纳米生物医学工程中心介绍

发布者:陈红梅发布时间:2019-12-02作者:浏览次数:1442

研究目标
微纳技术与生物医学工程中心旨在发展先进的微纳制造技术及其在生物医学工程中的应用。中心以前沿学科交叉为导向,以微纳技术与微纳生物技术为基础,研究或制造用于生命科学领域的新材料、新器件和新方法。中心注重人才的培养和科研成果的转化,锐意创新,积极开拓,实现学科的快速发展和学科建设的最好社会效益。

研究方向
1.微纳结构与器件
研究和发展传统和非传统的微纳制造技术与工艺。传统微纳制造技术如紫外光光刻和干湿法刻蚀主要用于微电子和光电子器件的生产,也可用于制备各种图案化的生物 材料。非传统微纳制造技术如纳米压印和软膜成型可有更好的生物兼容性。这两类技术方法均可用于制备不同尺度和不同结构的生物材料,从而更系统的研究生物细 胞的行为如贴壁、迁移,扩增和分化等。本方向的研究重点为三维仿真生物材料的制备及其与诱导多能干细胞的相互作用。 该研究方向也包括制备用于能源、环 保、光通信等其它领域的微纳结构与器件。
2.微流控技术
设计和制造各种微流控芯片,发展微流控技术在生物医学工程中的应用。体内的生化反应是在微观环境下进行的,因此有必要设计用于生化反应的微混合器、微型反应 池、分离单元、探测器等,用于研究微纳尺度下生化反应的动力学特性。这一研究也将为细胞微环境仿真奠定基础。微流控技术的应用不仅可降低各种耗材和生物样 品的用量,而且还可将复杂的生化反应过程集成化,降低人工操作的实验误差和提高系统的稳定性。本方向的研究重点为稀有细胞筛选、核糖核酸提取和纯化、单细胞分析、蛋白质结晶等。根据需要,也将发展低成本和高效益的芯片生产技术,用于环境监测、医学检测、食品安全等其它领域。
3.生物医用材料
基于微纳制造和微流控技术,设计和制备用于再生医学的生物医用材料。本方向的研究重点为细胞微环境仿真。将选用自然生物材料(胶原蛋白、蛋白多糖等)和生物医用材料(PEG 、PLGA 等) 进行微纳成型和物化修饰,构建组织工程的结构模型,解决一些器官修复和再生医学中的基本问题。该方向的另一个课题是控释性局部给药和靶向给药的生物医用材 料,微纳技术的发展和特殊生物医用材料的应用使精确控制药物输送和给药成为可能,如以纳米孔结构材料为基底,通过功能分子在基底不同部位的组装,可构筑分 子-纳米孔材料药物控释系统和靶向输送体系。同时研究与组装技术有关的物理和化学过程,探索体系的结构和组成特征对控释和靶向功能影响的规律。

研究条件
1、微纳制造平台:包括紫外光扫描直写和复制、干法和湿法刻蚀,薄膜生长、纳米压印、三维打印、纳米电纺丝、纳米材料化学和电化学制备技术与工艺,各种微纳结构表征设备等。
2、微流分析平台:包括通用和专用微流程控、正置和倒置光学显微镜、光纤光谱仪、电化学工作站、数控机床等。
3、细胞检测平台:包括激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、超速冷冻离心机、半导体参数仪、倒置荧光显微镜、细胞培养箱、高速离心机、生物安全柜等(其它通用生化和生物学设备参见交叉研究院其它中心的设备清单)。