| 2022-09-19 | (点此查看)

麦姆斯咨询集聚生物MEMS与传感器领域的顶尖科研学者与产业专家,举行了《第45期“见微知著”培训课程:生物MEMS与传感器及医学应用》,带领学员深入解读生物MEMS与传感器的设计原理、制造工艺、、医学应用以及产业化现状。


生物MEMS与传感器是指采用以MEMS为代表的微纳制造技术实现生物医学应用的传感器、执行器及微系统,其利用生物要素与物理化学检测要素组合在一起对被分析物进行操纵和检测,在实现药物高效率筛选和精准递送,以及健康监测、疾病诊断和治疗等医学领域具有巨大的应用潜力。近年来,受新冠疫情的影响,即时诊断(POCT)市场迎来了高速发展,对微流控技术的探索和应用呈现出欣欣向荣的局面。


为了把握生物时代脉搏,促进行业交流和产业发展,麦姆斯咨询集聚了生物MEMS与传感器领域的顶尖科研学者与产业专家,以线上直播的形式于2022年8月26日至28日举行了《第45期“见微知著”培训课程:生物MEMS与传感器及医学应用》,带领广大学员深入解读了多种生物MEMS与传感器的设计原理、制造工艺、医学应用以及产业化现状。


东南大学教授沙菁㛃:固态纳米孔及单分子检测

课程一:固态纳米孔及单分子检测

老师:东南大学 教授 沙菁㛃


纳米孔单分子检测技术,与传统电化学传感平台相比,成本低廉且对目标物检测具有较高的特异性、灵敏度和快速性,当前已被广泛应用于离子、小分子、核酸、蛋白质及细胞等的检测。在《固态纳米孔及单分子检测》课程中,东南大学教授沙菁㛃老师首先简要介绍了纳米孔技术,对比了生物纳米孔和固态纳米孔技术的优缺点,接着,沙老师基于自己的科学研究方向,详细阐述了固态纳米孔在设计与制造方面的关键原理和制造工艺,分享了其课题组利用石蜡包埋拉伸制备玻璃基固态纳米孔的创新方法,并对固态纳米孔在单分子检测和核酸检测方面的应用现状进行了深入阐述。最后,沙老师指出,固态纳米孔测序技术具有非常诱人的应用前景,但是目前仍需要克服制造技术方面的瓶颈,以最终实现高宽带、低噪声、高灵敏度的纳米孔测序功能。


中国科学院深圳先进技术研究院研究员吴天准:植入式脑机接口:神经调控和微纳技术

课程二:植入式脑机接口:神经调控和微纳技术

老师:中国科学院深圳先进技术研究院 研究员 吴天准


脑机接口作为人脑与外部电子设备之间进行通信的桥梁,一方面为深入了解大脑的结构和功能提供一种新的手段,另一方面为罹患运动残障、精神疾病、感知觉缺失等疾病的患者提供一种可能的治疗方案。植入式脑机接口,因其信号的时空分辨率高、信息量大、可实现复杂精细的运动控制等特点,近年来受到众多研究者的关注。中国科学院深圳先进技术研究院研究员吴天准老师长期从事半导体技术与生物医疗的交叉学科研究及产业化实践,在本节课程中,吴老师从脑机接口的发展历程入手,对典型神经电极的制备、材料的选择及修饰、临床前研究和产业化现状进行了详细的剖析。展望未来,吴老师表示,脑机接口的发展呈现出类似于集成电路的“亚摩尔定律”,未来将朝着更微型、更安全、更高效、更精准的方向发展。脑机接口的市场开发具有重要的国家战略意义和医学价值,然而,目前国产化脑机接口产品仍占据较低的市场份额,亟需更多的技术、资金和人才的投入。


苏州纳通生物纳米技术有限公司董事长徐百:微针及透皮给药

课程三:微针及透皮给药

老师:苏州纳通生物纳米技术有限公司 董事长 徐百


微针作为一种新型透皮给药方式,能够避免皮肤角质层的屏障作用,实现药物的高效透皮吸收,具有无痛、微创、高效、载药量精确可控、安全性高等优点。苏州纳通生物纳米技术有限公司董事长徐百一直以来致力于纳米晶片的研发和产业化,带领团队成功完成了纳米晶片“从0到1”的国内外市场开拓。在《微针及透皮给药》课程中,徐老师以自身的创业历程和经验出发,对微针的基本概念和特点、发展的驱动因素以及市场发展现状进行了生动的讲述,并分享了其公司在透皮微针方面的创新性工作——利用纳米技术工艺克服了单晶硅强度小、容易断裂和阻塞的缺点,成功制备了尺寸小、低损耗、高鲁棒性的纳米晶片,从而实现了给药通道的快速闭合和无痛给药。最后,徐老师指出,微针产业市场潜力巨大,但是其后续的良好发展还需要多方面技术和力量的协同推进。


北京大学教授李志宏:植入式生物传感器及应用

课程四:植入式生物传感器及应用

老师:北京大学 教授 李志宏


随着生物医学和电子信息等多学科的发展,植入式生物传感器在生物医疗领域中发挥着越来越重要的作用,并向着功能更多、性能更优、体积更小、生物相容性更好的方向发展。目前,已有大量植入式电子设备应用到临床治疗中,其中植入最多的设备有心脏起搏器、血糖测量仪、人工耳蜗等。在《植入式生物传感器及应用》课程中,北京大学李志宏教授首先介绍了植入式生物传感器的基本概念和原理,并结合实例对植入式传感器的不同类型和应用方向进行了整体的阐述。植入式传感器的制备需要满足多方面的性能要求,尤其是材料的生物兼容性、长期稳定性和可靠性,以及能源供给和信号传输问题,因此,李老师针对以上问题进行了着重的讲解,并展示了其课题组在国际范围内首创的基于柔性衬底的人造视网膜三维微针电极。当前,随着植入式神经假体的广泛应用,植入式生物传感器在医疗健康领域发挥着越来越不可替代的作用,从而也进一步带动生物MEMS市场的发展。


中国科学技术大学苏州高等研究院讲席教授潘挺睿:数字微流控芯片及应用

课程五:数字微流控芯片及应用

老师:中国科学技术大学苏州高等研究院 讲席教授 潘挺睿


传统的液体处理其自动化严重依赖大型设备,随着微流控技术的发展,小体积的自动化液体处理需求应运而生——数字微流控(DMF)是一种基于液滴的颠覆性技术,利用微升至纳升范围内的液滴精准操作来实现复杂的实验室分析。在此背景下,中国科学技术大学苏州高等研究院长江学者、讲席教授潘挺睿所在课题组创新性地提出了机器人-微流控接口的概念,设计了一种基于微流控结构的容器盖——μCD,能无缝对接自动化液体处理机器人,达到自动化纳升移液的目的。同时,采用微流控自适应打印,实现了液体的高精度按需体积分配。其开发的数字微流控技术在健康监测及个性化诊疗中具有良好的应用前景。


岳麓学者、博士生导师周剑:声表面波(SAW)生物传感器与微流控技术

课程六:声表面波(SAW)生物传感器与微流控技术

老师:岳麓学者、博士生导师 周剑


声表面波(SAW)生物传感器技术因具有实时、无标记、高精度及微量信息敏感的特点,在临床医学检测、生化分析等领域有着广阔的应用。周剑老师长期从事SAW传感器和微流控研究,在本节课程中,周老师首先介绍了SAW器件的基本概念,并详细解释了SAW生物传感器用于蛋白质、DNA等生物样品检测的原理。接着,周老师展示了自己实验室在柔性SAW、透明SAW和高频SAW传感器研究方面的工作,并对SAW传感器的制备和封装工艺进行了阐述。最后,结合国内外SAW传感器的研究现状,周老师指出尽管大部分SAW微流控技术都集中在研究领域,但基于SAW的微流控产业正在兴起。基于声流对细胞的无损操作以及有效控制,未来SAW微流控技术将在单细胞检测以及生物诊断中迸发出强大的生命力。


上海微技术工业研究院副总经理关一民:智能微流控及精准医疗

课程七:智能微流控及精准医疗

老师:上海微技术工业研究院 副总经理 关一民


传统微流控芯片的运行依赖于各种供液管路、检测模块等外接辅助设备,基于CMOS微电子控制技术及MEMS加工工艺制备的智能微流控芯片,实现了对液体的数字化、自动化、智能化操控。上海微技术工业研究院副总经理关一民一直以来致力于智能微流控芯片技术研发及产业化,在《智能微流控及精准医疗》课程中,关老师以经典的微流控产品“喷墨打印头”为例,介绍了微流控技术的产业化进程,并展示了上海微技术工业研究院自主开发的低成本高通量CMOS-MEMS热发泡喷墨打印芯片。接着,关老师以多重超高灵敏度微流控免疫检测、绝对定量液滴数字PCR、器官芯片技术以及单细胞操控平台为例阐述了智能微流控在药物筛选、精准给药、高效消毒技术以及精准医疗中的应用。最后,关老师指出,以智能微流控为技术依托的应用市场需求潜力巨大,目前,国内市场主要为国外品牌占据,应利用好当前经济发展、人口结构变化、技术革新及分级诊疗等利好政策,加快实现国产替代。


中国科学院微电子研究所副研究员赵阳:基于微流控的单细胞分析

课程八:基于微流控的单细胞分析

老师:中国科学院微电子研究所 副研究员 赵阳


由于细胞之间存在异质性,基于单细胞水平的代谢物分析可为复杂生物系统的研究提供更丰富的信息。微流控技术由于微结构尺度与细胞大小接近,目前已被广泛应用于单细胞分析。中国科学院微电子研究所副研究员赵阳老师,在《基于微流控的单细胞分析》的课程中,首先分享了微流控芯片的发展历史,对微流控技术推广的现状提出了一些思考,指出了微流控技术实现广泛普及和大规模应用尚需突破的一些关键问题。单细胞分析是微流控技术的绝佳应用领域方向,赵老师对如基于亲和反应捕获、基于物理参量被动富集、基于物理量主动捕获等不同的单细胞样品制备方法进行了详细的介绍,并重点分享了其课题组在单细胞力学、电学等物理特性分析方面的科研进展。最后,赵老师对基于微流控的单细胞分析技术在生物医学上的应用现状进行了阐述。


中国科学院微电子研究所研究员黄成军:场效应晶体管(FET)生物传感器

课程九:场效应晶体管(FET)生物传感器

老师:中国科学院微电子研究所 研究员 黄成军


场效应晶体管(FET)生物传感器通过半导体沟道及界面附近外界刺激产生的电信号变化以实现生物检测应用,具有灵敏度高、分析速度快、免标记、体积小等特点,广泛应用于DNA、蛋白质、细胞、病毒、离子等生物量检测。在《场效应晶体管生物传感器》课程中,中国科学院微电子研究所研究员黄成军老师介绍了芯片研究的价值和意义,随后聚焦于场效应晶体管传感器,并借助丰富的案例,重点对硅基和碳基场效应晶体管传感器的基本特点、设计原理、制造方法以及其在医学检测中的应用分别进行了系统的讲解。最后,黄老师指出,人体可集成柔性电子传感器是医疗的未来,随着更高集成度、更强性能、更小尺寸和功耗、可穿戴、可植入以及更好的生物相容性的实现,将推动医疗电子器件从生命健康感知到生命健康信息认知再到生命健康状态决策的角色发展。


北京航空航天大学教授常凌乾:单细胞可穿戴微纳生物芯片技术

课程十:单细胞可穿戴微纳生物芯片技术

老师:北京航空航天大学 教授 常凌乾


因具有便携、高集成度等优势,在智能终端普及的趋势推动下,可穿戴电子设备在医疗保健、健康管理和疾病诊断等领域发挥着越来越重要的作用。在《单细胞可穿戴微纳生物芯片技术》课程中,北京航空航天大学常凌乾教授结合第一代到第四代葡萄糖电化学传感器,对柔性可穿戴生物芯片在生化检测传感应用方面的工作原理进行了细致深入的剖析,并展示了课题组自主开发的高集成无创连续血糖检测手表的研究成果,引发了学员的极大兴趣和极高讨论参与度。接着,常老师对可穿戴生物芯片在单细胞检测和诊断、药物递送和治疗方面的应用进行了介绍。特别令人期待的是,常老师所参与创立的企业“载愈生物”目前已完成了首代透皮给药工程样机的制作,并有望于近年内实现上市。


中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员毛红菊:基于微流控的器官芯片及应用

课程十一:基于微流控的器官芯片及应用

老师:中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 毛红菊


作为一种能够模拟人体组织和器官结构及功能的器件,微流控器官芯片在实现低成本病理模型构建以及药物高通量筛选、安全性评估方面展现了巨大的应用前景,近年来得到了广泛的研究和发展。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员毛红菊老师基于多年的科研实践,从器官芯片的基本概念、原理及在药物筛选、疾病研究、个性化医疗等方面的应用入手,对基于微流控的器官芯片进行了整体的概述,并介绍了基于微流控的器官芯片的常用设计与制造方法,最后细致分享了其课题组在肝器官芯片、血脑屏障芯片、仿生骨芯片以及符合人体生理的多器官芯片方面的研究进展。


北京大学教授王玮:液体活检及肿瘤诊疗

课程十二:液体活检及肿瘤诊疗

老师:北京大学 教授 王玮


作为一种非介入性的检测方法,液体活检技术具有快速、简便、可重复的优势,其检测对象主要包括外周血中的循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞、外泌体等,在癌症的预防、诊断、预后中具有良好的应用前景。在《液体活检及肿瘤诊疗》课程中,北京大学教授王玮老师首先对生物MEMS的基本概念、制造工艺等进行了概述,回顾了液态活检的发展背景,介绍了基于微流控/微孔滤膜的CTC分离方法,展示了其课题组基于微孔滤膜的CTC分离方法在临床癌症诊断以及真菌检测方面的应用成果,并进一步拓展了基于ctDNA以及外泌体的液体活检技术。最后,王老师对各种液体活检技术的应用前景和优缺点进行了对比,并阐述了目前产业化的现状。


经过三天全面且深入的学习与交流,学员们收获了满满的知识和经验,本次《第45期“见微知著”培训课程:生物MEMS与传感器及医学应用》在众多学员们的依依不舍中落下帷幕。展望未来,麦姆斯咨询将持续为大家打造内容丰富、与时俱进的培训课程,为推进MEMS与传感器相关领域的前沿研究和产业发展贡献自己的力量,助力大家因思而变。



近期课程

第46期“见微知著”培训课程:声学MEMS与传感器

声学MEMS与传感器是指采用以MEMS为代表的微纳制造技术实现声学应用的传感器、执行器及微系统,例如MEMS麦克风、MEMS扬声器、压电式微机械超声换能器(PMUT)、电容式微机械超声换能器(CMUT)等。


相关新闻

把脉压电MEMS核心技术,助力我国自主创新与发展

为了紧跟压电MEMS与传感器发展趋势,满足相关领域从业人员的进修需求,麦姆斯咨询特邀请行业资深学者和专家,为大家详细解析压电MEMS与传感器的核心技术、典型应用与创新挑战。


微光学元件培训开启“新视野”,赋能3D传感和近眼显示应用

初冬天气暖,小似立春时,更是学习好时光!由麦姆斯咨询主办,上海传感信息科技有限公司和华强电子网协办的《第28期“见微知著”培训课程:微光学元件核心技术》,于2020年11月6日至11月8日在无锡圆满落幕!


“聚”专家学者与产业精英,“享”5G射频前端技术盛宴

麦姆斯咨询在无锡举办了《第30期“见微知著”培训课程:射频前端核心技术》,邀请了射频前端核心技术领域的知名专家和学者,以及产业界的资深从业人士,从5G时代所需的射频前端技术进行了深入剖析。


探寻VCSEL核“芯”技术,VCSEL核心技术培训圆满结业!

窗外微风徐徐至,迎来秋雨微微凉;相聚无锡享优课,努力学习共成长!由麦姆斯咨询主办,上海传感信息科技有限公司和华强电子网协办的《第25期“见微知著”培训课程:VCSEL核心技术》,于8月28日至30日在无锡圆满举办。


压电MEMS迎来黄金时代,培训课程精彩纷呈!

近年来,压电材料已成为深入到现代社会各个层面的重要功能材料。对于压电器件来说,目前正在经历一个光明的快速发展期!为满足广大MEMS从业人员对压电技术的知识渴求,麦姆斯咨询特开办第23期“见微知著”培训课程。