儀器信息網訊 11月23日至24日,第七屆微流控晶片高端論壇在中國科學院大連化學物理研究所舉行。論壇吸引約250名來自高校、科研院所、醫院和投融資機構的代表參會。會議進行第二天,25位來自不同領域的專家學者和產業界翹楚針對微流控技術單細胞分析、體外診斷、微流控技術產業化等主題展開了充分的交流和討論。
大會現場
當日,6位專家做了精彩的大會報告。
俞燕蕾 復旦大學
報告主題:《光致形變液晶高分子及其光流控晶片構築》
光致形變液晶高分子通過結合分子的光異構化和液晶的協同作用,能夠將微觀分子構象的變化放大為材料的宏觀形變,在微機械系統、人工肌肉、微型機器人等諸多領域具有廣闊的應用前景。近年來,俞教授開發了出一種光響應線型液晶高分子(Linear liquid crystal polymer, LLCP),可以通過熔融、溶液等通用聚合物加工方法製備薄膜、纖維、微管等執行器,並且具有優良的光致形變性能。團隊利用LLCP 開創性地構築了自驅動的光控微管執行器,利用微管的不對稱光致形變實現了對於微量液體的高效傳輸。進一步將LLCP 塗覆在商用柔性管道內壁,成功製備出具有液體操控功能的柔性光響應管狀執行器。在470 nm 衰減光照射下,柔性通道發生不對稱的形變,被限制在通道中的液滴可以朝著預定的方向運動。俞教授利用LLCP 代替傳統的晶片材料,製備出具有光致形變特性的智能化微管道網絡,實現了光控微管執行器到光控微流體晶片的升級製造。其構築方法與傳統微流控技術相兼容,可以設計以微管道網絡為結構特徵的晶片通道,滿足複雜反應檢測的需求。
楊朝勇 廈門大學
報告主題:《液體活檢新器件新方法》
循環腫瘤細胞(CTC)的檢測在腫瘤分期診斷、動態監測、療效評估、藥物開發和預後監測等方面具有重大意義。然而,目前依賴於單一上皮源性抗體的CTC免疫富集及計數檢測方法無法對不同分型的CTC 進行全面捕獲、難於無損釋放CTC、無法提供深度的分子病理信息。基於微流控技術,楊教授團隊發展了高效核酸適體篩選方法,獲得多條可識別不同CTC 的高親和力、高特異性核酸適體序列;利用流體調控與表界面調控技術,構築了基於細胞尺寸與生物識別特性協同捕獲的微流控微柱陣列晶片,實現了CTC 的高效捕獲與無損釋放;藉助微流體器件的精準操控優勢,開發了一系列高通量單細胞分析方法,用於揭示CTC的分子病理信息。楊教授團隊所發展的腫瘤細胞的識別探針、捕獲晶片與高通量單細胞分析方法在癌症的精準診斷、用藥指導、療效評估方面具有重要的應用前景。
趙遠錦 東南大學
報告主題:《微流控器官晶片研究》
器官晶片是近年來出現的新的研究方向。其主要目標是要在晶片上模擬生物體的環境進行細胞、組織和器官的培養,研究並控制細胞在體外培養過程中的生物學行為,從而實現能夠模擬生物體環境的器官移植以及藥物評價等。在各類器官晶片的研究中,構建具有生物學功能的心臟、肝臟晶片對藥物評估具有重要意義。目前國際上有多個研究組都在進行器官晶片的構建及應用研究。儘管相關的研究取得了一定的進展,然而,目前的器官晶片主要是在晶片中簡單的進行細胞培養,其離最終的目標還有很長的距離。究其原因在於,器官晶片是一個複雜的系統,目前面臨著細胞的三維培養、器官微血管的構建、微器官功能的再現、以及細胞及代謝過程的在線監測等多個科學和技術瓶頸問題。本團隊在近今年中對生物醫用材料結構和功能的關係進行了深入設計,並利用微流控技術製備獲得了一系列結構功能特異的生物材料,解決器官晶片構建所面臨的瓶頸問題。
張秀莉 蘇州大學
報告主題:《基於器官晶片和3D列印的先進體外仿生模型研究》
體外表型篩選方法的仿生性是構建方法的重要考量因素,仿生性差的模型會導致候選藥物在人體臨床實驗中的失敗,造成人力、物力和財力的極大浪費。因此如何提高體外模型的仿生性一直是新藥研究面臨的重要問題。張教授利用前沿的器官晶片和 3D 生物列印技術,針對腫瘤、糖尿病,酒精肝等重大、慢性疾病,開發了系列仿生病理模型,並將其應用於藥物的活性和毒性評價。
熊春陽 北京大學
報告主題:《微流控技術與細胞力學》
細胞作為生命體的基本單元,需要生活在特定的微環境中,並受到微環境中多種因素(包括生物化學及物理力學因素)調控。越來越多的研究表明,機械力(Mechanical Forces)是機體生長發育、結構重建以及功能維持的重要因素,也與疾病的發生發展密切相關。力學刺激(Mechanical Stimulation)會對細胞的粘附、鋪展、遷移、增殖和分化等行為有著重要的影響,力學表型(Mechanical phenotype)的改變也可用來定量檢測、評價細胞的生物學功能。微流控技術為力學生物學(Mechnobiology)研究提供了有力的工具,力學生物學也為包括器官晶片在內的微流控晶片研究提供了新思路、新方法。本次報告熊教授介紹了團隊在微流控技術與細胞力學結合方面的一些研究進展,包括:細胞微環境工程技術和細胞力學表型定量表徵技術等,以及它們在腫瘤細胞遷移侵襲、幹細胞分化、淋巴細胞活化、心肌細胞藥物毒性測試等方面的應用探索。
關一民 上海微技術工業研究院
報告主題:《數字液滴技術在生物醫療中的應用》
數字液滴技術是將液體以可控的方式均勻分散成微小液滴的方法,也就是液體的數位化。和邏輯電路進化到數字電路類似,液體的數位化已經為液體處理及檢測帶來了革命性的變化。本文所介紹的數字液滴技術是基於CMOS-MEMS 微流控技術,以高通量的方式把液體分散成小到微米級的液滴,並可以利用微電子控制技術對液體進行操作及處理,其特點是精準,微量,智能,高通量及低成本。數字液滴器件是在CMOS 晶片上用MEMS 整晶圓工藝形成流體通道,這樣就把驅動和探測功能與微流體結構集成在一個晶片上。由於CMOS 電路可以形成複雜的控制功能,這種集成數字液滴晶片可以真正的自主工作,自動完成進樣,樣品處理以及檢測功能。基於SITRI 8 MEMS 工藝,SITRI 開發了一系列智能液體數字晶片及相應模組,包括智能皮升微泵,微滴發生器,液體混合器,細胞計數儀和微液滴噴射陣列。通過組合不同的模組,可以形成真正的智能微流體系統,並在即時診斷,3D 生物列印,細胞篩選和器官晶片等領域進行了應用示範。
會議進行第二天,開設「微流控晶片交叉學科」、「體外診斷」、「單細胞分析」與「產業化相關」4個主題分會場。
分會場1:微流控晶片交叉學科
覃開蓉 大連理工大學
報告主題:《面向健康與康復工程的微流控細胞力學生物學研究》
龔曉波學生 上海交通大學
報告主題:《柔性圓截面流控晶片及其應用》
李春林 中國科學院大連化學物理研究所
報告主題:《多通道微流控晶片技術高通量可控制備微球》
劉顯明 中國科學院大連化學物理研究所
報告主題:《基於數字微流控液滴技術的應用案例與儀器化》
分會場2:體外診斷
李博偉 中國科學院煙臺海岸帶研究所
報告主題:《紙基晶片分析平臺在環境和生化分析中的應用》
張策 西北大學
報告主題:《基於微流控晶片研究動態物理化學信號對於細胞響應環境刺激的影響》
邢豔瓏 海南醫學院
報告主題:《微流控晶片上合成導電性的納米結構用於生物傳感》
孔晶 大連醫科大學
報告主題:《腫瘤細胞外囊泡早期診斷微流控晶片技術的探索》
分會場3:單細胞分析
王進義 西北農林科技大學
報告主題:《微流控晶片上的細胞操控與分析》
馬波 中科院青島生物能源與過程研究所
報告主題:《基於微流控的拉曼流式細胞分選技術》
黃術強 中科院深圳先進技術研究院
報告主題:《單細菌捕獲技術應用於細菌尺寸調控規律研究》
劉大漁 華南理工大學附屬第二醫院/廣州市第一人民醫院檢驗科研究室/
廣東省微流控晶片醫學診斷工程技術研究中心
報告主題:《從單細胞到類器官的微流控晶片抗腫瘤藥物測試》
分會場4:產業化相關
韓愛明 ProteinSimple公司
報告主題:《新技術從實驗室到產業化的一點思考》
王若麟 楹聯健康產業投資基金
報告主題:《從資本的角度對微流控產業化的思考》
杜昱光 中國科學院過程工程研究所
報告主題:《微流控晶片病原檢測監測新技術及其產業轉化》
周小棉 廣州市寶創生物技術有限公司
報告主題:《微流控晶片產業化的感知與思考》
魏文博 深圳市老年醫學研究所
報告主題:《簡易高通量液滴單細胞測序平臺—從實驗室研發到產品開發》
葉嘉明 浙江清華長三角研究院
報告主題:《微流控系統產品開發過程中的關鍵技術》
本次會議一共邀請到17個特邀報告、20個專題報告、12家參展廠商,論壇的召開極大促進了理、工、醫、產業界、投資界等領域的充分交流和互動。兩天會議圓滿結束,大連化物所林炳承研究員致閉幕詞。
林炳承研究員致閉幕詞
林教授對各位專家、學者遠道而來表示了感謝。並表示微流控晶片高端論壇學科交叉度高,是一個極具特色的會議,本次論壇極大促進了不同學科研究人員相互交流和學習。此外,林教授對本次會議的舉辦規模和報告質量表示非常滿意:「參會的學者都是國內翹楚,希望大家能夠分享已有成果和經驗,進一步推動微流控技術的快速的發展。」
最後,浙江清華長三角研究院葉嘉明研究員公布了下一屆微流控晶片高端論壇舉辦信息。第八屆微流控晶片高端論壇將於2020年10月於杭州舉辦,主辦單位為大連化物所、中國生物檢測監測產業技術創新戰略聯盟,承辦單位為清華長三角研究院、杭州霆科生物科技有限公司,協辦單位為儀器信息網等。
來年10月,天堂之下,杭州再約。
附本次部分參展微流控產品: