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超分子新物质创制创新工坊

超分子新物质创制创新工坊(SIMS)聚焦超分子新物质创制领域的世界前沿和重大科学问题,面向世界科技前沿,经济主战场,国家重大需求,人民生命健康,依托长三角区域领先的产业优势、浙江大学雄厚的科研实力和杭州国际科创中心的体制机制,专注于具有浙大科创特色的超分子新物质创制基础研究,致力于打造引领世界科学前沿的世界一流超分子新物质创制研究中心。

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2022-06-06

国际合作新成果亮相!细胞电生理新策略带来无限可能

近日,浙江大学杭州国际科创中心超分子新物质创制创新工坊(简称超分子创新工坊)联合以色列特拉维夫大学、中山大学研发出一种通用、多模态的细胞生物传感平台,这种全新的策略不仅设备体积更小,研究效率更高,还可以用于优化细胞内动作电位记录研究,拥有广阔的产业化前景。该合作研究成果,发表在国际生物传感器与生物电子学知名期刊Biosensors and Bioelectronics(IF:10.6)上。这项国际合作成果到底是什么,我们一起来了解!  心脏为什么会跳动?那是因为心脏肌肉细胞有自主发电的功能,正是这些看不见的“发电机”维系着人类的生命。为了破解人类健康的奥秘,精准理解这些电信号至关重要。正因如此,细胞电生理研究成了疾病机理研究和药物筛选的重要方法,与心脏病学与神经科学研究息息相关。目前,细胞电生物研究最靠谱的方式是使用膜片钳技术。因为靠谱,膜片钳技术被称为行业的“金标准”技术。但“金标准”也存在缺陷与不足,主要就体现在研究通量较低、实验操作复杂、效率不高,同时与基于标记光学传感的技术类似,对细胞有较大伤害,无法开展长时稳定的监测。为了克服这些缺点,世界各地的科学家都在探索有效的胞内电信号记录技术。图1 通用、多模态的细胞生物传感平台用于优化细胞内动作电位记录  更小体积更高效率打破壁垒探索新策略本次成果的主要完成人、科创中心“求是科创学者”胡宁研究员介绍,不同于传统的膜片钳技术,本次成果无需使用显微镜等复杂设备观测细胞电信号,而是采用了先进的生物传感与调控技术,研制胞内电生理研究平台,实现高质量的细胞胞内电信号记录,更加快速、高效、准确地完成细胞电生理研究。图2 膜片钳技术相关设备  图3 本次研究成果:一体式(左)与分体式(右)细胞电生理传感调控仪器该研究平台基于低成本的电极阵列施加可自定义的灵活调控电穿孔,能同时进行动作电位的记录与评估,优化细胞内电生理研究。它的特色一是大大提升了实验效率速度,传统检测一次往往只能测试一个通道信号,但采用新平台,实验者只要将细胞放入下图中红色盖子下方的玻璃腔体内,自主开发的软件系统就可以配合仪器,同步测试出多个通道的胞内电信号数据,可以毫不夸张地说,新技术可以在几周之内完成过去几个月、甚至半年的实验工作量。二是可以真正实现精准调控。针对传统设备电穿孔调控不精准的问题,平台采用多模态信号处理算法可以对记录的胞内电信号进行实时分析评估,仪器脉冲参数设置功能实现可调控的电穿孔,同时对记录的胞内电信号进行实时分析评估,以提供对电穿孔效果的即时反馈。三是传感调控技术具有较高通用性,适配场景丰富。研究团队已经开发了各类细胞生物传感调控平台,包括心肌细胞电生理传感调控系统、心肌细胞机械搏动检测系统、电生理-机械搏动一体化传感系统、光热修复电生理传感系统、多模式心肌细胞电刺激调控系统,从多细胞到单细胞精度,可用于心肌细胞电生理、机械特性、心肌修复、心肌组织催熟、心肌疾病模型、药物筛选等研究与应用。图3 团队基于多模态传感技术研制的多类心肌细胞传感调控系统更低成本更多可能应用前景广阔胡宁研究员表示,他们研发的平台具有软硬件各方面的技术自主性,同时具有仪器设备体积小、成本低等特点,为实现更大规模、可重复、方便和低成本的电生理研究提供了有力的工具,在药物实验、疾病诊疗、药物筛选等方面前景广阔。图4.  多模态、通用的细胞生物传感平台的建立与表征。(A) 微电极阵列(MEA)器件的加工工艺流程。(C)  大规模制造包含25单元的MEA器件阵列。(D) MEA器件的显微照片。(E)  单个工作电极的显微照片。(F)在MEA上培养4天的大鼠原代心肌细胞的显微照片。(G-I) 在MEA器件上培养4天后心肌细胞的活性表征。(J)  集成多通道电穿孔和电信号记录平台的系统框图,包括电信号调节模块(绿色),脉冲电穿孔模块(蓝色),数据采集卡模块(黄色)和定制的LabVIEW程序模块(红色)。(K)仪器装置和系统照片。(L)配套开的基于LabVIEW程序用于信号采集、显示、存储和电穿孔脉冲控制。  图5.  基于多模态电穿孔调控优化细胞内记录电信号的幅值。(A) 基于MEA装置的传感/刺激电极阵列的多模态电穿孔原理图。(B)  典型的自发细胞外电信号(i),电穿孔后细胞内电信号(ii)和细胞膜再密封后细胞外电信号(iii)。(C) 振幅为1.5-4  V的电穿孔后典型的细胞内电信号。(D-G)  不同电穿孔脉冲幅值下记录到细胞内电信号的概率(D)、持续时间(E)和相较于胞外电信号的幅值变化倍数(F)、信噪比变化大小(G)。  图6.  协同调控电穿孔的振幅和脉冲数用于细胞内电信号记录。(A) 在不同电穿孔幅度(3-4  V)和脉冲数(5-30个)作用下,记录到的典型细胞内动作电位。(B-D)  不同条件下记录细胞内动作电位的效率(B)、持续时间(C)、相较于细胞外动作电位的信噪比变化大小(D)。(E)  不同电穿孔振幅和脉冲数下记录细胞内电位的效率。白色星形表明较高的细胞内电信号记录概率,超过94.9%。胡宁研究员举了一个例子,比如一款新药的研发需要10年左右的时间,耗费超20亿美元。这期间需要不断测试药物的药效与安全性,才有可能在成千上万的化合物中挑选出几种候选药物,这些药物还要经过共三期的临床实验,才能被FDA批准。为何如此谨慎?因为一旦没有发现潜在毒性,尤其是心脏毒性,正式投入使用后出现药物使用者死亡的案例,不仅病人生命会受到威胁,已经上市的药物也将被FDA召回,这样就会导致前期付出的所有人力、物力、财力都打了水漂。现在有了他们的设备,这个药物在心脏安全性方面的测试筛选周期就可以有效缩短,研发人员在药物临床筛选初期就可以在同一时段,观测心肌细胞电信号在多种药物作用下的反应,观测药物对其影响,就可以在药物研发的早期排除可能存在心脏毒性的药物。目前,胡宁团队也在和各大高校的医学院及其附属医院进行技术推广和合作探索,希望可以用技术造福生命健康事业。国际合作 自主创新 探索产业化未来创新从来不是一座孤岛,科创中心一直在国际化合作交流的路上探索前行。本次合作成果就是其中之一,胡宁研究员介绍,以色列特拉维夫大学位于国际创新之都特拉维夫,这次主要合作的是Tal Dvir教授课题组。  Tal Dvir教授在心脏组织工程、生物材料、三维生物打印、心脏电生理和动物模型心脏修复方面拥有丰富的理论与实践经验,曾在实验室内完成了人类首例3D打印心脏,并可完全与患者的免疫学、细胞、生物化学和解剖学特性匹配。国内合作者中山医学院的曹楠教授,是干细胞研究专家,从事心血管细胞命运调控机理研究及心脏再生修复新策略/药物研发,开发的心血管细胞诱导和培养技术已被经典教科书Methods in Molecular Biology收录。研究成果入选两院院士评选的2016年“世界十大科技进展”并获得2020年“国家科学技术进步奖”二等奖。本次合作的Tal Dvir教授与曹楠教授既是项目需求的提出人,也是成果的体验者。胡宁研究员依托合作专家们在心脏研究方面的丰富经验,不断去验证优化自己的设计研发传感技术与仪器系统,将仪器功能与性能尽可能做到极致。他说:我们生物医学工程的学者往往不能精确地了解生物医学研究与临床实际应用上的迫切需求,而从事生物医学科学的学者虽然明确需求,但专注于基础研究,因此难以有精力开展仪器设备的研制。胡宁研究员希望可以依托科创中心打通理、工、医,聚焦共性技术问题,为机理探索、临床研究,都提供更好的支撑!“生物医学工程是一个比较典型的交叉学科专业,不仅是要做出高水平的学术研究,更重要的是利用自己在工程技术的特长,培养更多热爱科研与工程交叉学科的学生,能够打破国外产品的垄断,服务于国家经济,实现产业化目标。即使是点滴的成绩,也是对培养我们的国家和学校的最好回报!”,胡宁研究员表示,站在科创中心的创新沃土上,他期待在科创中心和各学科的学生,缔造更多有用、有前景的科研与转化成果!也期待和世界更多顶尖机构进行合作,共话科学技术未来的更多可能。如果您对胡宁研究员的相关研究感兴趣,欢迎留言联系我们,或登录胡宁研究员个人主页链接:https://person.zju.edu.cn/zjuhuning(复制链接到浏览器打开),相信会有更多创新火花碰撞!

2022-05-25

超分子新物质创制创新工坊开展“健康生活,快乐科研”团建活动

Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE为调节科研压力,营造健康、积极、快乐的科研氛围,浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)超分子新物质创制创新工坊(简称超分子创新工坊)于2022年5月22日举办了“健康生活,快乐科研”主题团建活动,由执行院长黄飞鹤教授发起,姜凯睿老师负责组织,工坊PI老师、博士后、工程师及学生共计约40人参与。Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE本次团建活动在茅潭江生态渔庄开展,活动项目包括团建拓展游戏、休闲娱乐和篝火晚会等。在游戏环节,通过分队比赛,进行趣味游戏,使各小队成员开展头脑风暴、展示创意灵感,进行团队协作,增进了工坊各成员间的友谊与信任,加强了工坊凝聚力。此外,团建也进行了射箭、皮划艇、打牌、自助烧烤等活动,让所有成员释放青春活力,共享休闲时刻,自助烧烤,畅饮畅聊。在篝火晚会现场,黄飞鹤老师激情地演唱了《水手》,激励团队成员不怕艰险、奋勇前行的斗志。团队成员也各展身手,有的激情高歌,有的带领成员感受街舞。最后,黄飞鹤老师致辞感谢各成员的积极参与并鼓励大家该放松时放松,该工作时好好工作。Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE此次团建活动不仅促进了工坊各成员间的交流,更增进了工坊的凝聚力,也使大家在科研之余好好放松,鼓励了工坊每位科研人“健康生活,快乐科研”。

2022-05-17

浙大科创超分子创新工坊-美国西北大学 第4次双边学术研讨会

为拓展科研视野,营造良好学术氛围,进一步加强国际合作与交流,2022年5月14日,浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)超分子新物质创制创新工坊(简称超分子创新工坊)顺利召开第四次双边学术研讨会。超分子创新工坊青年PI及全体科研人员与Sir Fraser Stoddart教授及美国西北大学青年学者就超分子化学的前沿领域进行了交流讨论。超分子创新工坊的研究生Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE朱丁盛、曹佳俊与梁浩忠与来自美国西北大学的Chun Tang、Partha J. Das、Xingang Zhao 3位学者以报告形式分享了其各自在笼状主体分子、超分子电子学、细胞荧光成像等领域的最新研究成果。Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONEStoddart教授对创新工坊的科研成果表现出了浓厚的兴趣,与博士生曹佳俊就课题体系设计、实验方案等方面进行了深入探讨并提出了宝贵的意见,为接下来课题的进一步推进奠定了坚实的基础。会议中,双方与会学者还从表征技术、数据分析、未来研究方向等多个方面展开了热烈讨论。会上,Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE即将入驻工坊攻读博士学位的韩诗涛、周萍、徐德靖、张雅萱、潘婷、陈雪6位同学也与Stoddart教授进行了亲切交流,Stoddart教授表示了欢迎,并勉励他们在博士学习阶段取得优异的科研成果。

2022-04-26

院士专家云集!浙江大学超分子新物质创制前沿云论坛圆满落幕

新物质创制改变了世界和人类的文明进程,是推动科学原始创新、引领技术颠覆性突破的核心动力。不同于共价键构筑的小分子,基于非共价键驱动的超分子物质是物质世界丰富多彩的核心来源,也是改变人类生活和自然认知的关键。2022年4月23日至24日,浙江大学超分子新物质创制前沿云论坛以线上方式举行,带来了一次高质量的云端学术盛宴。本次云论坛由浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)超分子新物质创制创新工坊(以下简称“创新工坊”),浙江大学新物质创制会聚研究计划(简称“天工计划”)与中国化学会超分子化学专业委员会联合主办,邀请到了田禾院士、王梅祥院士,以及来自清华大学、复旦大学、澳门大学等全国20余所兄弟院校与科研院所的顶尖专家学者与会报告,分享超分子新物质创制领域的前沿研究成果。线上直播平台共计吸引超过1.6万人次参会学习,引起业内广泛而深刻的讨论。浙江大学化学系主任史炳锋教授在开幕式致辞中,对受邀报告的国内顶尖学者表示了热烈欢迎,并表示科技创新工作离不开创新交流,面对疫情,科创中心等单位采取新举措、新办法,联动线上线下,网罗国内外学术精英,开展本次云论坛,将对促进超分子化学领域科学家的交流、合作、成长,推动我国新物质创制学术与产业的发展有着十分重要的作用,期待大家以论坛为平台,切磋交流,共谋发展。田禾院士以“精准与动态化学”为主题进行了报告分享。田院士表示,化学需要将目标从“分子”转向“所有与分子相关的东西”,发展在精准尺度范围内具有精准选择性和功能可调控的动态分子体系。受生命体系启发而设计的分子机器便是精准化学的典型:它们集精准合成、精密组装与精巧功能为一体。田院士同时分享到,作为化学研究的前沿之一,动态化学通过使用动态共价键以及非共价键的多级组装,为复杂结构的构筑、重组、降解提供了可能。动态化学不仅是实现绿色化学体系设计的重要工具,更为超分子新物质创制领域中如何创制具有刺激响应性、可逆性、自修复性的自适应性智能材料这一前沿科学问题指明了研究方向。最后,田院士还引用了道教文化中“大道至简”的概念,鼓励化学家多思考“什么是我还不能做的?”,并从基本基元的设计入手进行创新,勇于跳出传统体系的设计思维模式。 王梅祥院士带来了有关纳米环带芳烃研究的最新进展,从有机化学家的视角深入解读了碳纳米管的结构特征,并展示了从经典超分子大环主体出发精准合成锯齿型环带芳烃的通用策略。首先,王院士娓娓讲述了环带芳烃分子研究的历史背景、合成挑战及其中蕴含的机遇;随后详细介绍了基于其课题组在有机合成和超分子化学研究中积攒的深厚基础,创造性提出“跨湾造桥”策略,并实现了从超分子大环主体出发,成功构建具有全碳、杂原子镶嵌和官能团修饰且骨架结构多样的环带分子,首次观测到锯齿型全共轭环带芳烃的存在。最后王院士指出,尽管目前在合成锯齿型环带芳烃研究中仍然面临着合成、分离及表征等巨大挑战,但通过建立起更加精准的合成策略、发展出更加高效的前体分子合成方法以及多样化的超分子稳定手段,这些瓶颈终将得到突破。同时,鉴于纳米环带芳烃分子在超分子化学及碳纳米材料等领域具有潜在的广阔应用前景,王院士希望更多化学家和材料学家投身于该类分子的研究之中,以共同促进此领域的蓬勃发展。与会专家学者纷纷从“超分子组装”、“超分子催化”、“超分子应用材料探索”、“超分子电子学”等方面分享了最新研究成果与进展,共话超分子新物质创制领域未来。创新工坊执行院长、浙江大学“天工计划”首席科学家黄飞鹤教授在总结陈词中对受邀报告人的精彩分享表示了感谢,并对超分子领域科技创新发展展开了美好愿景。

2021-12-15

“基于范式转变的新物质创制”西湖学术论坛顺利召开

2021年12月15日,浙江大学西湖学术论坛第250次会议——“基于范式转变的新物质创制”前沿研讨会在紫金港校区顺利召开。本次会议由浙江大学化学系承办,浙江大学新物质创制会聚研究计划(简称“天工计划”)、浙江大学杭州国际科创中心超分子新物质创制创新工坊、浙江大学杭州国际科创中心医疗生物技术创新工坊协办。大会由浙江大学化学系教授、“天工计划”首席科学家、超分子新物质创制创新工坊执行院长黄飞鹤教授主持,邀请了浙江大学校长吴朝晖院士、诺贝尔奖获得者J. Fraser Stoddart院士、剑桥大学前副校长Nigel K. H. Slater院士与会。浙江大学相关职能部门的领导、浙江大学物质科学相关院系的负责人,天工计划的学者代表等数十位专家学者参加了本次会议,共同交流讨论,畅想未来。黄飞鹤教授致欢迎词后,诺贝尔化学奖得主J. Fraser Stoddart院士作了特邀报告。Stoddart院士从个人经历、团队合作、科研成果等方面,分享了他在科学研究乃至人生层面取得成就的经验以及他的科研理念,介绍了他多元化的学术研究团队和对于如何开展世界一流科学研究的心得。随后,吴朝晖校长进行了关于创新范式与新物质创制方面的特邀报告。吴校长以范式变革与第四次工业革命为背景,分享了创新范式的内涵与指向,并就如何在多学科交叉中促成新物质创制领域的创新范式转型进行了讨论,从创新范式角度对新物质创制科学提出了新的战略构想。吴朝晖校长提出:要主动适应创新迭代的趋势,进一步构建范式融合的研究方法,以方法互鉴不断产生新知识;要主动适应知识融通的趋势,进一步做强一流发展的学科体系,以交叉会聚不断构筑新学科;要主动适应开放式创新的趋势,进一步增强服务全球前沿、国家目标和区域需求的能力,以协同创新不断探索新结构。接下来,天工计划学者代表方群教授与李寒莹教授分别对分子智造平台与高分子新物质创制国际研究中心的建设进展进行了汇报,展示了“天工计划”在学科交叉融合以及创新发展方面取得的成果。随后,8位浙江大学物质科学研究领域的杰出学者也围绕各自研究的成果进行了专题报告。最后,由李寒莹教授主持开展了圆桌论坛。与会专家学者结合会议报告,就“基于范式转变的新物质创制”主题展开了热烈讨论,着重分享了对于两位顶级学者特邀报告的思考与感悟,精彩观点频出,打造了一场创新范式与新物质创制相结合的交流盛会。本次会议的顺利召开,进一步凝聚了与会专家就范式变革引领物质科学革新的共识。浙江大学有学科交叉的独特优势,与会专家希望能够在学校的支持和引导下,进一步促进多学科交叉融合,积极推进重大板块优势学科领域的会聚造峰,带动物质科学的创新发展,支撑国家战略需求和应对全球重大挑战。

2022-06-06

国际合作新成果亮相!细胞电生理新策略带来无限可能

近日,浙江大学杭州国际科创中心超分子新物质创制创新工坊(简称超分子创新工坊)联合以色列特拉维夫大学、中山大学研发出一种通用、多模态的细胞生物传感平台,这种全新的策略不仅设备体积更小,研究效率更高,还可以用于优化细胞内动作电位记录研究,拥有广阔的产业化前景。该合作研究成果,发表在国际生物传感器与生物电子学知名期刊Biosensors and Bioelectronics(IF:10.6)上。这项国际合作成果到底是什么,我们一起来了解!  心脏为什么会跳动?那是因为心脏肌肉细胞有自主发电的功能,正是这些看不见的“发电机”维系着人类的生命。为了破解人类健康的奥秘,精准理解这些电信号至关重要。正因如此,细胞电生理研究成了疾病机理研究和药物筛选的重要方法,与心脏病学与神经科学研究息息相关。目前,细胞电生物研究最靠谱的方式是使用膜片钳技术。因为靠谱,膜片钳技术被称为行业的“金标准”技术。但“金标准”也存在缺陷与不足,主要就体现在研究通量较低、实验操作复杂、效率不高,同时与基于标记光学传感的技术类似,对细胞有较大伤害,无法开展长时稳定的监测。为了克服这些缺点,世界各地的科学家都在探索有效的胞内电信号记录技术。图1 通用、多模态的细胞生物传感平台用于优化细胞内动作电位记录  更小体积更高效率打破壁垒探索新策略本次成果的主要完成人、科创中心“求是科创学者”胡宁研究员介绍,不同于传统的膜片钳技术,本次成果无需使用显微镜等复杂设备观测细胞电信号,而是采用了先进的生物传感与调控技术,研制胞内电生理研究平台,实现高质量的细胞胞内电信号记录,更加快速、高效、准确地完成细胞电生理研究。图2 膜片钳技术相关设备  图3 本次研究成果:一体式(左)与分体式(右)细胞电生理传感调控仪器该研究平台基于低成本的电极阵列施加可自定义的灵活调控电穿孔,能同时进行动作电位的记录与评估,优化细胞内电生理研究。它的特色一是大大提升了实验效率速度,传统检测一次往往只能测试一个通道信号,但采用新平台,实验者只要将细胞放入下图中红色盖子下方的玻璃腔体内,自主开发的软件系统就可以配合仪器,同步测试出多个通道的胞内电信号数据,可以毫不夸张地说,新技术可以在几周之内完成过去几个月、甚至半年的实验工作量。二是可以真正实现精准调控。针对传统设备电穿孔调控不精准的问题,平台采用多模态信号处理算法可以对记录的胞内电信号进行实时分析评估,仪器脉冲参数设置功能实现可调控的电穿孔,同时对记录的胞内电信号进行实时分析评估,以提供对电穿孔效果的即时反馈。三是传感调控技术具有较高通用性,适配场景丰富。研究团队已经开发了各类细胞生物传感调控平台,包括心肌细胞电生理传感调控系统、心肌细胞机械搏动检测系统、电生理-机械搏动一体化传感系统、光热修复电生理传感系统、多模式心肌细胞电刺激调控系统,从多细胞到单细胞精度,可用于心肌细胞电生理、机械特性、心肌修复、心肌组织催熟、心肌疾病模型、药物筛选等研究与应用。图3 团队基于多模态传感技术研制的多类心肌细胞传感调控系统更低成本更多可能应用前景广阔胡宁研究员表示,他们研发的平台具有软硬件各方面的技术自主性,同时具有仪器设备体积小、成本低等特点,为实现更大规模、可重复、方便和低成本的电生理研究提供了有力的工具,在药物实验、疾病诊疗、药物筛选等方面前景广阔。图4.  多模态、通用的细胞生物传感平台的建立与表征。(A) 微电极阵列(MEA)器件的加工工艺流程。(C)  大规模制造包含25单元的MEA器件阵列。(D) MEA器件的显微照片。(E)  单个工作电极的显微照片。(F)在MEA上培养4天的大鼠原代心肌细胞的显微照片。(G-I) 在MEA器件上培养4天后心肌细胞的活性表征。(J)  集成多通道电穿孔和电信号记录平台的系统框图,包括电信号调节模块(绿色),脉冲电穿孔模块(蓝色),数据采集卡模块(黄色)和定制的LabVIEW程序模块(红色)。(K)仪器装置和系统照片。(L)配套开的基于LabVIEW程序用于信号采集、显示、存储和电穿孔脉冲控制。  图5.  基于多模态电穿孔调控优化细胞内记录电信号的幅值。(A) 基于MEA装置的传感/刺激电极阵列的多模态电穿孔原理图。(B)  典型的自发细胞外电信号(i),电穿孔后细胞内电信号(ii)和细胞膜再密封后细胞外电信号(iii)。(C) 振幅为1.5-4  V的电穿孔后典型的细胞内电信号。(D-G)  不同电穿孔脉冲幅值下记录到细胞内电信号的概率(D)、持续时间(E)和相较于胞外电信号的幅值变化倍数(F)、信噪比变化大小(G)。  图6.  协同调控电穿孔的振幅和脉冲数用于细胞内电信号记录。(A) 在不同电穿孔幅度(3-4  V)和脉冲数(5-30个)作用下,记录到的典型细胞内动作电位。(B-D)  不同条件下记录细胞内动作电位的效率(B)、持续时间(C)、相较于细胞外动作电位的信噪比变化大小(D)。(E)  不同电穿孔振幅和脉冲数下记录细胞内电位的效率。白色星形表明较高的细胞内电信号记录概率,超过94.9%。胡宁研究员举了一个例子,比如一款新药的研发需要10年左右的时间,耗费超20亿美元。这期间需要不断测试药物的药效与安全性,才有可能在成千上万的化合物中挑选出几种候选药物,这些药物还要经过共三期的临床实验,才能被FDA批准。为何如此谨慎?因为一旦没有发现潜在毒性,尤其是心脏毒性,正式投入使用后出现药物使用者死亡的案例,不仅病人生命会受到威胁,已经上市的药物也将被FDA召回,这样就会导致前期付出的所有人力、物力、财力都打了水漂。现在有了他们的设备,这个药物在心脏安全性方面的测试筛选周期就可以有效缩短,研发人员在药物临床筛选初期就可以在同一时段,观测心肌细胞电信号在多种药物作用下的反应,观测药物对其影响,就可以在药物研发的早期排除可能存在心脏毒性的药物。目前,胡宁团队也在和各大高校的医学院及其附属医院进行技术推广和合作探索,希望可以用技术造福生命健康事业。国际合作 自主创新 探索产业化未来创新从来不是一座孤岛,科创中心一直在国际化合作交流的路上探索前行。本次合作成果就是其中之一,胡宁研究员介绍,以色列特拉维夫大学位于国际创新之都特拉维夫,这次主要合作的是Tal Dvir教授课题组。  Tal Dvir教授在心脏组织工程、生物材料、三维生物打印、心脏电生理和动物模型心脏修复方面拥有丰富的理论与实践经验,曾在实验室内完成了人类首例3D打印心脏,并可完全与患者的免疫学、细胞、生物化学和解剖学特性匹配。国内合作者中山医学院的曹楠教授,是干细胞研究专家,从事心血管细胞命运调控机理研究及心脏再生修复新策略/药物研发,开发的心血管细胞诱导和培养技术已被经典教科书Methods in Molecular Biology收录。研究成果入选两院院士评选的2016年“世界十大科技进展”并获得2020年“国家科学技术进步奖”二等奖。本次合作的Tal Dvir教授与曹楠教授既是项目需求的提出人,也是成果的体验者。胡宁研究员依托合作专家们在心脏研究方面的丰富经验,不断去验证优化自己的设计研发传感技术与仪器系统,将仪器功能与性能尽可能做到极致。他说:我们生物医学工程的学者往往不能精确地了解生物医学研究与临床实际应用上的迫切需求,而从事生物医学科学的学者虽然明确需求,但专注于基础研究,因此难以有精力开展仪器设备的研制。胡宁研究员希望可以依托科创中心打通理、工、医,聚焦共性技术问题,为机理探索、临床研究,都提供更好的支撑!“生物医学工程是一个比较典型的交叉学科专业,不仅是要做出高水平的学术研究,更重要的是利用自己在工程技术的特长,培养更多热爱科研与工程交叉学科的学生,能够打破国外产品的垄断,服务于国家经济,实现产业化目标。即使是点滴的成绩,也是对培养我们的国家和学校的最好回报!”,胡宁研究员表示,站在科创中心的创新沃土上,他期待在科创中心和各学科的学生,缔造更多有用、有前景的科研与转化成果!也期待和世界更多顶尖机构进行合作,共话科学技术未来的更多可能。如果您对胡宁研究员的相关研究感兴趣,欢迎留言联系我们,或登录胡宁研究员个人主页链接:https://person.zju.edu.cn/zjuhuning(复制链接到浏览器打开),相信会有更多创新火花碰撞!

2022-05-25

超分子新物质创制创新工坊开展“健康生活,快乐科研”团建活动

Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE为调节科研压力,营造健康、积极、快乐的科研氛围,浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心)超分子新物质创制创新工坊(简称超分子创新工坊)于2022年5月22日举办了“健康生活,快乐科研”主题团建活动,由执行院长黄飞鹤教授发起,姜凯睿老师负责组织,工坊PI老师、博士后、工程师及学生共计约40人参与。Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE本次团建活动在茅潭江生态渔庄开展,活动项目包括团建拓展游戏、休闲娱乐和篝火晚会等。在游戏环节,通过分队比赛,进行趣味游戏,使各小队成员开展头脑风暴、展示创意灵感,进行团队协作,增进了工坊各成员间的友谊与信任,加强了工坊凝聚力。此外,团建也进行了射箭、皮划艇、打牌、自助烧烤等活动,让所有成员释放青春活力,共享休闲时刻,自助烧烤,畅饮畅聊。在篝火晚会现场,黄飞鹤老师激情地演唱了《水手》,激励团队成员不怕艰险、奋勇前行的斗志。团队成员也各展身手,有的激情高歌,有的带领成员感受街舞。最后,黄飞鹤老师致辞感谢各成员的积极参与并鼓励大家该放松时放松,该工作时好好工作。Normal07.8 磅02falsefalsefalseEN-USZH-CNX-NONE此次团建活动不仅促进了工坊各成员间的交流,更增进了工坊的凝聚力,也使大家在科研之余好好放松,鼓励了工坊每位科研人“健康生活,快乐科研”。

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