生命学院李一伟教授、刘笔锋教授在仿生润湿阵列微芯片开发和生物医学应用取得系列成果

来源:生命学院 浏览次数: 发布时间:2021-11-02 编辑:张雯怡

新闻网讯 10月31日,我校生命科学与技术学院李一伟教授、刘笔锋教授、哈佛大学/麻省理工张兴才研究员应邀在国际著名期刊Materials Today发表了题为“Wettability-patterned microchip for emerging biomedical materials and technologies”的综述性文章。李一伟教授为该论文的第一作者和共同通讯作者,生命学院刘笔锋教授和哈佛/MIT张兴才研究员为共同通讯作者,生命学院为该论文第一作者单位。

 

生物芯片的每一次跨越式发展都将带来生命科学、生物信息学和生物医学的革命性改变。在后疫情时代,高通量筛选、个体化医疗和生物大数据等领域迎来了巨大的机遇和挑战。1980年代,微阵列芯片的开发实现了空间上的核酸、蛋白、细胞高通量的平行鉴定,带来了遗传学、基因组学、蛋白组学、生物医学检测等领域的巨大发展。1990年以来,基于微机电系统和软光刻技术的微流控芯片系统实现了细胞、分子尺度的时序高通量控制和分析,给复杂分子诊断、单细胞测序、高通量药物筛选等领域带来重大突破、并实现了部分产业转化。我校生命学院李一伟、刘笔锋自2016年,基于生物启发的亲疏水图案化界面,研发仿生阵列微芯片,该芯片系统结合了微阵列芯片和微流控芯片的优势,将复杂的时序高通量操作阵列化,在空间和时间上实现并行且异质的生物操作和生物分析,为生物医学检测、微组织/类器官的构建、高通量药物筛选与开发提供了新的机遇。近5年间,李一伟和刘笔锋团队将该仿生润湿性阵列微芯片,用于高通量构建异质微组织、培养类器官(Advanced Materials, 2016; Lab Chip 2021;),生物电子医疗柔性设备及软体机器人(Advanced Functional Materials, 2017; Nature Communications 2019; Nano Energy, 2021; Sensors and Actuators B: Chemical, 2021)和环境微生物研究(Environmental Microbiology, 2021; Environmental Science: Nano, 2020; Soil Biology and Biochemistry, 2017)。


李一伟2020年底从麻省理工学院回国加入到本院任教,团队关注类器官/干细胞中的生物物理/力学问题,并研发服务于该研究的高通量的单细胞力学、组学分析技术。近2年来陆续揭示细胞内分子拥挤介导的力学调控干细胞/类器官命运转变(脂肪干细胞重编程、肌肉组织分化、小肠类器官重编程),力学调控信号通路(Wnt/β-catenin signaling),力学调控信号体相分离(LRP6-AXIN signalosome)和力学调控基因统计学表达造成的肿瘤异质性(Cell Stem Cell, 2021; PNAS, 2021; Matter, 2021; Science Advances, 2020; PNAS, 2019)。