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生命科學創(chuàng)新與下一代分析儀器
2024年10月21日 10:08:15 來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：6992

生命科學的重大創(chuàng)新常以科學儀器和技術方法的突破為先導，這些創(chuàng)新以分子可視化,、生物成像,，變革性材料、AI智能數(shù)據(jù)應用和解析為核心,，致力于發(fā)展在分子,、細胞、組織和器官水平,，對基因,、蛋白質、代謝物,、腫瘤異質性,、細胞微環(huán)境和神經(jīng)物理場檢測、成像與分析的科學儀器,。

　　【化工儀器網(wǎng) 會議新聞】生命科學的重大創(chuàng)新常以科學儀器和技術方法的突破為先導,，這些創(chuàng)新以分子可視化、生物成像,，變革性材料,、AI智能數(shù)據(jù)應用和解析為核心，致力于發(fā)展在分子,、細胞,、組織和器官水平，對基因,、蛋白質,、代謝物、腫瘤異質性,、細胞微環(huán)境和神經(jīng)物理場檢測,、成像與分析的科學儀器。
 
　　本論壇由中國科學院深圳先進技術研究院組織,，將聚焦生命科學研究領域的前沿問題,，基于聲、光,、電,、磁的新原理與新方法，深入探討科學儀器的技術創(chuàng)新與應用革新，特別是下一代生命科學儀器的研發(fā)藍圖,，擬邀報告主題包括不限于核酸分析,、外泌體檢測、MRI成像,、超聲技術,、生物傳感、顯微成像,、質譜分析、納米傳感,、微納流控,，尤其關注單細胞、單顆粒和單分子分析,，活體與原位分析,，免疫檢測，智能感知和空間多組學的新方法等新技術,、部件和儀器,。
 
　　組織機構：中國科學院深圳先進技術研究院
 
　　論壇主席：南京大學中國科學院深圳先進技術研究院 鄭海榮院士
 
　　論壇召集人：中國科學院深圳先進技術研究院 羅茜研究員
 
　　專題論壇日程安排：
 
論壇主席
 
　　南京大學中國科學院深圳先進技術研究院 鄭海榮院士
 
 

 

　　鄭海榮，中國科學院院士,，南京大學副校長,，中國科學院深圳先進技術研究院研究員，國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心主任,，國家制造強國戰(zhàn)略咨詢委員會委員,。主要研究醫(yī)學成像技術與儀器設備、聲學/磁學生物物理,。主持完成了國家基金委重點,、國家973計劃項目(首席)、中國科學院戰(zhàn)略科技先導專項和國家重大科研儀器專項等多項國家重大科研項目,。擔任醫(yī)學成像科學與技術系統(tǒng)重點實驗室主任,、中國生物醫(yī)學工程學會副理事長。主持完成我國首型號高場超導磁共振成像裝備研制,，獲國家科技進步一等獎,。
 
　　報告人簡介及報告摘要
 
　　報告人：中山大學 牛利教授
 
　　報告題目：生物電化學傳感-一種IVD技術探索
 
 

 

　　牛利，博士,，博士生導師,，中山大學長聘二級教授，廣州大學二級教授,，廣州大學分析科學技術研究中心主任,，中山大學材料化工研究所所長，廣州市傳感材料與器件重點實驗室主任，廣東省光電傳感材料與器件工程技術研究中心主任,，廣東省化學會分析化學專業(yè)委員會副主任,。中科院“百人計劃”、國家杰青,、國家高層次人才特殊支持計劃領軍人才,。
 
　　報告摘要：生物分析技術在醫(yī)療診斷領域中正在得到越來越廣泛的應用，特別是各種生物標志物的使用極大地提高了疾病的早期診斷率和準確度,，為治療提高了重要的依據(jù),。在過去的數(shù)十年間，多種技術方法已經(jīng)應用于生物標志物的檢測分析中,，如比色分析,、熒光分析、化學發(fā)光分析,、質譜分析,、光譜分析等。在我們的研究工作中,，一直致力于電化學分析技術方法的應用,，近年來，我們通過使用多種化學及天然聚合物材料,，在生物傳感器的表面引入電活性探針,，從而實現(xiàn)了對核酸和蛋白質等生物標志物的簡便、快速,、低成本,、高靈敏的電化學分析檢測。
 
　　報告人：復旦大學 車仁超教授
 
　　報告題目：低溫透射電鏡研制過程中的電子光路
 
 

 

　　車仁超,，復旦大學教授,，博士生導師，2017年獲國家杰出青年科學基金,，2020年獲上海市自然科學一等獎,，上海市優(yōu)秀學科帶頭人，中國電子顯微學學會常務理事,，中國晶體學會常務理事,，中國材料學會理事，中國超材料學會常務理事,，上海市顯微學學會副理事長,。自1997年，連續(xù)從事電子顯微學,、微波吸收材料研究,、在光電半導體超晶格,、能源材料等體系做出一系列有特色的工作。主持裝備重大,、科技部重點研發(fā)計劃,、儀器重大、基金委杰青,、重點等多項課題,，SCI通訊作者論文350多篇，含Nature,、Nature Communications,、Adv. Mater.美國科學院院刊、PRL等,，通訊作者論文IF > 10的文章180多篇,，，單篇引用過百的文章有70多篇,，總引用三萬多次、連續(xù)多年入選科睿唯安和愛思唯爾高被引學者,。
 
　　報告摘要：透射電鏡中,，電子槍之下的電子光路復雜而重要，決定著光學分辨和低溫等原位多功能的實現(xiàn),。本報告綜述了團隊20多年來在搭建鏡筒光路的若干創(chuàng)新點,、技術突破和應用實例。(1)改造物鏡結構,，包括如何達成消磁環(huán)境,，如何在物鏡分辨率和殘余弱磁場的矛盾兩者之間尋求最佳平衡點；(2)實現(xiàn)原位可加電磁場與低溫功能,，這類硬件突破具有極大的技術挑戰(zhàn),。基于完全原始創(chuàng)新的考慮,，本團隊提出：“消磁環(huán)境,、多功能載臺、圖像解耦”的嶄新技術路線,。 基于上述,，團隊在磁性材料的磁疇微觀動力學方面取得系列突破，在Nature等期刊發(fā)表通訊作者論文300多篇,，并獲批多項發(fā)明專利,。
 
　　報告人：中國科學院生物物理研究所 紀偉研究員
 
　　報告題目：生物大分子原位成像儀器技術
 
 

 

　　紀偉，中國科學院生物物理研究所研究員/課題組長,，博士生導師,。2005年獲華中科技大學生物醫(yī)學工程學士學位,，2010年獲中國科學院生物物理研究所博士學位，畢業(yè)留所工作至今,，歷任工程師,、高級工程師、研究員級高級工程師和研究員,。研究方向為單分子定位成像與光電融合成像,。曾獲國家杰出青年基金、科學探索獎,、中國電子顯微鏡學會優(yōu)秀青年學者獎,、中國科學院青年科學家獎等。研究成果入選中國生命科學十大進展,、國家十三五科技創(chuàng)新成就展,。
 
　　報告摘要：單分子定位顯微鏡是物理、化學和生物等多學科交叉領域,，該領域的前沿熱點是進一步突破衍射受限的分辨率,。我們基于提出的干涉和冷凍單分子定位技術進一步提升了成像分辨率：(1)開發(fā)了新型干涉單分子定位顯微鏡，把單物鏡成像的側向分辨率提高2倍,，可解析點距5 nm的DNA折紙結構,，軸向分辨率提高了6倍，獲得~2 nm的定位精度,；(2)研制出冷凍單分子定位顯微鏡,，并據(jù)此發(fā)展了三維冷凍超分辨光電融合成像技術，發(fā)現(xiàn)冷凍條件下多個常見熒光蛋白能發(fā)出更多光子數(shù),，從而提升定位精度,，并首次將該技術應用于哺乳動物細胞的三維成像，實現(xiàn)熒光引導冷凍電鏡數(shù)據(jù)收集和冷凍樣品減薄制備,。
 
　　報告人：南方科技大學 程鑫教授
 
　　報告題目：待定
 
 

 

　　程鑫,，南方科技大學材料科學與工程系教授，精密光學工程中心主任,，南科大實驗室與設備管理部部長,。2005年博士畢業(yè)于美國密西根大學。曾任教于德克薩斯農(nóng)工大學(TAMU),，2013年加入南方科技大學,。一直從事半導體材料、器件和微納加工方向的教學與科研工作,。研究方向包括半導體光刻技術,、納米制造、微流控芯片,、微機電傳感器等,。發(fā)表論文100余篇,，獲批中國和美國專利20余項。曾主持國家自然科學基金委重大科研儀器研制項目,、廣東省重點領域研發(fā)專項等政府科研項目10余項,，與企業(yè)合作研發(fā)項目10余項，多個項目以技術成果轉移方式孵化創(chuàng)新企業(yè),。曾獲美國國家科學基金會職業(yè)獎(NSF CAREER Award)和美國國防部高等研究計劃署青年教授獎(DARPA Young Faculty Award),，獲深圳市政府特殊津貼，入選深圳市鵬城學者,。
 
　　報告摘要：超高分辨質譜儀是精確測定分子和離子質量的關鍵工具,，在科研和工業(yè)中至關重要。主流的超高分辨質量分析器技術主要有傅里葉變換質譜(FT-MS)和多次反射飛行時間質譜(MR-TOFMS),。FT-MS儀器已有多款商業(yè)化產(chǎn)品,，特別是Thermo公司的軌道阱超高分辨質譜儀在全世界范圍廣泛應用。但FT-MS的整體分析速度較慢,，難以滿足一些超快速檢測的應用需求,。MR-TOFMS具備快速分析能力，但離子容量普遍較低,。近年來,，隨著技術的不斷進步，更高水平的FT-MS和MR-TOFMS產(chǎn)品相繼出現(xiàn),，促進了相關應用領域的發(fā)展,。麥思研究院專注于高端質譜儀研發(fā),，已研制出基質輔助激光解吸電離靜電離子阱質譜儀(MADLI-HHT)和大氣壓電離多次反射飛行時間質譜儀(API-MRTOF),，實現(xiàn)了國產(chǎn)高端質譜技術新突破。
 
　　報告人：中國科學院深圳先進技術研究院羅茜研究員
 
　　報告題目：建制性科學儀器創(chuàng)新的一點思考
 
 

 

 

 

　　羅茜,，中國科學院深圳先進技術研究院研究員,，中國科學院大學/中國科學技術大學博士生導師，科學儀器所(集群)(籌)所長,，中國科學院深圳先進院P3實驗室主任,。主要從事空間代謝組學的質譜新方法和新技術研究。主持國家自然科學基金委重大儀器研制項目(自由申請)和重大研究計劃(培育),，國家發(fā)改委平臺建設,、科技部重點研發(fā)專項、中國科學院儀器研制項目,、廣東省和深圳市基礎,、重點、技術攻關和科研平臺建設等20余項,，負責籌建和管理中國科學院深圳先進院P3實驗室(設施建筑面積：1萬平方米),。
 
　　報告摘要：人類靠科學儀器去認識世界,，探索自然規(guī)律。從顯微鏡,、X射線衍射,，到掃描隧道顯微鏡、膜片鉗,、核磁共振成像,、質譜等新技術、新儀器的出現(xiàn)和應用,，都大大增進了人們對于物理,、化學和生命世界的了解，推動了多科學的發(fā)展,。先進科學思想和學說的提出,，需要用新方法新手段，才能加以直接的驗證,。生命科學是一門研究生物物質及其活動規(guī)律的學科,，實驗手段、儀器成為影響生命科學發(fā)展的重要因素,。當今的生命科學已從描述性,、實驗性的科學向定量科學過渡。現(xiàn)代科學儀器的發(fā)展與方法學的突破有密切關系,，新方法的突破會帶動多個學科的發(fā)展,。隨著理論突破和技術發(fā)展，生命科學儀器向超高速,、超分辨和超微量發(fā)展,，向超小型、智能化和活體方向發(fā)展,。
 
　　報告人：北京航天航空大學 王璞教授
 
　　報告題目：超高靈敏瞬態(tài)吸收在分子互作上的應用
 
 

 

　　王璞,，博士，現(xiàn)任北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院特聘教授,、生物醫(yī)學高精尖中心研究員,，博士生導師。王璞本科畢業(yè)于復旦大學物理系,，2009-2014年博士就讀于普渡大學生物醫(yī)學工程學院,，師從于非線性成像專家程繼新教授。博士期間主要工作是生物光子學醫(yī)療器械的開發(fā)以及非線性顯微鏡的開發(fā)與應用,。已發(fā)表SCI論文20余篇,，專利5項。王璞曾主持開展多項美國小企業(yè)創(chuàng)新獎勵基金(SBIR/STTR award),，并帶領團隊完成多項科研轉化工作,，包括相干拉曼顯微鏡的產(chǎn)業(yè)化,，光聲成像在乳腺以及心血管的器械轉化等等，目前主要研究工作為非線性拉曼顯微鏡的開發(fā)以及在先進材料,、單細胞代謝的表征方案,，以及光致超聲器件在生物醫(yī)學中的應用。
 
　　報告摘要：蛋白分子互作檢測是研究蛋白質與其它分子之間相互作用的一系列技術和方法,。這些方法能夠揭示適體分子如何結合并影響蛋白質,。微尺度熱泳(MST)是一種基于熱泳現(xiàn)象的溶液中分子親和性定量檢測方法，通常所需樣本量小,，檢測通量大,，速度快，且樣品處理步驟簡單,，但依賴于熒光標記或蛋白自發(fā)熒光來檢測溫度梯度下的濃度變化,。
 
　　瞬態(tài)吸收是一種非線性光學技術，其信號與物質濃度成正比的特性使其具備定量分析的能力,。由于蛋白質對紫外波長光的強吸收,，當Pump光為深紫外光時，瞬態(tài)吸收顯微鏡可以在不依賴熒光標記或蛋白自發(fā)熒光的情況下實現(xiàn)對蛋白質濃度的高靈敏檢測,。
 
　　基于上述原理,，我們提出使用瞬態(tài)吸收替代熒光探測來檢測熱泳現(xiàn)象，發(fā)展一種不依賴蛋白或分子自發(fā)熒光的無標記微尺度熱泳法,。該研究有望實現(xiàn)對溶液中蛋白質親和性的高靈敏,、低樣本量無標記檢測。
 
　　報告人：中國科學院大連化學物理研究所 耿旭輝研究員
 
　　報告題目：高靈敏小型熒光檢測器及在生命科學領域中的應用
 
 

 

　　耿旭輝,，中科院大連化學物理研究所微型分析儀器研究組組長,，遼寧省深海組分探測技術重點實驗室主任。研制出：我國首套黃曲霉毒素熒光檢測器,，在全國應用示范,；系列我國首套4500 m級深海原位熒光傳感器,，在南海海底長期應用示范(央視CCTV-13報道),；高靈敏小型熒光檢測模塊，在非洲豬瘟病毒,、新冠病毒抗體和毒品檢測中應用,。系列熒光檢測裝備經(jīng)三項成果鑒定為填補國內空白、靈敏度達國際領先水平,。入選國家高層次人才特殊支持計劃青年拔尖人才,、中科院青促會優(yōu)秀會員、中國科協(xié)青年人才托舉工程,；獲中國儀器儀表學會青年科技人才獎,、遼寧省技術發(fā)明二等獎,、大連市技術發(fā)明一等獎；任中國儀器儀表學會青委員會副主任委員,、分析儀器分會副秘書長,、中科院青促會工裝分會秘書長。
 
　　報告摘要：激光誘導熒光檢測器(LIF)具有很高的靈敏度和選擇性,。團隊以激光二極管(LD)為光源,、自研制微光探測器探測熒光，首次在檢測池對面設計球面二向色反光鏡提高信噪比,，研制的mLIF對熒光素鈉檢測限1.5×10-13 mol/L,，是流動注射評價LIF的最高靈敏度，對氨基酸檢測限優(yōu)于報道水平上百倍,。研制了高靈敏近紅外光纖式mLIF,，通過設計20°夾角光纖探頭和二向色鏡模塊，將信噪比提高了10倍以上,，檢測限優(yōu)于已報道的光纖式LIF上百倍,，已應用于離體病變的甲狀旁腺(PG)探測，準確率83.3%,。近期,，團隊研制出術中手持式甲狀旁腺原位探測器樣機，已通過了GB9706.1-2007《醫(yī)用電氣設備第一部分：通用要求》第三方安全性測試,，并已成功應用于50例術中樣本測試,，診斷準確率≥97%，滿足臨床診斷需求,。
 
　　報告人：廣州超視計生物科技有限公司 毛珩博士
 
　　報告題目：待定
 
 

 

　　毛珩,，湖北省武漢市人，2003年武漢大學光電學院測控技術與儀器(光儀)專業(yè)本科畢業(yè),；2009年北京理工大學光學工程博士畢業(yè),，2011年北京大學數(shù)學科學學院博士后出站。北京大學數(shù)學科學學院信息與計算科學系博士生導師,；京津冀國家技術創(chuàng)新中心生醫(yī)工所特聘副教授,，博士生導師，創(chuàng)新導師,；華南師范大學生物光子學研究所校外研究生導師,；廣州超視計生物科技有限公司CEO兼CTO。長期致力于高時空分辨成像技術,、計算光場成像技術和高通量成像技術研究,。作為核心骨干已完成2項科技部重大科研儀器研制項目，1項國自然重大科研儀器研制項目；作為技術負責人在研1項國自然重大科研儀器研制項目,；作為項目負責人承擔1項科技部顛覆性技術創(chuàng)新項目,。主持超視計科技HIS-SIM/SIM-Ultimate/Finer等產(chǎn)品研發(fā)和市場銷售。
 
　　報告人：蘇州德運康瑞生物科技有限公司 顧志鵬研發(fā)副總
 
　　報告題目：空間組學方法和儀器開發(fā)
 
 

 

　　顧志鵬,，2013年博士畢業(yè)于澳大利亞新南威爾士大學(UNSW),，期間從事微液滴的形成和理論研究?；貒髲氖禄谖⒘骺匦酒腜OCT,、單細胞和空間組學產(chǎn)品開發(fā)，擁有微流控芯片和儀器領域研發(fā),、生產(chǎn)和注冊經(jīng)驗,。目前擁有授權發(fā)明專利48項，授權實用新型專利66項,。獲得福建省百人計劃,、廈門市雙百人才計劃資助。主導開發(fā)的產(chǎn)品獲得FDA備案1項,、NMPA備案9項,、CE認證4項，獲市級科技進步獎1項,。
 
　　報告摘要：空間組學技術作為高通量分析方法,，用于分析生物數(shù)據(jù)的空間信息，可以揭示細胞,、組織和器官的空間分布特征,，為研究生物系統(tǒng)的結構和功能提供了新的視角，因此被Nature Methods評為2020年度技術方法,。目前空間組學技術路線主要基于測序和成像方法,。蘇州德運康瑞生物科技有限公司，基于自主研發(fā)的專利技術,，分別開發(fā)了測序(DynaSpatial)和成像(SEERNA ISS)路線的空間組學方法和儀器,，并且成功實現(xiàn)商業(yè)化。本報告將介紹空間組學方法和儀器研制進展,，以及部分解決方案的應用實例,。
 
　　關于ACAIC 2024
 
　　第九屆中國分析儀器學術大會(ACAIC 2024)將于2024年11月14-16日在廣東省深圳市召開。會議主題為“下一代分析儀器”,，本次會議將研究和探討未來幾年分析儀器發(fā)展方向及布局建議,，集中宣傳最新分析儀器及其關鍵部件高水平研發(fā)成果,，進一步提升用戶對國產(chǎn)儀器和國產(chǎn)關鍵部件的信心,。
 
　　主辦單位：中國儀器儀表學會分析儀器分會
 
　　承辦單位：中國科學院深圳先進技術研究院
 
　　專題論壇：
 
　　1.分析儀器重大研發(fā)成果進展交流及展望論壇
 
　　2.生命科學創(chuàng)新與下一代分析儀器論壇
 
　　3.下一代質譜技術的創(chuàng)新與突破論壇
 
　　4.光譜儀及核心元器件技術創(chuàng)新論壇
 
　　5.下一代熱分析與量熱儀器創(chuàng)新與應用論壇
 
　　6.智能生物傳感技術創(chuàng)新論壇
 
　　7.下一代空間多組學檢測技術論壇
 
　　8.半導體材料/器件高質量發(fā)展與下一代分析儀器論壇
 
　　9.下一代材料結構與界面分析技術論壇
 
　　10.高質量儀器共享和國產(chǎn)儀器推廣應用論壇
 
　　組織機構簡介：
 
　　中國科學院深圳先進技術研究院(簡稱“深圳先進院”)由中國科學院、深圳市人民政府及香港中文大學于2006年2月共同建立,，實行理事會管理,，探索體制機制創(chuàng)新;瞄準國際一流工研院,，致力于建設與國際學術接軌、與粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)接軌的新型科研機構,，定位為提升粵港澳大灣區(qū)制造業(yè),、健康產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)的自主創(chuàng)新能力，推動自主知識產(chǎn)權新工業(yè)建立,，率先建成國際一流科研機構,。
 
　　深圳先進院目前已初步打造了科技、人才,、產(chǎn)業(yè)-體的“創(chuàng)新體系”,，重點布局醫(yī)學影像與科學儀器、定量合成生物學,、集成電路材料與封裝,、腦機接口與智能系統(tǒng)、腦解析與靈長類模型,、醫(yī)療器械與醫(yī)療裝備,、智能醫(yī)藥與健康數(shù)據(jù)、先進材料與碳中和等領域,，是科研條件好,、海歸密度高、創(chuàng)新氛圍濃,、品牌口碑強的國家級科研機構,。
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