科学研究方向介绍

        围绕”四个面向“，开展医工融合生物医学检测仪器关键技术及系统研究。尤其是针对疾病防控、医学诊断、食品安全等领域重大需求和前沿技术发展，基于核酸/蛋白单分子检测、“液体活检”精准医疗等现代生物学方法，结合微纳技术和现代光机电检测技术，建立生物医学精准检测需求牵引，微流控芯片和MEMS传感器前沿技术创新，生物检测芯片微系统规模化制造，目标产品的芯片、试剂、仪器系统集成的全链条核心技术体系，驱动微纳制造技术在生物检测及医学仪器领域快速实现产品化和应用。

方向1 新型光机电一体化仪器技术及系统开发

 新型光机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术，是现代仪器智能化、网络化、集成化发展的核心技术。

本方向基于课题组雄厚的仪器开发技术基础，以温度控制、光学检测、电机控制等为核心开发内容，进行高精度、高效率、低功耗、小型化、智能化科学仪器和医疗器械集成开发。

方向2 新型核酸检测技术研究及系统开发

核酸检测技术是传染病防控、精准医疗、食品安全、检验检疫等领域的必备技术，是提升重大突发疫情防控应急能力和精准医疗水平的关键。

本研究方向以开发新型核酸检测技术及仪器为核心，基于微纳流控芯片、现代光机电及新型分子生物学方法，解决当前核酸检测耗时长、需要专业实验室等行业痛点，开发可实现现场即时快速诊断的核酸检测新方法和新仪器。

方向3 核酸单分子检测及数字PCR关键技术研究及系统开发

精准医疗与个体化诊疗对核酸检测的精度和灵敏度提出了更高的要求，迫切需要开发具备高灵敏和绝对定量分析能力的核酸检测方法。数字PCR技术通过大规模样本分散实现微反应单元中单分子核酸靶标的平行扩增与终点荧光检测，具有比传统定量PCR更加出色的灵敏度、精确性和抗干扰能力，在基因突变检测、拷贝数变异分析、病原微生物检测、转基因食品检测以及下一代测序等领域均得到广泛的应用。

       本研究方向以开发液滴数字PCR单分子核酸检测关键技术为核心，基于微纳制造与微流控、光机电一体化以及深度学习图像处理方法，攻克液滴热稳定性与生物兼容性、大规模单分散微液滴制备、全封闭无污染液滴荧光检测以及高密度微液滴阵列荧光图像处理分析等难题，开发可满足临床诊疗需求的新型单分子核酸高灵敏检测技术和仪器。

方向4 生物微流控流体操控及芯片集成技术

微流控技术指在微米级流道或腔室中精确操纵微量流体的技术，能将样品反应、制备、分离、检测等生化实验的基本操作集成到很小的芯片上，具有高灵敏度、高集成、高通量、高效率等多种优势。

       本方向以微流控芯片内部流体精确驱动、混匀、分液、微粒操纵、信号检测方法为核心，基于计算流体力学、多物理场耦合仿真分析及实验研究，建立面向药物合成检测、单细胞分析、生物检测、细胞培养等多场景应用的微流体精确控制及芯片集成开发新范式。

方向5 “液体活检”生物标志物分离及超敏检测技术研究

肿瘤、传染病等重大疾病严重威胁人民生命健康和经济社会发展，急需开发早诊断、早治疗及可实现精准防控的检测手段。液体活检技术具有创伤小易于取样等优势，先后入选2015年世界十大突破技术和2017年全球十大新兴技术。

       本研究方向以开发循环肿瘤细胞、外泌体、游离核酸等液体活检生物标志物分离及超敏检测技术为核心，基于生物微流控、纳米功能材料及现代光机电方法，攻克不同尺度和丰度差异的生物标志物分离及超敏检测难题，开发可满足临床诊疗需求的新型液体活检检测技术和仪器。