院士大讲堂（第七讲）
报告题目：声流控：应用于生物医学的“隔山打牛”技术
Acoustofluidics: merging acoustics and microfluidics for biomedical applications
报告时间：2022-10-21 09:00
报告人： Prof. Tony Jun Huang（黄俊）
美国杜克大学
报告地点：思明校区 化学报告厅（线上报告）
翔安校区 能源材料大楼会议室5（同步转播）
漳州校区 生化主楼307教室（同步转播）
报告摘要：
过去二十余年我们见证了芯片实验室技术及其应用在生物学、化学和医学领域的爆炸式发展。各种不同的物理新特性与微流控技术不断融合，为这一领域的快速发展提供了源源不竭的动力。最近，一种融合了微纳制造和表征技术，声学技术和微流体控制技术的新型芯片实验室前沿技术逐渐兴起，这就是声流控，也可以叫作声学镊子。这一技术不需要直接接触目标，就可以“隔山打牛”般地对细胞或更小的生物粒子进行精准地操控。我们的研究团队从2009年便开始聚焦声流控技术的操作原理和在生物医学领域的应用，在这个令人兴奋的领域取得了一些进展。相较于传统的光学镊子，声学镊子不需要依靠高能激光，能量密度较低，而且具有非常广的适用范围，尺度可以横跨纳米到毫米级别，对介质和作用对象种类没有特定的选择性，可以用于多种环境。例如，我们不仅实现了利用声学镊子操控20纳米的粒子，还可以精确地三维旋转移动毫米级别的秀丽隐杆线虫。另外，声流控技术是一种非常安全的技术，可以最大限度保持生物样本的自然状态，具有极强的生物兼容性，因此大幅提高检测的精度，同时依据应用情景不同，提供从低通量到高通量的多种实现选择。经过十年的研究和发展，声流控技术已经渗透和应用到了多个生物医学领域，展示了巨大的发展潜力。我们开发的基于声流体的分离技术，不仅可以分离微米级的循环肿瘤细胞和细菌，还可以从多种生物液中分离纳米尺度的细胞外泌体。相较于传统的分离技术，我们大幅提高了通量和分离纯度，同时缩短了时间，并几乎完整的保留了生物样本的活性。我们还将声流控技术用于细胞分选和单细胞操控，基于声流控的荧光激活细胞分选技术仅仅使用手机大小的器件就可以实现超高通量的细胞分选，同时最大限度保留了细胞活性；声学镊子不仅可以精确操纵单个或者单对细胞，控制它们之间的距离、接触和分离，还可以同时高通量可编程地操纵多对细胞，为体外研究大量不同细胞间的相互作用提供了途径。在高通量操控单细胞的基础上，三维声学镊子可以在衬底的特定位置接种不同细胞，进而以特定的形状组装细胞，实现2D或者3D的组织工程和生物打印。声流控技术还可以用来操控液滴的运输、融合、混匀、分裂和级联反应，为数字微流体提供了全新的方案。声流控技术目前还处于发展的初期，有着巨大的研究和探索空间，我们期待做出更多的工作。
报告人简介：
黄俊（Tony Jun Huang）博士是美国杜克大学机械工程与材料科学系William Bevan杰出讲席教授。此前，他是宾州州立大学生物工程科学与力学系的Huck杰出讲席教授。2005年在加州大学洛杉矶分校机械与航空工程系获得博士学位。他的研究兴趣在声流控、光流控和微/纳系统在生物医药诊断和治疗领域的应用研究。到目前为止，他在这些领域发表了超过260篇国际期刊论文。他的期刊论文总引用次数超过26000次，谷歌H因子达到86。并且，他还拥有26项授权/在审专利。他已被选为以下六个国际专业学会的会士 (Fellow)：美国科学促进会（AAAS）、美国医学和生物工程学会（AIMBE）、美国机械工程师协会（ASME）、国际电气和电子工程师协会（IEEE）、英国物理学会（IOP）、英国皇家化学学会（RSC）。同时，他的研究也获得了诸多的奖项和荣誉，其中包括2010年美国国立卫生研究院（NIH）青年创新奖，2012年国际制造工程学会杰出青年制造工程师奖，2013年美国哮喘基金会（AAF）学者奖，2011、2013、2016年JALA年度最佳十大突破奖，2014年国际电气和电子工程师协会（IEEE）的传感器理事会技术成就奖（IEEE），2017年美国化学学会（ACS）分析化学青年创新奖，2019年美国机械工程师协会（ASME）Van Mow奖章和2019年IEEE EMBS技术成就奖。2020年他当选美国国家发明家科学院（National Academy of Inventors）院士。2022年他当选欧洲科学和艺术院（European Academy of Sciences and Arts）院士。
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