疗的平台,例如基因疗法、电刺激和电子控制的药物释放。将来,该电子血管可以与其他电子组件和设备集成在一起,以实现诊断和治疗功能,并通过在血管组织-机器界面中建立连接,从而极大地增强其医学功能。        据悉,Cell Press 细胞出版社是国际知名的全学科学术出版机构。自2015年起,细胞出版社每年都会梳理发表在旗下期刊上的中国论文,对于中国科学家在生命科学、物质科学、交叉科学等全科学领域的科研成果进行系统的介绍。2020年,发表在Cell Press旗下期刊上的中国论文共758篇。经Cell Press编辑提名、第三方专家委员会的独立评审,并综合论文下载量、引用量和领域内突破性等权衡标准,在入选论文中评选出生命科学领域、物质科学领域及交叉科学领域“细胞出版社2020中国年度论文”共30篇(每个领域10篇)。          论文链接:        https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520304938

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