集百家眾長——第五屆微流控晶片高端論壇暨產業峰會(大會報告篇)

　　儀器信息網網訊微流控晶片技術是個學科交叉大融合的技術，物理、材料、化學、生物、醫學等各個領域的專家均為微流控晶片技術做出各自貢獻，可謂百花齊放，一起創造了微流控晶片領域的勃勃生機。微流控晶片技術也在該過程中「吃百家飯」逐漸成長壯大，並作為快速發展的顛覆性技術之一被寫入「十三五」規劃。會議中來自不同領域的專家慷慨地分享自己的最新研究成果，交流技術難題，為推動我國微流控晶片技術發展獻計獻策。(依報告順序展示)    相關報導連結：《肩負突破「十三五」規劃顛覆性技術責任——第五屆微流控晶片高端論壇暨產業峰會》

 大連化學物理研究所教授 林炳承

作《微流控晶片的崛起和我們的責任》

　　報告指出微流控晶片作為當代極為重要的新型科學技術平臺和國家層面產業轉型的潛在戰略領域已經處於一個重要發展階段，微流控晶片研究的主流已從平臺構建和方法發展轉為不同領域的廣泛應用，並從應用的需求中尋求科學問題，進而帶動產業化的迅速發展。在報告中林炳承以其大連研究團隊的近期工作結合微流控晶片研究和產業化的新進展深刻並且扼要的闡述了其對微流控晶片這一「顛覆性」技術的看法。

北京科技大學教授 張學記

作《微流控晶片在腫瘤精準基礎生物學研究中的應用》

　　張學記在報告中為我們帶來了其課題組研究的IP-DO(Channel-Printing Device-Opening)assay方法分享，該方法不僅可以對多種細胞在同一塊晶片上進行高通量成像分析，而且可以將10個左右目標細胞提取出來進行多基因轉錄水平分析，從而將細胞的圖像信息與基因基因表達水平信息對應起來。張學記還分享了其課題組發明的一種利用3D列印技術製作類似「樂高構件」的3D列印器件從而方便實現腫瘤細胞-體細胞的共培養方法。該方法能夠準確地獲取腫瘤細胞遷移和轉移過程中的動態數據，並且操作簡單靈活易於在普通實驗室中推廣使用。      

　　國家納米科學中心研究員蔣興宇

　　作《Flexible Microchips》

　　蔣興宇報告展示的他們團隊發的微流控晶片非常具有靈活性，一方面晶片應用具有靈活性，除了應用於檢測還可以用於藥物分析、藥物篩選、組織工程等領域。另一方面晶片材質的靈活性，即晶片可以拉伸、彎曲、摺疊，並可與穿戴性電子產品結合。蔣興宇在報告中展示了新穎的紙張條碼檢測與多元層析結合研究成果，同時也分享了人造血管研究成果。

　　清華大學教授 林金明

　　作《基於微流控平臺的細胞共培養及生物微環境模擬的研究》

　　林金明在報告中介紹了基於微流控晶片上的細胞共培養及生物微環境模擬部分研究成果。其中，林金明課題組在微流控晶片上培養了肝癌細胞，建立了一種微流控晶片上的肝腫瘤模型，成功觀測到前體藥物卡培他濱的代謝和作用，並與質譜聯用對原藥及中間代謝產物進行檢測。此外他們成功構建的集成化微流控晶片，可用於細胞的共培養、缺氧誘導以及代謝物在線分析。林金明還在報告中大家展示了其設計的微流控晶片質譜聯用儀。

　　中國科學院過程工程研究所 研究員

　　作《新材料、新技術與生物檢測監測技術》

　　周蕾指出臨床檢驗、疾控應急、違禁篩查、食品安全等雖然分屬於完全不同的行業，但其在具體的工作環節中都面臨著「在現場條件下，最短時間內，篩查確定可疑靶標存在與否以及含量」的需求，即生物檢測監測。周蕾老師研究的方向主要以上述需求為導向，兼顧學科交叉的科技創新，並以科技創新成果為基礎進一步推進學研用及成果轉化。周蕾團隊在具體研究過程中，通過納米材料、生物試劑、生物傳感器的生產工藝研究，實現了產業化。並確立了「基於納米材料、器件、生物應用探索的生物檢測監測技術研究」科研方向，進而探索並挖掘了碳量子點、聚集發光材料等多種材料與器件的生物應用價值。

　　大連醫科大學教授 劉婷姣

　　作《CAF外泌體促進肺轉移前微環境的形成研究》

　　劉婷姣在報告中分享了其研究成果，即為了揭示CAFs及其外泌體是否能夠在SACC細胞到達肺之前改造肺組織微環境，形成一個易於腫瘤細胞定植的轉移微環境，其設計了一系列實驗進行驗證。最後證明CAFs外泌體通過構建轉移前微環境促進SACC肺轉移。

　　北京大學教授 黃巖誼

　　作《微流控晶片單細胞測序》

　　黃巖誼報告中指出在單細胞和少數細胞水平上了解異質性、隨機性和協同性在生命過程中的關鍵作用，可以從根本上更好地把握關鍵生物事件如疾病的發生與發展，也為健康與醫療提供基礎科學數據。黃巖誼團隊通過微流控晶片，穩定進行單細胞俘獲和定量觀測，並進行單細胞測序的樣品前處理，實現了高質量的哺乳動物單細胞全基因組和全轉錄組的測序，以及極其微量細胞的表觀遺傳組測序；同時還可以進行單細胞尺度上的微觀定量圖像獲取。通過微流控技術實現針對同一個單細胞的多維度分析，由此建立兩種或者多種定量測量方法間的相關性，使得很多分析可以進一步深入，意義重大。

　　　　海軍軍醫大學教授 馬雅軍

　　作《蟲媒傳染病媒介及其攜帶病原體快速偵檢研究現狀及其需求分析》

　　馬雅軍報告中指出蟲媒傳染病是人類健康的重要威脅，是重大公共衛生事件的重要原因，歷史上曾對軍隊戰鬥力造成重大影響。隨著我軍執行任務的形式和環境更加多樣化，蟲媒傳染病對部隊戰鬥力的威脅日益增加。適於現場的快速、靈敏和準確的媒介種類及其攜帶病原體的一站式檢測技術方法可為蟲媒傳染病的有效防控、以及流行風險評估提供科學依據。馬雅軍在報告中也表示出她對微流控晶片技術解決該類問題的期待。

　　廣州市第一人民醫院研究員 劉大漁

　　作《微流控體外診斷技術應對臨床檢驗醫學的挑戰》

　　劉大漁以一個在檢驗醫學一線從事微流控體外診斷研究課題組的視角，扼要闡述微流控技術的優勢以及臨床檢驗領域的應用前景。針對目前臨床檢驗工作中的痛點問題，結合已有微流控體外診斷技術和本課題組研究工作介紹了微流控體外診斷技術在分子診斷、免疫檢測以及病原微生物等三個領域的應用。劉大漁探討了新形勢下微流控體外診斷技術的機遇與挑戰，認為微流控技術是應對臨床檢驗醫學挑戰的有力工具，該技術將會對臨床檢驗能力的提升起到巨大的推動作用。

　　大連醫科大學附屬第二醫院副院長 王琪

　　作《基於微流控晶片仿生肺模型的肺癌轉移機制研究》

　　王琪報告中分享了研究成果既採用PDMS材料，依據體內細胞與細胞、細胞與培養介質、組織與組織間、器官與微環境間相互作用的特性以及流體力學原理，設計和製作了一個能夠接近肺解剖結構、模擬肺生理功能的微流控晶片仿生肺模型。通過重建肺的解剖結構，包括支氣管和肺間質以及血流、氣流等模擬肺的生理功能;同時以此為平臺，進一步重現肺癌發生及轉移過程並進行相關機制等深入研究。該模型還可為其他肺部疾病的研究提供一種重要技術支持。

　　中國科學院力學研究所研究員 胡國慶

　　作《微納生物顆粒的微流動操控：從慣性到彈性》

　　胡國慶指出微納尺度顆粒(細胞、細菌、合成顆粒、囊泡、生物大分子等)的精確操控在生物、醫學、材料和環境等領域有著至關重要的應用。以循環腫瘤細胞和外泌體為代表的稀有生物顆粒的高效富集與分離，一直是制約臨床與基礎醫學研究的技術瓶頸。這些生物顆粒在血液樣品中的含量極小，因此要求分離方法必須滿足高的處理通量要求。胡國慶團隊以微納生物顆粒的高通量操控為目標，系統研究了慣性效應和黏彈性效應作用下微通道中微納顆粒在遷移規律與操控機理，並將相關微流控機理成功應用於眾多生化研究。

廈門大學教授楊朝勇

　　作《循環腫瘤細胞的識別、捕獲與單細胞分析》

　　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。楊朝勇團隊基於微流控技術，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，並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。其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。

　　大連理工大學教授 羅勇

　　作《基於腎和肝晶片的藥物毒性鑑定新方法》

　　器官晶片技術可以模擬器官的功能，具有較高的仿生性，利用器官晶片進行中藥毒性鑑定，結果既與體內結果比較接近，而且速度快，通量高，成本低，在動物實驗前進行一輪器官晶片毒性篩查實驗，可以大幅減少東阿不的用量，節約成本，提高效率。報告中展示了羅勇團隊構建的兩種仿生腎和肝的微流控晶片，並進行李茹藥物毒性鑑定實驗。結果發現順鉑的主要毒性部位為腎小管，肝微環境對毒性結果影響較大。

　　江蘇師範大學教授 蓋宏偉

　　作《Digital biosensor and digital immunoassay 》

　　蓋宏偉在報告中分享了研究成果，其團隊的建立了一系列基於量子點光譜成像的數字生物傳感和數字免疫技術。該類技術具有靈敏度高，檢測限低，均相分析，可用於血液樣品等特點。同時以微球為探針的超高靈敏免疫分析技術，可以實現10^-22摩爾水平的生物標記物的絕對定量。

　　中國科學院大連化學物理研究所副研究員 劉顯明

　　作《數字微流控晶片微反應器相關衍生技術的研究》

　　在生化反應與檢測如免疫樣品反應與檢測、珍貴樣品合成、單細胞研究等具體應用中，存在對微小、微量樣品捕捉、富集、純化等特殊功能性需求。劉顯明報告中展示基於數字微流控液滴平臺的磁珠分離與清洗、液滴導入體積反饋控制、passive dispensing等功能性單元的研究工作，以上液滴的操作控制過程均在空氣相中進行，不依賴於油相環境，生成物更加單純，易於與檢測儀器接駁且便於開展細胞研究等工作。與通道式微流控晶片相比，如果解決通量問題，數字微流控晶片作為微反應器在生化應用方面可能更具吸引力。

　　復旦大學教授 俞燕蕾

　　作《光致形變液晶高分子及其微流控晶片構築》

　　俞燕蕾報告中展示了其團隊對光致形變液晶高分子材料的研究，並且將這新一代的光致形變高分子材料與傳統微流控晶片結合，構築出微流控晶片的核心部件，實現微管執行器到微流控晶片的製造升級以及晶片通道中生物樣品輸運的精確光控制，並且該方法驅動流體時無需特殊的光學裝置和微組裝過程可以最大程度簡化微流體控制系統。為推動光控微流體技術在生物領域應用奠定了構築材料和調控機制的重要基礎。

　　中國科學院過程工程研究所研究員 杜昱光

　　作《營養代謝器官晶片的研發及其應用》

　　器官晶片可以在細胞水平模擬組織微環境並且具有觀察方便可實現實時監測，易於連接分析裝置，成本低、周期短等優點。使用器官晶片代替部分動物實驗進行營養代謝研究成為一種趨勢。杜昱光在報告中分享了其團隊在器官晶片方面的研究進展，展示了其建立的血管糖萼晶片的生理和高糖損傷模型；研發了一種新型的層疊式大腸器官晶片;搭建了腸-肝-腎的多器官組合晶片模型。並且，其團隊分別在模型上進行了實驗，取得了非常理想的結果。

　　南方醫科大學第五附屬醫院檢驗科主任 尹小毛

　　作《臨床微生物檢驗：不足與需求》

　　尹小毛報告指出二十一世紀以來，儘管臨床微生物檢驗領域有了較大發展，但是面對日益增長的臨床診斷需求，臨床微生物檢驗尚存在較多不足之處。表示基於當前臨床微生物檢驗存在的不足，醫生和患者未得到滿足的需求主要體現在：快速、簡便和準確的臨床微生物檢驗標本採集、運送和保存方法;樣本檢驗方法以及相應操作簡單、成本低廉和通量較高的全自動儀器;可以及時提供正確有效信息的臨床微生物檢驗報告和實驗室對於臨床微生物檢驗方法選擇的可靠建議。

　　四川大學華西第二醫院研究員 許文明

　　作《微流控技術在生殖與圍生醫學的科研與臨床中的應用》

　　許文明報告圍繞微流控技術的發展如，微流控技術在單個細胞分離、幹細胞分離、3D細胞培養、組織晶片模型、精子優選應用等技術上的發展。並重點從生殖領域內的科研與臨床需求的角度出發，對微流控技術的發展在上述領域的方向作了詳細的梳理。他表示對於微流控晶片技術在生殖與圍生醫學，藥物篩選與毒理測試等多領域的應用需要病人、醫生、多學科科研人員的通力合作與交流。

　　第五屆微流控晶片高端論壇暨產業峰會大會報告，包羅微流控晶片領域研究新進展，新應用，全景展示了我國微流控晶片技術研究水平以及未來發展和產業化方向。希望像林炳承老師期待的那樣，越來越多的科研人員可以加入到微流控晶片技術的研究應用的隊伍中，這樣微流控晶片技術才能更加成熟，最終真正全面造福人類!