项目编号 | 774-2019-Z001 |
项目名称 | 新型生物信息微纳传感器应用基础研究 |
候选单位 | 中国科学院电子学研究所 首都医科大学宣武医院 北京肿瘤医院 北京大学 |
候选人 | 蔡新霞 陈 彪 杨 跃 邢国刚 罗金平 宋轶琳 王 杨 蔚文婧 刘军涛 徐声伟 吴 涛 蔡 捷 韩海勃 樊 艳 张 松 |
项目简介 | 项目围绕微纳尺度生物信息检测机理及其纳米生物效应关键科学问题,开展新型微纳生物信息传感器应用基础研究,解决了活体神经细胞高时空分辨率电和递质化学信号“双模”同步检测以及肺癌标志物高灵敏快速检测技术难题,为帕金森氏病和肺癌等重大疾病的早期诊断、靶向治疗和疗效评估提供了新的传感策略、共性基础技术和重要理论指导,在医疗卫生、脑科学等领域具有潜在的重大社会效益与经济效益。主要科学发现包括:
(1)首次构建了高灵敏神经信息电生理和电化学微纳电极阵列系统双模检测新方法,实现了从器件到系统的活体脑深部神经细胞原位双模同步检测技术的突破,在微纳尺度揭示了神经信息双模检测的机理。
(2)首创了非人灵长类神经性疾病动物硅基微纳传感器双模检测模型,发现了偏侧损伤帕金森氏病猴从脑皮质到纹状体等多个脑深部功能核团神经细胞的放电、递质化学活动的同步动态变化规律及其双模信号相互调制的现象,揭示了帕金森氏病患者自启动运动过程中大脑网络的有效连通性,阐明了脊髓背角BDNF/TrkB-NMDA-2B信号通路在神经病理性痛产生和维持中的作用机制。
(3)率先提出了肺癌标志物电化学无标记现场快速检测方法,实现了肺癌标志物电化学传感器与系统的临床样本高灵敏快速检测,解析了肺癌标志物CEA、NSE浓度过表达现象以及基因let-7c靶向抑制肺癌转移的作用机理。
项目成果发表于国际顶级期刊Microsystem & Nanoengineering(Nature子刊)、Biosensors & Bioelectronics等刊物上,6篇代表性论文被Nature Reviews Cancer(IF=51.848)等刊物SCI他引361次、总他引498次,其中3篇进入ESI前1%高被引论文。相关成果得到了国内外同行广泛认可并产生重大影响,被51个国家、61所全球100强大学正面引用,引用者包括澳大利亚科学院院士等11位国家科学院院士、56位特聘教授和IEEE Fellow等19位学会会士;被182篇综述性文献、37本学术专著和5篇社论高度正面评价;典型进展入选《活体神经可塑性技术指南》与《纳电子器件应用指南》2本英文指南、《石墨烯基电化学生物传感器》等3本英文教材,对国际上相关研究起到重要指引作用,极大地推动了电子学与生物医学的学科交叉发展与科技进步,促进了首都融入全球科技创新网络。 |
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