分析化學(xué)傳感技術(shù)在分子檢測(cè)中的應(yīng)用研究

化學(xué)工程

項(xiàng)目背景

隨著人類(lèi)平均壽命延長(zhǎng)，癌癥、阿爾茨海默癥、帕金森等頑疾的發(fā)病率也在攀升。癥狀早期疾病篩查可以防患于未然，但遺憾的是，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)法無(wú)法滿(mǎn)足上述臨床需求。以此為前提，分析化學(xué)傳感技術(shù)作為疾病檢測(cè)分析裝置應(yīng)運(yùn)而生。分析化學(xué)傳感技術(shù)可以讓臨床檢測(cè)擺脫科室，走進(jìn)家庭，為疾病早期診斷和預(yù)防帶來(lái)新的途徑，是世界科技發(fā)展的新熱點(diǎn)，也是21世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重要組成部分。可以說(shuō)，“沒(méi)有傳感器就沒(méi)有現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)。”作為分析化學(xué)的重要組成部分，生物傳感器結(jié)合納米科技、微電子技術(shù)、實(shí)時(shí)通訊、檢測(cè)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化及云端運(yùn)算，以現(xiàn)代化學(xué)為根本，以分析化學(xué)研究為出發(fā)點(diǎn)，旨在發(fā)展定量分析和功能分析新方法。項(xiàng)目將圍繞分析化學(xué)傳感技術(shù)這一國(guó)際前沿課題展開(kāi)探究。

項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括生物傳感理論、蛋白質(zhì)折疊過(guò)程、單分子檢測(cè)技術(shù)、熒光光譜應(yīng)用、非標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)等。學(xué)生將通過(guò)項(xiàng)目了解生物傳感器的類(lèi)型和運(yùn)作機(jī)制，掌握單分子生物傳感器等前沿生物傳感技術(shù)，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

個(gè)性化研究課題參考：

光學(xué)傳感方法的構(gòu)建及其在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用

納米復(fù)合材料光電化學(xué)傳感應(yīng)用研究

紙基折疊電池的制備與化學(xué)傳感應(yīng)用

新型光化學(xué)傳感分子的設(shè)計(jì)合成與分子識(shí)別研究

適合人群

高中生/大學(xué)生

化學(xué)工程、化學(xué)計(jì)量、化學(xué)統(tǒng)計(jì)、生物傳感、電子學(xué)、分析科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)或希望修讀相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生；學(xué)生需要具備化學(xué)、物理基礎(chǔ)

導(dǎo)師介紹

帝國(guó)理工學(xué)院終身正教授

Joshua導(dǎo)師現(xiàn)任帝國(guó)理工學(xué)院化學(xué)系生物傳感與分析科學(xué)終身正教授、東京理工學(xué)院客座教授，是英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，歐洲研究理事會(huì)（ERC）鞏固者獎(jiǎng)獲得者（獎(jiǎng)勵(lì)杰出獨(dú)立科研人員）、歐洲研究理事會(huì)（ERC）啟動(dòng)基金獲得者（獎(jiǎng)勵(lì)職業(yè)生涯早期杰出學(xué)者）。Joshua導(dǎo)師現(xiàn)已發(fā)表百余篇學(xué)術(shù)論文，受邀參加近百次學(xué)術(shù)演講。他帶領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)立“Edel group”，研究領(lǐng)域涵蓋化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、物理學(xué)和醫(yī)學(xué)，致力于研究和開(kāi)發(fā)靈敏度高、輕量化的新型傳感器。

任職學(xué)校

帝國(guó)理工學(xué)院（Imperial College London)位于英國(guó)倫敦，是一所主攻理學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)和商學(xué)的世界頂尖公立研究型大學(xué)。帝國(guó)理工學(xué)院是世界最具創(chuàng)新力大學(xué)之一，與劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、倫敦大學(xué)學(xué)院、倫敦政治經(jīng)濟(jì)學(xué)院并成為“G5超級(jí)精英大學(xué)”，在2019年QS世界大學(xué)排名位列第8，英國(guó)第3?；瘜W(xué)工程在世界范圍內(nèi)享有盛譽(yù)。

項(xiàng)目大綱

生物傳感概論：生物傳感器歷史、醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)革新驅(qū)動(dòng)力、傳感器基本工作原理、微流控傳感器Introduction to biosensing. History of biosensors, motivation for improving sensor technology in medicine, typical operating principles, challenges, and microfluidic sensors.

蛋白質(zhì)折疊：蛋白質(zhì)折疊在生物和醫(yī)學(xué)的重要意義、蛋白質(zhì)最新研究工具Introduction to protein folding. Topics in this week cover why studying protein folding is important in biology and medicine, and state of the art tools used to study proteins.

單分子檢測(cè)方法：?jiǎn)畏肿訖z測(cè)方法在診斷和醫(yī)學(xué)傳感器使用中的重要作用Introduction to single molecule detection. Importance of studying single molecules will be discussed especially in the context of sensors in diagnostics and medicine.

熒光光譜應(yīng)用：熒光探針和生物醫(yī)學(xué)傳感器Applications of fluorescence spectroscopy. Fluorescent probes and sensors for biomedical applications.

非標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)：基因組測(cè)序工具及醫(yī)學(xué)診斷和篩選疾病中的相似技術(shù)Label free detection strategies. Tools for DNA sequencing will be discussed along with using similar technology for diagnostics and screening of diseases.

項(xiàng)目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時(shí)間安排與收獲

7周在線(xiàn)小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表（可用于申請(qǐng)）

結(jié)業(yè)證書(shū)

成績(jī)單