勇于冒險 甘于艱苦 樂于和諧

? ? ? ?為響應學校號召，做好開學前準備工作。2月7日下午，生物醫學工程系系主任蔣興宇講席教授、副系主任吳長鋒教授，在系安全員鄧丹丹陪同下，對生物醫學工程系實驗室進行了全面檢查。 ? ? ? ?生物醫學工程系科研實驗室分布于工學院南樓一、五、六、七層及創園8棟3樓，共有課題組22個，實驗室約30間。蔣興宇講席教授和吳長鋒教授依次走訪了每個課題組實驗室，針對實驗室安全、衛生、消防安全等安全隱患進行了檢查和提醒，并對已經回校和寒假一直在校工作學習的師生進行了親切問候。 ? ? ? ?由于仍在寒假期間，實驗室工作人員較少，蔣老師特意指出：實驗室中通電儀器能關機的盡量關機，以防有安全隱患；對于一些短時用不上的加熱設備，要求相應科研人員關閉用電；部分實驗室因假期工作時間短，安全日志填寫欠及時，這些常規性的工作應注意及時完成；針對化學品安全方面，對于管制類化學品柜加了雙鎖的實驗室，其鑰匙需進行專門保管。 除此之外，在此次檢查中，還發現有部分老師辦公室玻璃破裂，報修之后還未及時更換的情況。考慮到碎玻璃可能有高空墜落砸人的風險，應再次督促物業進行更換玻璃前的安全預處理。 ? ? ? ?經過本輪實驗室安全檢查，我系做到了對各實驗室安全情況心中有數，并為即將到來的開學開工做好了前期安全準備。   采寫：鄧丹丹

? ? ? 2021年12月27日至31日，第二十&二十一屆國際機器人與仿生學大會（The 20-21th International Conference on Robotics and Biomimetics，IEEE-ROBIO 2021）在中國海南三亞舉行。來自美國德克薩斯州立大學、德國慕尼黑工業大學、日本千葉工業大學、日本大阪大學、意大利技術研究院、清華大學、香港大學、上海交通大學、南方科技大學、南開大學、東北大學、中科院沈陽自動化研究所等20多個國家的知名高校與企業專家學者共計近三百代表參加了本次線上和線下會議。 ? ? ? 我校生物醫學工程系張明明助理教授團隊博士后苗青的一篇論文被IEEE-ROBIO 2021接收，張明明助理教授受邀現場參加了本次國際會議并進行了宣讀。該論文的主題為“Improving Human-Robot Interaction Safety through Compliant Motion Constraints in Bilateral Upper Limb Rehabilitation”。經過國內外專家認真、公平、公正地評選，該文在數百篇學術文章中脫穎而出，榮獲本次大會的T.J. Tran最佳機器人論文提名獎。 ? ? ? 據悉，IEEE-ROBIO國際會議是機器人領域內的頂級學術會議之一，每年舉辦一屆，至今已成功舉辦了二十一屆。自2004年在中國沈陽開始，先后在中國臺灣普吉島、泰國曼谷、印度尼西亞巴厘島、馬來西亞吉隆坡等城市舉行。本次參會，張明明助理教授作為通訊作者，在匯報環節與參會人員進行了熱烈的討論與深入的交流，得到眾多與會專家學者的關注與贊許，充分展現了團隊研究成果在機器人領域的學術影響力。

? ? ? ?為推進機器人人機共融領域發展、聚焦機器人交互關鍵技術及醫工應用，由南方科技大學生物醫學工程系腦—機器人康復技術實驗室主辦的“2022年南方科技大學機器人交互技術及醫工應用高端系列論壇”于2022年1月11日-13日圓滿召開。 ? ? ? ?加拿大工程院院士孟慶虎、中科院深圳先進技術研究院集成技術研究所副所長吳新宇、南方科技大學機械與能源工程系系主任融亦鳴、生物醫學工程系系主任蔣興宇，以及來自國內機器人領域專家學者參加活動。會議采用線上線下相結合的方式舉行。 ? ? ? ?本次論壇由中國科學院院士段廣仁等知名專家進行戰略指導，孟慶虎院士、吳新宇教授、融亦鳴講席教授、蔣興宇講席教授擔任共同榮譽主席，南方科技大學腦—機器人康復技術實驗室主任張明明助理教授擔任論壇執行主席。 會議共邀請了16位機器人交互技術及醫工應用領域的著名專家做主題演講，旨在搭建一個未來人機交互發展的交流平臺，線上總參會人數達800余人次。 系列論壇 I ? ? ? ?1月11日為本次論壇的第一場系列論壇。會議開始，由論壇兩位榮譽主席孟慶虎院士及蔣興宇講席教授致開幕詞，對此次論壇進行了肯定，并預祝活動圓滿舉行。 論壇執行主席張明明助理教授對與會專家學者、老師和同學表示歡迎，并就南方科技大學腦—機器人康復技術實驗室的科研工作進行了全面匯報。希望通過本次論壇，能夠促進機器人交互技術及醫工應用領域等方面的交流與進步。 ? ? ? ?隨后，各嘉賓進行主題報告。系列論壇I由南方科技大學張明明教授和中國科學院深圳先進技術研究員徐天添教授聯合主持。 程龍教授、徐昕教授、付俊教授分別就手康復機器人設計、人機協同駕駛、確定性動態優化與非線性控制主題開展報告。劉華平教授、趙新教授、王賀升教授就分別就機器人多模態主動感知、機器人化克隆技術、機器人定位導航主題進行了學術報告。 系列論壇 II ? ? ? ?1月12日為第二場系列論壇。論壇榮譽主席、中國科學院深圳先進技術研究院研究員、國家杰青吳新宇教授致開幕詞。 ? ? ? ?系列論壇II由張明明助理教授和付成龍教授聯合主持。 劉連慶教授、陳謀教授、裴海龍教授分別就人機共融、無人機決策、涵道風扇無人機系統主題開展報告。蘭旭光教授、熊蓉教授就分別就機器人自主作業與協作、人機知識傳遞主題進行了學術報告。 系列論壇 III ? ? ? ?1月13日為第三場系列論壇。張明明助理教授致謝。他向各位專家的到來和指導、向與會的各位嘉賓表示感謝。 ? ? ? ?系列論壇III由張明明助理教授和宋嶸教授聯合主持。李貽斌教授、王龍教授、韓建達教授、方勇純教授、劉洪海教授分別就腿臂協作機器人 、智能決策、腦功能疾病智能診斷、仿生蛇形機器人、多模態人機交互等主題進行了學術報告。   ? ? ? ?本次論壇促進了機器人人機共融領域最新研究成果的交流，增強了相關學科領域的交叉與融合，吸引了眾多具有不同學科背景和研究專長的學者與會研討。 在為期三天的論壇中，會議共聽取了16個主題報告，演講專家和與會嘉賓展開了開放性、針對性的學術探討。進一步深化了機器人交互關鍵技術及醫工應用領域的交流與合作。     采寫：林維聰 編輯：肖然

? ? ? ?2022年1月16日，生物醫學工程系劉泉影課題組年終活動——The Best Paper in 2021學術沙龍在我校會議中心舉行（線上線下同時進行）。會議邀請了北京大學的鮑平磊老師、中科院先進院的鮑進老師、澳門大學的伍海燕老師、騰訊AI lab的卞亞濤老師作為點評嘉賓參加，并與同學們交流研究成果。 劉泉影老師致辭 ? ? ? ?劉泉影老師對與會嘉賓的到來表示歡迎和感謝。并對參加The Best Paper的同學提出要求，希望同學們通過10分鐘的演講，能重點突出論文主旨、總體框架以及創新性。鼓勵同學們在此次活動中，積極分享自己的所學所想。 現場提問和點評 ? ? ? ?會議分為上午/下午兩場進行，來自劉泉影課題的博士后、科研助理以及研究生共21人參加報告，學術報告思維清晰、條理明了，充分展示了南科大人的高水平科研能力以及超強的學術報告水平。 口頭匯報環節 ? ? ? ?點評嘉賓充分肯定了本次活動的意義和必要性，并就每一位同學的Paper都提出了具體意見和建議。學生們也都紛紛表示受益匪淺，通過激烈的角逐，最終評選出技術流和科學流最佳品味獎，并現場頒發了榮譽證書和獎金以資鼓勵。 獲獎學生合影 劉泉影課題組合影 ? ? 采寫：劉雯

功能強大的金納米材料 大量的研究已經表明金納米顆粒可以有效降低皮膚、肺、腸道的感染風險。在多種表面配體的幫助下，金納米材料表現出了高效抗菌活性和優異的生物相容性。尤其是金納米簇這一金納米材料，不僅抗菌性能優秀，還具有熒光特性，是一種能力強大的材料。   細菌纖維素敷料 在另一方面，細菌纖維素（BC）具有高機械強度高、透光性、超軟度、水吸收性能強等特點，其多孔結構也與組織的細胞基質類似，非常適合作為敷料以加速皮膚的再生。更重要的是，高度透光的細菌纖維素薄膜能夠更加方便觀察敷料下傷口在愈合過程中的形貌變化。   給敷料“上個鬧鐘” 因此，通過金納米簇和細菌纖維素的特點，南方科技大學微流控-生物材料實驗室設計了一種智能敷料，可在治療過程中自我檢測剩余納米藥物的濃度。研究將氨基苯硼酸（ABA）修飾的金納米簇（A-GNCs）裝載到細菌纖維素薄膜上形成抗菌傷口敷料，該敷料在治療多藥耐藥性細菌感染傷口時可通過原位比色法實時顯示剩余A-GNCs納米藥物的剩余量。A-GNCs可在紫外激發下發射明亮桔色熒光，而與此同時細菌纖維素薄膜在傷口處濕潤狀態下呈現透明的性質，因此BC- A-GNCs納米復合材料會隨著A-GNCs的釋放顯示桔色熒光強度逐漸降低的現象，從而為患者提供更換敷料的合適時間點。 相關工作以“Fluorescent and Antibacterial Aminobenzeneboronic Acid (ABA)-Modified Gold Nanoclusters for Self-Monitoring Residual Dosage and Smart Wound Care”為題發表在ACS Nano。   文章要點 一、A-GNCs的表征 對A-GNCs的表征顯示，其具有2納米左右的平均直徑且晶格結構清晰，在溶液中呈現亮黃色，而在365納米激發下發射高強度的桔色熒光（圖1）。A-GNCs具有優異的抗菌性能，SEM顯示A-GNCs能夠破壞細菌細胞壁造成融合，從而發揮強效的抗菌作用。 圖1 A-GNCs的基本表征 二、BC-A-GNCs納米復合薄膜 細菌纖維素具有良好的機械強度和巨大的比表面積，非常適合裝載A-GNCs形成敷料。實驗發現，當A-GNCs溶液濃度為32 μg/mL時，幾乎所有的A-GNCs都吸附在細菌纖維素薄膜上，驗證了細菌纖維素的高裝載容量。 隨著溶液濃度進一步增加，研究發現128 μg/mL的 A-GNCs溶液能夠導致最大化的裝載能力，因此作者選擇在這個濃度制備BC-A-GNCs納米復合材料（BGN）。對A-GNCs 在BGN里的釋放行為進行研究發現，由于部分A-GNCs存在于表面，突釋行為發生在最初的3天，而在5天后，A-GNCs的累計釋放量可達88%，展現了緩慢持續的釋放行為。經過7天的時間，剩余的A-GNCs濃度大概在12 μg/mL（而抗菌的最小抑制濃度MIC為8.75 μg/mL），表明BGN即將失去治療能力并且應當在該段時間內被更換（圖2）。 圖2 裝載A-GNCs的細菌纖維素支架示意圖   三、BC-A-GNCs納米復合薄膜的抗菌性能 隨后，作者研究了BGN的抗菌性能和生物相容性。研究發現，裝載了A-GNCs的BGN薄膜能夠抑制革蘭氏陰性菌及其相應耐藥菌株的增殖。在與革蘭氏陰性菌及其相應耐藥菌株接觸24小時后，BGN展現出了非常明顯的生長抑制區域。對細菌纖維素和BGN的血液生物相容性進行溶血分析可知，4小時的孵育不會對大鼠紅細胞產生任何溶血作用，證明BGN作為敷料可進行血液接觸應用。此外，將正常細胞放到BGN敷料上進行細胞活性檢測也進一步證實了BGN具有高度的生物安全性。   四、抗耐藥菌評估 最后，研究評價了BGN在革蘭氏陰性菌感染傷口模型中的治療作用。綠膿桿菌是慢性感染傷口中最常見的細菌，在治療14天后，研究發現綠膿桿菌感染傷口的愈合面積比例達到了91 ± 3.1%，而耐藥性綠膿桿菌感染傷口的愈合面積比例也達到了96 ± 2.5%，說明A-GNCs摻雜的細菌纖維素薄膜能夠加速感染傷口的愈合。 由于薄膜的透光性，作者可以在日光下直接觀察傷口愈合過程并定量分析剩余的A-GNCs濃度。隨著時間的推移，BGN可逐漸釋放A-GNCs，相應地敷料顏色變得更加暗淡，在第七天時，BGN就基本無法觀察了，這表明也BGN失去了治療能力并且應當被替換（圖6）。此外，對敷料下肉芽組織生長進行觀測也能夠非常準確的評價傷口愈合行為。而死的或未活化組織不僅能夠阻止傷口愈合過程，也會增加感染的風險。因此，通過BGN觀測傷口愈合可避免敷料的頻繁、不必要更換，從而減低二次傷害風險。 圖3 傷口愈合評價 ? 結論 ? ? ? ?為了可視化監測納米藥物傷口敷料，作者發展了一種新型策略，通過將納米藥物的熒光性能和支架材料的透光性相結合，可原位顯示敷料中剩余藥物量。在這一策略中，作者使用氨基苯硼酸改性的金納米簇作為具有強效抗菌性能的熒光納米藥物，同時選擇細菌纖維素薄膜作為透明支架材料。在傷口愈合過程中，A-GNCs的熒光強度隨著釋放行為的進行而逐漸降低，利用此現象可在納米藥物濃度低于最低抑菌濃度時及時更換敷料。因此，敷料狀態的實時監測只需簡單使用紫外光源就可以實現，而容易造成傷口破壞的敷料反復更換則可以被有效避免。 ? ? ? ?文獻鏈接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c06139

? ? ? ?近日，南方科技大學微流控-納米醫學課題組與中國醫學科學院醫學生物學研究所報道了一種二維納米片作為免疫調節劑來提高HIV疫苗效力。研究成果以“Two dimensional nanosheets as immunoregulator improve HIV vaccine efficacy”為標題發表于《化學科學》（ Chemical Science, 2022; ）。 ? ? ? ?二維材料因其形態多樣性、結構有孔隙在藥物裝載和遞送方面顯示出巨大的潛力，但因在引入免疫調節模塊具有挑戰，較難合成具有免疫調節功能的平面材料，目前還未實現將二維材料開發成免疫調節劑。以稀土元素為主的復合物已經顯示出其獨特的巨噬細胞調節作用，調節體內免疫應答。多種稀土元素(如鉺(Er)，鏑(Dy)，鑭(La)和釹(Nd))對免疫效應細胞行為和功能具有免疫調節作用，可以調節免疫細胞的功能，而La和Nd會導致細胞膜通透性破壞細胞結構，過度誘導炎癥小體激活，破壞Ca2+內流平衡，導致細胞死亡，相比而言，Er和 Dy在體內表現出更好的生物安全性。 ? ? ? ?在本研究中，研究人員設計并合成了一種新型的具有良好水溶性的2D鉺-鏑納米片（2D NSs）（圖1）。這種納米片作為免疫調節劑可以靶向淋巴結，激活巨噬細胞，顯著增強HIV疫苗在小鼠體內的體液免疫應答和細胞免疫應答反應（圖2）。轉錄組學結果分析進一步揭示了6個關鍵分子(Msr1, Ccr2, Serpinb9, Klrk1, Klrd1, Klrc1)與體內2D NSs介導的免疫調節密切相關（圖3）。這些結果為這種新的免疫調節劑的機制提供了新的見解也更好地指導我們優化設計其他具有免疫調節作用的2D材料。本研究工作是目前第一次實現了免疫調節2D NSs的設計及概念驗證，2D NSs在改善疫苗及免疫治療方面也顯示出巨大的潛力。本文將2D NSs免疫調節劑概念實現，極大地拓寬了傳染病疫苗接種、腫瘤免疫治療等以免疫為基礎的預防和治療的選擇范圍。 圖1?2D NS合成及表征 圖2 2D NSs在調節HIV DNA疫苗免疫應答中的作用 圖3 單獨使用HIV疫苗或HIV疫苗+2D NSs處理小鼠的轉錄組分析   ???????該工作得到了國家自然科學基金，國家重點研發計劃，中國科學院，騰訊基金XPLORER獎，云南省衛生健康委醫學領軍人才計劃，云南省中青年學術技術帶頭人計劃，云南省基礎研究計劃等項目的支持。

? ? ? ?2021年12月18日，為加強師生交流，展示學生風采，促進合作創新，由南方科技大學生物醫學工程系黨總支主辦的獻禮建黨100周年“書記項目”——第二屆BME Research Day(學術交流日）活動，在工學院南樓813報告廳順利召開。工學院黨委副書記彭中華、生醫工系系主任蔣興宇及多位系內教師出席活動，與同學們交流探討科研成果。   蔣興宇主任致辭 ? ? ? ?活動伊始，蔣興宇講席教授致開場詞并介紹了活動舉辦的初衷及交流議程，鼓勵同學們在此次活動中，積極分享自己的所學所想。 彭中華副書記致辭 ? ? ? ?彭中華副書記作交流會致辭，稱此次活動的舉辦是進一步強化基層黨建工作責任意識、推進“一支部一特色”基層黨建品牌建設的重要舉措，希望大家珍惜這次學習機會,積極參與分享和討論，做到學以致用。 口頭匯報環節 壁報展示環節 ? ? ? ?隨后，口頭匯報環節正式開始，來自生醫工系各個課題組的17位研究生以及6位本科生們講述了自己的科研成果，并積極回答在場師生的提問。選手們的學術報告思維清晰、條理明了，充分展示了我系學生的高水平科研能力以及超強的學術報告水平。壁報展示環節穿插其中，18位參展學生在介紹海報作品的同時，并就科研成果與在場師生展開討論。 獲獎學生合影 ? ? ? ?經激烈角逐，并由我系全體教授共同評議，最終決出本科生組最佳口頭匯報1名：王一珂、最佳壁報展示1名：吳雨桐，研究生組最佳口頭匯報2名：劉潔、李迓曦、最佳壁報展示2名：王美娟、查夢蕾。 合影 ? ? ? ?BME Research Day每年定期舉辦，是我系學生培養的重要環節，也是提升我系學術氛圍的重要組成部分，是我系特色傳統活動之一。今后，我系將繼續致力于搭建常態化學術交流平臺，助力形成良好學術氛圍，進一步實現學科特色發展和人才高質量培養目標。     供稿：生物醫學工程系 采寫：肖然

? ? ? ?2021年11月30日下午，東北大學校長馮夏庭院士一行來校調研交流。南方科技大學校長薛其坤院士、副校長兼教務長張東曉院士、黨委常委、秘書長、黨政辦公室主任陳思奇老師，工學院院長徐政和院士、研究生院院長、黨委研究生工作部部長汪宏講席教授，黨政辦公室副主任劉立、國內合作與重大項目辦公室高山等出席活動，生物醫學工程系部分教研序列教師代表參加會議，南方科技大學副校長兼教務長張東曉主持會議。 會議現場 ? ? ? ?薛其坤校長首先代表學校對各位專家的到來表示熱烈歡迎和衷心感謝，并介紹了學校和工學院生物醫學工程系整體情況，希望以生物醫學工程領域為發展合作契機，兩校可以在科學研究、人才培養等方面加強合作，面向世界科技前沿和國家重大戰略需求，共同打造青年人才培養高地，為實現我國高水平科技自立自強做出新的更大貢獻。 薛其坤校長致辭 ? ? ? ?馮夏庭校長高度贊賞南科大十年發展成果，并介紹了東北大學的基本情況。他表示東北大學和南科大是互補型的學校，希望在辦學條件、師資力量、教學建設、人才培養及科研創新等各方面優勢互補，在生命科學前沿和醫工交叉融合領域努力形成新增長點，積極推動生物醫學工程學科的轉型升級、內涵提升和可持續發展。 東北大學馮夏庭校長致辭 ? ? ? ?隨后，南科大生物醫學工程系系主任蔣興宇針對全系具體情況進行專題匯報，生醫工系將繼續完善新工科教育體系、推進一流專業和一流課程建設，并進一步結合地域特色和行業背景，在科研上注重凝練突出自身特色優勢，與國家發展同向同行，做高質量、高水平的研究。在學科建設、科學研究、人才培養等方面與東北大學醫學與生物信息工程學院展開深入合作。 生物醫學工程系系主任蔣興宇作介紹 ? ? ? ?東北大學醫學與生物信息工程學院趙越從學校發展歷史、師資隊伍與資源、科研創新、人才培養質量等多角度對學科現狀和發展規劃進行了全面探析。并表示東北大學醫學與生物信息工程學院與南科大工學院生物醫學工程系在生物傳感分析技術領域始終保持良好的合作關系，雙方正在合作開發的體外神經系統等項目，將有望應用于一體化可穿戴設備、人機交互、健康監測等領域，最終為人類的生命健康造福。 醫學與生物信息工程學院執行院長趙越作介紹 ? ? ? ?最后，東北大學校長馮夏庭與南科大薛其坤校長簽署了兩校生物醫學工程領域戰略合作協議，兩校將在此基礎上展開深度合作，共同發展奠定更加堅實的基礎，實現雙贏。 簽署合作協議 ? ? ? ?馮夏庭一行還參觀了我校辦學成果展廳、冷凍電鏡中心、生物醫學工程系實驗室等，詳細了解學校辦學情況。 參觀蔣興宇講席教授實驗室 ? ? ? ?東北大學研究生院常務副院長王興偉、科學技術研究院院長王強、沈陽新華通大科技有限公司董事長賈輝、對外聯絡與合作處處長李鶴、東北大學佛山研究生院院長徐新陽、醫學與生物信息工程學院執行院長趙越、醫學與生物信息工程學院黨委副書記王帥、醫學與生物信息工程學院副院長馬賀、醫學與生物信息工程學院院長助理王之瓊、醫學與生物信息工程學院信息系主任崔笑宇及相關部門負責人參加活動。 合影       采寫：史彥祺 攝影：張曉燕

? ? ? ?2021年11月26日，南方科技大學生物醫學工程系金大勇講席教授當選澳大利亞工程院院士，這是繼今年7月榮獲澳大利亞桂冠教授后的又一殊榮。 ? ? ? ?作為多學科交叉的頂尖科學家代表，金大勇講席教授還曾先后于2015年榮獲澳大利亞科研最高獎尤里卡獎交叉學科創新獎，2016年當選澳大利亞百名科技創新領軍人物，2017年榮獲澳大利亞科學院工程科學獎以及同年榮獲澳大利亞總理獎—年度物理學家獎。 金大勇講席教授 ? ? ? ?金大勇講席教授1979年出生于中國遼寧，今年42歲。他2002年本科畢業于遼寧師范大學物理系，2003年從中科院上海光機所出國求學深造，師從時任澳大利亞麥考瑞大學科研副校長Jim?Piper教授,?于2007年獲得博士學位。2012年到2015年在他的母校麥考瑞大學從講師先后晉升到高級講師、副教授和教授，2015年任悉尼科技大學生物醫學材料及儀器研究所所長、澳大利亞國家可集成生物醫療儀器與技術轉化基地所長，2017年任悉尼科技大學杰出教授，2019年任南方科技大學生物醫學工程系講席教授。 ? ? ? ?金大勇講席教授研究專業領域涵蓋了生物光子學、生物醫療診斷、精密光學儀器、生物光子傳感器、納米技術、稀土熒光探針、類器官生物芯片、微納機器人及相關生物醫學儀器自動化等。共發表了二百余篇高水平學術文章，包括三十余篇原創性工作發表在《Nature》及子刊中；同時還有十余項國際發明專利。 ? ? ? ?多年來，金大勇講席教授在交叉學科的路上勇于探索，帶領團隊取得了一系列全球領先科研成果，包括創新開拓的國際領先的單分子數字生物成像技術，即利用稀土探針、量子點、微納激光、納米晶體“超點”等技術研發的時間分辨和超分辨顯微成像系統，多項技術參數領先。這一系列技術的開發和科學方法學的探索不僅適用于早期流行病檢測、傳染病快檢、高通量藥物篩選、細胞方法學、蛋白組學與免疫組學最終達到精準醫療，而且對農業育種、食品檢測、環境科學等領域都起到重要的技術推動作用。 ? ? ? ?在新材料學科，他解決了多功能納米探針材料的可控、可重復和高效率合成的技術難題，為新型材料制備提供了新的發展空間和思路；在開發納米探測器和納米尺度表征儀器的基礎上，他發現了克服“濃度猝滅”的新方法，從而在單顆粒納米級別上實現了高濃度稀土摻雜將紅外光轉換為高亮度的可見光，并實現了時間編碼、納米測力和溫度傳感，以及超靈敏超分辨成像等技術；在這次新冠疫情的防御上，他的團隊成功研發并成功向西澳珀斯的Alcolizer轉化了一項可用于唾液檢測并在十分鐘內出結果的全新試劑、儀器和方法。 ? ? ? ?金大勇講席教授站在全球科技前沿，不斷攻克一個又一個關鍵技術，接下來將在量子生物學領域進行開創性研究，將活細胞成像拓展至亞細胞器互作和單分子水平，從而獲得生物組織和細胞蛋白組學信息和磷脂分子分布圖像，打造三維“生物細胞街景圖”，完成過程可視化；從實現定性分析轉向單分子數字定量分析，從結構成像轉向功能成像，獲得細胞器互作的真實景象，以解碼生命的復雜性與疾病產生的原因。可廣泛應用于疾病早期診斷、生物靶向醫療、靶向新藥研發、防偽數據存儲和納米光學等領域。他和他的團隊將引領世界量子生物領域的創新發展。 ? ? ? ?南科大生醫工系高度重視人才隊伍建設，初步建成了一支國際化高水平的教師隊伍。截至目前，系核心教師共計40名，其中3名講席教授，2名教授。多名教師獲得“國家杰出青年基金”、“國家自然科學優秀青年基金”等項目和獎勵。教學科研系列教師100%具有海外工作經驗，100%具有在世界排名前100名大學工作或學習的經歷，半數教師獲國家級人才稱號。 ? ? ? ?再次祝賀我系金大勇講席教授！

? ? ? ?近日，南方科技大學微流控-生物材料實驗室于Cell Press旗下期刊Matter上發表的論文“Electronic Blood Vessel”獲評物質科學領域“細胞出版社2020中國年度論文”。該研究通過使用聚（L-丙交酯-co-ε-己內酯）（PLC）來封裝液態金屬以制造柔性和可生物降解的電路，從而開發了一種電子血管。 ? ? ? ?這種電子血管可以將柔性電子與三層血管細胞集成在一起，以模仿和超越自然血管。該電子血管通過電刺激可以有效促進內皮傷口愈合模型中的細胞增殖和遷移，并可以通過電穿孔將基因可控地遞送到血管的特定部位。通過兔頸動脈置換模型的3個月體內研究，作者評估了電子血管在血管系統中的功效和生物安全性，并通過超聲成像和動脈造影證實了其通暢性。該研究為將柔性、可降解生物電子學整合到血管系統中鋪平了道路，該系統可以用作進一步治療的平臺，例如基因療法、電刺激和電子控制的藥物釋放。將來，該電子血管可以與其他電子組件和設備集成在一起，以實現診斷和治療功能，并通過在血管組織-機器界面中建立連接，從而極大地增強其醫學功能。 ? ? ? ?據悉，Cell Press 細胞出版社是國際知名的全學科學術出版機構。自2015年起，細胞出版社每年都會梳理發表在旗下期刊上的中國論文，對于中國科學家在生命科學、物質科學、交叉科學等全科學領域的科研成果進行系統的介紹。2020年，發表在Cell Press旗下期刊上的中國論文共758篇。經Cell Press編輯提名、第三方專家委員會的獨立評審，并綜合論文下載量、引用量和領域內突破性等權衡標準，在入選論文中評選出生命科學領域、物質科學領域及交叉科學領域“細胞出版社2020中國年度論文”共30篇（每個領域10篇）。   ? ? ? ?論文鏈接： ? ? ? ?https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520304938

? ? ? ?為進一步增強我系師生的消防安全意識，提高自救防范能力，做到在發生火警火災時，能臨危不亂，有序、迅速地按照消防逃生路線安全疏散，2021年11月4日，生物醫學工程系在工學院南樓開展了消防應急預演。工學院黨委副書記彭中華、生物醫學工程系系主任蔣興宇以及生物醫學工程系全體安全員出席活動。 活動現場 ? ? ? ?活動開始，工學院安全員譚志偉老師介紹了本次消防演練的必要性，號召大家對安全問題引起重視。來自安全、健康與環境辦公室的程慶偉老師針對疏散路線、安全員的職責及注意事項作了明確清晰的部署安排。隨后，彭中華副書記作講話，他強調“安全第一，安全無小事”，并預祝此次預演圓滿成功。 彭中華副書記作講話 ? ? ? ?會上，系主任蔣興宇老師對工學院舉辦此次活動表示感謝，要求各課題組前來參會的安全員務必重視各類安全培訓，會議期間做好記錄，將會議細節傳達給各實驗室成員。此外，蔣老師還結合自己在美國親歷實驗室火災的事例和大家再次強調了消防演練的重要性。他表示，自己將不定時到各個實驗室巡查，如發現任何安全隱患，會及時指出，要求整改，希望大家引起重視。 蔣興宇講席教授作講話 ? ? ? ?隨后，安全員們針對具體的演練流程與在場老師進行交流。在模擬警鈴響起后，大家選擇了就近的安全樓梯預演了消防疏散。 疏散演練 疏散演練 ? ? ? ?會后，為了繼續加強安全員的防御災害事故的能力，學校安保老師為在場人員介紹了消防栓及滅火器的使用知識，強調了使用過程中的注意點，并正確示范了使用操作。 消防栓及滅火器使用介紹     生物醫學工程系安全管理委員會

? ? ? ?1928年，人類歷史上第一種真正意義上的抗生素——青霉素由英國細菌學家Alexander Fleming發現，自此改變了人類與病原菌間的斗爭。隨后幾大類天然抗生素的發現，開啟了人們抵御常見病原菌感染的新時代。然而，自從20世紀40年代第一支青霉素投入臨床，對其耐藥的細菌就層出不窮。抗生素的廣泛使用，對各種細菌產生了極高的選擇壓力。 ? ? ? ?通過質粒上抗生素抗性基因在種內和種間的橫向傳播，細菌可以自然地獲得和積累耐藥基因。 尤其是醫院和畜牧業廣泛使用抗生素，大大加速了細菌耐藥性的發展，給世界經濟造成了巨大的負擔。為了克服細菌耐藥性問題，人們增加了天然抗生素篩選的規模和深度。然而，隨著新型天然抗生素的發現越來越難，人們只能被迫轉向其他方法，例如對現有的抗生素結構進行修飾或半合成；微生物發酵篩選；使用新出現的基因組學方法以及高通量篩選來獲得目標產品。盡管這些努力對人類與耐藥菌的對抗做出了很大貢獻，但巨大的人力和資金投入與產出并不成正比。由于投入產出比極不平衡，不少藥企在新抗生素的研發上已經停止投入過多精力，這也導致了抗生素產品線的逐漸枯竭。與此同時，耐藥菌株增多的趨勢依然勢不可擋。 ? ? ? ?通常，如果一種細菌攜帶多種抗生素的耐藥基因，我們就稱其為多藥耐藥菌（Multidrug-resistant bacteria），或“超級細菌(Superbug)”。自1960年代以來，人們陸續發現了多種“超級細菌”。除了被稱為”ESKAPE”的六大常見多藥耐藥菌之外（E: 糞腸球菌，S:?金黃色葡萄球菌，K:肺炎克雷伯菌,A:鮑曼不動桿菌P:銅綠假單胞菌E:腸桿菌屬），諸如多藥耐藥的念珠菌屬（Candida），艱難梭菌（Clostridioides difficile），淋球菌（Neisseria gonorrhoeae），肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae），沙門氏菌屬（Salmonella），結核桿菌（Mycobacterium tuberculosis）等，也在逐漸造成越來越嚴重的威脅。據美國疾病控制和預防中心2019年估計，僅在美國，每年就有超過 280 萬例耐藥細菌感染，導致 35,000 多人死亡。在美國，社區相關的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA）感染每年會給社會帶來1.4-13.8億美元的負擔，而且這一數額還在不斷增加。 ? ? ? ?與此同時，隨著人們對于耐藥菌認識的不斷加深，一些條件致病的多藥耐藥菌所受的關注也在增加，例如耐甲氧西林表皮葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis，MRSE）。由于其廣泛分布于人體皮膚表面，曾一度被認為是一種普通的共生菌。相較于分泌細菌外毒素較強的MRSA來說，其毒力較弱，難以引起正常人的系統性感染。然而，正是由于MRSE 的廣泛分布，使得其增加了對人體的感染機會。另外形成生物膜（由細菌分泌的生物大分子及活細菌構成的厚毯狀細菌群體，內含蛋白質、多糖、DNA等）的能力也使得MRSE能夠定植于導管表面，從而造成反復且難以處理的院內感染，尤其是在免疫功能低下的患者中。在 2015-2017 年的一項調查中，MRSE被歸類為成人血流感染以及成人手術部位感染病原體中的頭號細菌。 ? ? ? ?此外，由于MRSE可以頻繁地交換和積累耐藥基因而不會引起身體癥狀，它也作為潛在的耐藥基因庫來促進種內和種間的耐藥轉化，從而促使更多多藥耐藥菌株的產生。在過去的20 年中，新抗生素的開發停滯不前，而多藥耐藥細菌層出不窮。人們迫切需要尋求新的方法來擴大針對 MRSE、MRSA 和其他多藥耐藥細菌的一線藥物，尋找包括抗多藥耐藥菌株在內的廣譜藥物和難以誘導耐藥性的藥物變得迫在眉睫。 ? ? ? ?在傳統抗生素工業的高通量篩選以及化學合成與修飾以外，納米抗菌材料，尤其是抗多藥耐藥菌的納米材料逐漸走入人們的視線。相較于傳統抗生素，納米抗菌材料的合成摒棄了大量繁瑣的合成與提純過程，僅需要對其進行簡單的修飾。其生物相容性也相對較好。另外相較于抗生素依賴特定靶點的問題，納米抗菌材料能夠多通路抗菌，使細菌不易對其產生耐藥性。以上這些都為治療耐藥細菌引起的感染性疾病提供了全新策略。抗耐藥菌納米材料一般可以簡單分為有機、無機和復合材料三大類別。有機抗耐藥菌納米材料的來源可以是天然動植物及其代謝產物，通過對其結構的化學修飾賦予其較好的抗耐藥菌效果；也可以來源于人工合成的高分子聚合物。 ? ? ? ?從蝦、蟹等水生節肢動物的外骨骼中提取并處理得到的殼聚糖（Chitosan），作為天然獲取的正電有機高分子材料，具有非常好的人體相容性和代謝性。它能夠與細菌表面負電荷吸引而破壞其膜結構，從而達到殺菌的目的。通過進一步在其側鏈引入一系列的抗菌基團（季銨基，胍基），修飾后的殼聚糖能夠擁有更強的抗耐藥菌效果。類似的修飾也被應用在棉纖維和紙漿纖維上。同樣是天然多糖，納米原纖化纖維素作為一類取材于天然植物纖維的納米材料，其比表面積大、生物相容性非常好。通過溫和的氧化處理，醛基化的納米原纖化纖維素作為傷口敷料，展現出對MRSA極好的殺傷效果。 ? ? ? ?人工合成的抗耐藥菌納米聚合物多種多樣，以超支化聚乙烯亞胺為例，這種帶正電的合成納米高分子能夠以細菌的細胞壁為目標，阻斷耐藥酶的作用，進而破壞MRSE耐藥性。與抗生素協同使用，超支化聚乙烯亞胺能夠敏化MRSE，進而增強已耐藥抗生素的殺傷效果。除了化學聚合而成的高分子抗耐藥菌納米材料，超分子自組裝納米材料，即通過一系列分子間作用力控制分子的聚集行為，使其在溶劑中組合成為納米網絡，在此過程中凝聚并抑制多藥耐藥細菌的增長，也是一種有效控制和殺滅耐藥菌的手段。 ? ? ? ?無機抗耐藥菌納米材料主要包括碳基、硅基和金屬基抗耐藥菌材料。其中各類金屬鈉米顆粒及金屬化合物顆粒組成了對抗多藥耐藥菌感染的有效力量。銀作為一種具有抗菌效果的金屬，以其為原料制成的器皿和餐具自古以來就一直被人們使用。制成銀納米顆粒后，由于比表面積增大，銀具有了更強大的抗菌效果，協同使用后，銀納米顆粒更是能夠成百上千倍的增強抗生素對多藥耐藥細菌的殺傷力。但是銀離子對于人體的毒性一直是一個不可回避的問題。通過簡便的方法將納米尺度的銀納米顆粒同介孔硅材料進行結合，能夠在維持其抗菌濃度的前提下有效降低其對于人體細胞的毒性。另外將其與金或其他金屬制成合金納米顆粒，也能夠有效地提高其人體相容性。 ? ? ? ?金納米顆粒在1857年被發現，相較于銀來說，金具有較高的化學惰性以及生物相容性，因此其抗菌應用也更加廣泛。我們發現將抗生素的合成中間體與金納米顆粒進行結合，能夠增強其對耐對應抗生素的大腸桿菌的殺傷作用。金納米顆粒的神奇不僅僅局限于此，將抗菌活性較弱的氨基嘧啶衍生物修飾在金納米顆粒表面后，其展現出對于多藥耐藥革蘭氏陰性菌（大腸桿菌和銅綠假單胞菌）的高效殺滅效果。這種修飾了氨基嘧啶衍生物的金納米顆粒通過改變細菌表面正常生理電位，抑制ATP合酶活性，降低ATP水平，使得細菌的代謝水平整體下降。另一方面抑制核糖體亞基與tRNA結合，破壞其翻譯過程。這種多靶點作用使得金納米顆粒在有效對抗多藥耐藥細菌的同時不容易引起耐藥性的過度積累。通過和其他非抗菌小分子共修飾，這種雙配體的金納米顆粒更是對多種耐藥革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌都展現出抗菌效果。除了氨基嘧啶類小分子，氨基糖苷類小分子也能夠在偶聯金納米顆粒后展現出對于耐藥菌的殺滅效果。將其制成涂層或者通過紡絲的方式織成傷口敷料后，都能夠有效防止多藥耐藥細菌的黏附和后續生物膜的形成。 ? ? ? ?除了對于其表面配體類型進行改變，對于金納米顆粒的表面配體密度進行調節能夠使得金納米顆粒的抗菌譜在陽性耐藥菌和陰性耐藥菌之間轉換，可以用于治療復雜的復合型耐藥菌感染。另外對于金納米顆粒的核心進行其他貴金屬的摻雜也能增強其抗菌活性。通過調控摻雜比例，金-鉑、金-銠、金-釕合金構成的合金納米顆粒均對于多重耐藥的革蘭氏陰性菌展現出較高的抗菌活性。金納米顆粒的粒徑在幾到數百納米不等，因此對于其尺寸的調控也展現出與其抗耐藥菌活性極高的相關性。通過減小金納米顆粒的尺寸到小于2納米的范圍，金納米顆粒的抗菌譜和抗菌活性相較于尺寸稍大的金納米顆粒都有了明顯的提高。 ? ? ? ?通常我們將直徑小于2納米的金納米顆粒稱為金納米簇。在對抗多藥耐藥細菌的方面，金納米簇因其高穩定性、制備簡單和穩定的熒光而被廣泛研究。通過在其表面修飾長鏈季銨配體，這些帶有橙紅色熒光的金納米簇能夠有效破壞MRSA的細胞膜結構，進而治療MRSA引起的傷口感染。將其修飾在牙套表面后，其出色的抗菌能力能夠有效治療耐藥鏈球菌引起的口腔炎癥。特別地，由于其獨特的光熱效應，修飾了DNA酶的金納米簇能夠有效的破壞生物膜，進而產生廣譜的抗耐藥菌效果。 ? ? ? ?雙配體修飾的金納米簇能夠有機結合兩種配體的優勢。通過優化配體比例，金納米簇可以通過多種抗菌作用有效殺死多藥耐藥的革蘭氏陽性菌，包括誘導細菌聚集、破壞細菌膜完整性和電位以及產生活性氧。此外，將優化后金納米簇與一線抗生素相結合可以顯著逆轉耐藥，從而大大提高一線抗生素的療效，增強體外和皮膚感染動物模型對多藥耐藥菌的抗菌活性。此外，這些金納米簇的近紅外熒光可被用于監測其生物分布和體內清除效率。 ? ? ? ?以二硫化鉬為代表的二維納米金屬化合物抗菌材料，能夠響應光線的照射進而釋放出活性氧。這些活性氧基團作為高效的氧化劑，能夠與重要的生物大分子，例如膜蛋白以及DNA結合并損壞其結構。因此，這些二硫化鉬納米片能夠廣譜性地殺滅多重耐藥的大腸桿菌和MRSA。 ? ? ? ?將有機和無機的抗耐藥菌納米材料進行結合后，其性能能夠得到很大的提升。例如將納米晶體纖維素作為底物，在其表面合成銀納米顆粒，不僅可以用于葡萄糖的比色檢測，其對于多種耐藥的革蘭氏陽性和陰性菌也表現出極高的抗菌作用。將氨基嘧啶衍生物負載的金納米顆粒同細菌纖維素相結合，得到的抗菌輔料不僅能保持金納米顆粒優良的抗耐藥菌效果，其物理化學性質，包括吸水能力、機械應變和生物相容性都得到了極大的提升。隨著抗生素危機的逐漸來臨，這些新興的抗耐藥菌納米材料為我們對抗日益增長的多藥耐藥細菌種類以及越來越普遍的耐藥細菌感染構筑了新的防線。我們設想這些抗多藥耐藥菌納米材料能夠在不遠的未來脫離實驗室進入到醫院、學校、工廠等生活的方方面面，為人類的健康助力。   拓展閱讀：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2021/sc/D1SC03056F     本文作者：龐澤陽 微流控-納米生物實驗室