勇于冒险 甘于艰苦 乐于和谐

      近日，437ccm必赢国际先进显微成像课题组李依明团队在三维全细胞大视场高通量超分辨成像领域取得重要进展，相关研究成果以 “Field-dependent deep learning enables high-throughput whole-cell 3D super-resolution imaging”为题在国际顶级期刊Nature Methods上长文发表。        具有高对比度和超分辨率的荧光显微镜彻底改变了细胞生物学研究。此外，生物医学研究通常需要大量的统计分析才能得出具有高置信度的结论，具有丰富信息内容的高通量成像被广泛应用于定量生物学研究。一个新兴的趋势是发展用于高内涵筛选的高通量超分辨显微成像技术。基于宽场成像的单分子定位超分辨显微成像技术（single-molecule localization microscopy, SMLM），将光学分辨率提升一个数量级以上，理论上通过使用大面阵探测器就可以在不损失分辨率和速度的条件下，提升成像通量。然而，视场相关的像差通常将SMLM有效的成像区域局限在几十微米的尺度。传统的大视场超分辨成像需要多区域拼接完成，效率非常低下，限制了其对大尺寸样品进行高通量成像。        研究团队提出了一套针对空间移变点扩散函数（point spread function, PSF）精准定位的深度学习算法框架FD-DeepLoc（field dependent deep learning localization）。该框架集成了一套基于GPU加速的矢量PSF全局拟合算法和利用时空信息进行移变单分子定位的深度学习神经网络，在180×180×5 µm3范围内实现了无需扫描的全细胞超分辨成像，将三维SMLM的成像通量提升了约100倍(DOI ：10.1038/s41592-023-01775-5)。该工作为超分辨显微成像领域提供了新的技术思路和视角，对研究完整细胞群或组织中纳米级生物结构具有重要的理论意义和应用价值。          为了对大视场中的移变PSF进行精确建模，团队从适用于高数值孔径物镜的矢量PSF建模出发，构建了一套可描述任意位置像差的空间移变PSF模型。结合团队之前发表在Nature Communications的全局拟合算法globLoc对不同z平面的点光源图片进行全局拟合，实现对像差的高精度估计[1]。考虑到建模整个大视场空间移变的像差（21项泽尼克多项式系数表示）需要对整个视场进行上千次的采样，而基于矢量衍射德拜积分理论建立的PSF模型的计算涉及到多次傅里叶变换，计算量非常大。为了加速这一过程，团队开发了领域内第一个基于GPU加速的矢量PSF模型拟合算法和像差校正软件，将校正速度提高了50倍，满足了大视场的PSF建模需求。        近年来，深度学习算法已被广泛应用于科学研究中。凭借出色的特征感知能力和端到端的图像拟合能力，深度学习在SMLM中展现出远超传统算法的性能，尤其是对于分子高度重叠的情况。传统的卷积神经网络对图像中不同的区域使用的是同一个卷积核，对空间位置不敏感。当目标与其空间坐标解耦时，卷积神经网络往往能在目标识别中表现优异。然而，光学像差通常是静态的并且与其位置高度相关。对于大视场成像，需要空间位置敏感的超分辨重建算法。为了克服视场相关的像差，团队在卷积神经网络中引入两个位置相关的通道，卷积核在卷积单分子图片的时候，也对这两个位置通道进行卷积，从而把位置相关的信息编码到神经网络里（图1）。FD-DeepLoc突破了传统卷积神经网络对空间位置不敏感的局限，在全画幅sCMOS相机（1608×1608）视场范围内对空间移变的单分子数据精准定位，实现了三维大视场高通量超分辨成像。 图1 FD-DeepLoc网络框架图        深度学习算法通常需要先验知识对网络进行训练。在FD-DeepLoc网络中，通过精确建模物理成像过程生成海量数据，有效避免了深度学习过拟合的问题。此外，FD-DeepLoc唯一的先验就是PSF模型，不需要预先知道生物样品的结构信息，所以无需对不同的样品重复训练网络。考虑到校准系统PSF时存在测量误差以及样品自身引入的像差，FD-DeepLoc采用鲁棒训练策略，对PSF模型中的像差引入先验分布，同时将不均匀背景建模为柏林噪声，利用上述训练数据得到的网络表现出更好的鲁棒性和精确率。在模拟和实验数据中（图2），FD-DeepLoc相对于目前领域内两个表现最好的算法——团队2018年在Nature Methods上发表的基于三次样条插值的传统单分子拟合Cspline算法[2]和基于神经网络的DECODE算法[3]，都有显著的提升。在三维超分辨定位精度指标均方根误差（root-mean-square error, RMSE）上相比于DECODE提升近两倍。此外，FD-DeepLoc包含的大视场空间移变的矢量PSF建模和基于深度学习的单分子定位算法提供开源（https://github.com/Li-Lab-SUSTech/FD-DeepLoc）。 图2 FD-DeepLoc用于分析大视场下核孔复合物实验数据        大视场成像可以用来对大尺寸样品进行研究。体外培养神经细胞通常都在几百微米的范围内生长，传统的超分辨成像一般只能看到小于50 µm的轴突片段，往往忽略掉一些不常见的结构，而且无法在更大的尺度上观测神经元之间的精细互作信息。研究人员利用小鼠胚胎干细胞诱导的神经细胞，选用β2血影蛋白作为观测对象。利用传统散光调制的PSF进行三维超分辨成像（图3a-e），血影蛋白沿神经突的周期性组织清晰可见。然而，传统散光PSF的景深有限，难以对哺乳动物5-10μm典型细胞厚度进行全细胞成像，图3d由于重建的超分辨图像景深受限在1 μm左右，离焦处的神经突结构有部分图像丢失。 图3 β2血影蛋白在神经细胞中的三维超分辨成像。比例尺，50 μm （a，f），10 μm（d），1 μm（b，c，g–j）          为了拓展轴向成像范围，通常对光瞳函数进行调制得到不同形状的PSF来对不同景深范围的样品进行成像。传统的大景深PSF往往需要复杂的光瞳函数实现，需要用到高像素的空间光调制器。然而，空间光调制器对偏振敏感，用来对荧光信号进行成像会损失一半的光子数。与空间光调制器相反，可变形镜对光子数的利用率比较高，但是能控制的促动器数量较少。为了能精确获得可变形镜调制的光瞳函数，团队提出了一种以可变形镜促动器响应函数为基函数的相位设计框架[4]，优化得到了一系列基于可变形镜的三维精度最优PSF（DM-optimized PSF, DMO PSF）。DMO PSF可实现自由景深控制，显著提高了SMLM的图像质量（图4）。对于神经细胞的成像实验，采用可变形镜优化的3µm景深DMO PSF进行数据采集，即使在具有大直径的神经突中，也可以很好地重建血影蛋白的三维分布（图3f-j）。 图4 DMO-PSF原理及成像效果        大视场成像也带来了数据通量的提升。得益于高通量成像的能力，研究人员利用 FD-DeepLoc可以在短时间内采集到上百个不经过人工挑选的全细胞线粒体超分辨图像。如图5所示，研究人员在16个感兴趣的视场区域，利用FD-DeepLoc重建出121个全细胞线粒体三维超分辨图像（图5a）。通过提取这些细胞的形态（分叉、长度、球形度等）进行聚类分析，得到三种不同类型的线粒体细胞。如图5b所示，类型1细胞包含更多的小圆形线粒体和更少的分支结构；类型2细胞包含延伸的管状线粒体和更复杂的网络结构；类型3细胞含有球形和管状线粒体的混合物结构。精细的全细胞结构超分辨分析为细胞组学提供了新思路。 图5 全细胞三维超分辨线粒体图像的定量分析。比例尺，50 μm（a），10 μm（b1）        综上所述，该团队提出了一种可以对空间移变PSF进行精确定位的深度学习算法，结合GPU加速的矢量PSF拟合算法对大视场像差进行快速精准建模和基于可变形镜调制的DMO PSF自由景深控制，实现了三维全细胞大视场高通量超分辨成像。相比于传统基于散光的三维SMLM成像，FD-DeepLoc将SMLM的成像通量提高了约100倍，充分利用sCMOS的全画幅面阵实现高保真的生物结构重建和高精度体积成像。该工作无需复杂的硬件自动化即可将SMLM从低通量技术转变为高通量成像技术，使大尺寸样品的体积三维超分辨成像成为可能，这有助于生物学研究中罕见结构或事件的发现，并提高生物学研究中的定量统计分析能力。未来可利用最新更大面阵的sCMOS相机，对进一步提升超分辨成像的通量至毫米级尺寸，可为脑切片、病理样品和类器官等大尺寸样品成像提供新的技术手段，使研究人员在大尺寸厚样品原位解析生物大分子结构的同时分析细胞种群间的微小差异，为结构生物学、细胞生物学的研究提供新视角。        437ccm必赢国际的李依明副教授为该论文的通讯作者，在读博士生傅爽和石伟为论文的共同一作，南方科技大学为第一通讯单位。该项目得到了山东省重点研发计划，深圳市孔雀团队和南方科技大学启动资金等科研项目的支持。   原文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01775-5   参考文献： 1. Li, Y. et al. Global fitting for high-accuracy multi-channel single-molecule localization. Nat. Commun. 13, 3133 (2022). 2.Li, Y. et al. Real-time 3D single-molecule localization using experimental point spread functions. Nat. Methods 15, 367–369 (2018). 3.Speiser, A. et al. Deep learning enables fast and dense single-molecule localization with high accuracy. Nat. Methods 18, 1082–1090 (2021). 4.Fu, S. et al. Deformable mirror based optimal PSF engineering for 3D super-resolution imaging. Opt. Lett. 47, 3031 (2022).   撰文：石伟，傅爽 审核修改：李依明   作者简介： 李依明，南方科技大学研究员，2009、2010、2015年分别于上海交通大学、海德堡大学、卡尔斯鲁厄理工学院获得生物医学工程学士、医学物理硕士和生物物理博士学位。2016-2019年受玛丽居里博士后奖学金资助，分别在欧洲分子生物实验室和耶鲁大学任职博士后和访问学者。长期致力于研究三维超高分辨显微成像技术及其生物应用，在光学仪器研发，光学理论和成像算法等方面均有一定的积累，近五年来发表高影响力论文13篇，其中第一/通讯作者论文7篇，包括Nature Methods（2篇），Nature Communications（1篇），Optics Letters（3篇）等。入选“深圳市海外高层次人才B类”，目前和包括来自EMBL，耶鲁大学，牛津大学和剑桥大学等多个实验室有合作关系。课题组长期招收博士后、研究助理及博士/硕士研究生，有物理，光学工程、计算机、机械工程、生物医学工程、生物技术、生物化学等相关专业背景，要求具备良好的学习能力、独立工作能力和团队沟通能力。 课题组主页：https://li-lab-sustech.github.io/ 有意者请将个人简历发送至李依明副教授邮箱：liym2019@sustech.edu.cn。 研究团队人员合影（通讯作者前排中间，共同一作前排左4和前排右1）

       近日，437ccm必赢国际三名学生的论文被计算机领域的国际顶会IEEE-ICASSP接受。ICASSP是国际声学、语音与信号处理的顶级会议（h5-index 110，信号处理领域TOP1会议），是中国计算机学会CCF推荐的重要学术会议，受到产业界的高度关注，微软、谷歌、Facebook、腾讯、字节等著名企业每年均有组织地投稿。2023年ICASSP的投稿量达到6000+，将在希腊美丽的爱琴海半岛举行。        此次入选的论文分别是：        黄东敏，etc.“ A Contrastive Embedding-based Domain Adaptation method for Lung Sound Recognition in Children Community-Acquired Pneumonia”,同深圳市人民医院合作，利用无线听诊器诊断儿童社区获得性肺炎，同期发表一篇TBME期刊论文。        黄伟俊，etc.“Exploiting CCTV Cameras for Hand Hygiene Recognition in ICU”，同深圳三院合作，利用CCTV camera对ICU医护人员进行手卫生监测。        王志煜，etc.“Benchmark of Physiological Model based and Deep Learning based Remote Photoplethysmography in Automotive”，聚焦驾驶环境下的移动健康监护，极具挑战性。          437ccm必赢国际除了在传统强势学科（如化学、材料、生物、光学、力学、脑机）保持领先优势外，在医疗数字化和智能化方向亦努力发展，将形成服务国家战略需求和产业创新需求的科研培养方案。例如，面对当前在自然语言处理领域如日中天的ChatGPT机器人，如何将其同“远程医疗和分级问诊”相结合，利用机器学习和医疗大数据服务人民健康，将是有趣味、有价值的研究方向。        欢迎热爱信息技术和人工智能的本科同学选择生医工，一起把智慧医疗做大做强！

       437ccm必赢国际党总支2022年度党支部书记抓基层党建工作述职评议考核会议于2月17日在工学院南楼722会议室成功召开。本次会议为党总支委员扩大会议，旨在全面总结2022年度各项工作，肯定成绩、检视问题、积累经验，推动基层党建工作任务目标落实落地。生医工系党总支书记奚磊、生医工系党总支委员、生医工系各党支部书记参加会议，各党支部委员列席会议，会议由生医工系党总支书记奚磊主持。        会议伊始，全体与会人员集中学习了习近平主席2022外交足迹回顾视频，共同感受主席的出访故事。随后，四个支部书记结合本支部实际情况，围绕履职情况和工作亮点、存在问题及原因、2023年工作计划等方面进行了现场述职，详细汇报了过去一年的党建工作开展情况。述职不遮掩不回避，主动反思、深刻分析，客观总结成绩，直面问题差距，明确了下一步工作的努力方向。党总支书记奚磊对每位书记的述职情况逐一进行点评，鼓励好做法、好经验，着重指出存在的突出问题，明确努力方向。述职结束后，评分人综合现场述职情况对各支部进行打分。按照评优比例要求，2022年度获得优秀的支部为：第二党支部、第一党支部。        最后，与会人员就2023年度的党建活动安排进行了深入的交流讨论。奚磊书记作总结部署：一是加强“基本队伍”建设。细致摸排教研序列老师入党意向，不断加强高层次人才政治引领和政治吸纳，着力提升教师党员比例。二是发挥“基本阵地”作用。严格执行“三会一课”、“第一议题”、“党政联席会议”等制度建设。继续开展各支部“书记项目”，深入优化“一支部一特色”的党建品牌。三是强调党建业务双融双促。以各活动开展为契机，推进结对共建活动贯彻落实，提升总支各项活动影响力。        此次会议的顺利召开，加强了各支部之间的沟通和交流，进一步明确了2023年度的工作重点和方向，为全系各级党组织的工作提供了有力的指导和支持。同时，此次会议对于进一步推进基层党建工作，提高党组织的凝聚力和组织力，具有重要的意义。相信在全体党员和各支部书记的共同努力下，437ccm必赢国际的基层党建工作一定会更加稳步有序地向前发展。

       近日，科技部公布国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项立项结果，由南科大437ccm必赢国际罗智副教授牵头的“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目获批立项，项目总经费1356万元，国拨经费956万元。该项目由南方科技大学牵头，联合华南理工大学、北京纳米能源与系统研究所、四川大学等四家单位，以临床医疗需求为导向，结合生物材料、微纳加工、生物传感等技术，开发基于镓合金液态金属的柔性电子器件，并应用于药物控释与组织工程。南科大宣传与公共关系部新闻中心采访了罗智副教授，请他谈谈项目及科研工作背后的故事。   柔性电子领域与组织再生器件的巧妙结合        组织和器官的修复与再生是生物医学领域面临的重大挑战。传统的治疗手段（如器官移植等）能够部分克服组织缺损带来的功能障碍，但存在着机体免疫排斥反应、供体来源稀缺和二次创伤等诸多缺点。尽管近年来组织工程技术已得到长足进步，但利用人工合成材料模拟复杂的组织微环境，重构组织和器官用于临床治疗的技术仍存在较多瓶颈与挑战。例如，现有的组织再生材料无法监测和控制移植后工程器官的功能。        利用先进的生物材料、微流控以及传感器技术，将能够实现智能化的再生微组织体外培养和药物的可控释放，有望为组织器官损伤修复领域提供创新解决方案。然而，传统的电子电路最大缺点在于其生物相容性差和机械特性与人体器官不匹配。例如，最常见的植入式设备（如起搏器）自身刚性较大，其植入手术会伤害软组织并引发免疫反应。 生物可降解柔性电子材料用于药物控释和组织再生        液态金属-高分子复合柔性电子材料的体内植入是柔性电子领域的前沿方向，能够通过原位电刺激实现不同的生理功能，如生物信号检测、细胞增殖和转染，药物递送等。可生物降解的液态金属-高分子复合柔性电子材料为器官再生与修复提供了巨大的想象空间。这个项目将通过微电极阵列设计和先进的刺激响应材料，实现空间、时间和剂量等多维度的药物递送，调控器官的培养与再生。        因此，基于柔性电子材料的组织再生器件是一种利用新型生物材料所制的医疗器械，它们可以帮助修复人体组织损伤，提高治疗效果。这个项目整体更像是出自科幻小说里描述的概念，研究的是用于治疗、修复或替换病损组织、器官或增进其功能的新型智能生物材料，有着巨大的临床治疗需求。   “既前沿又交叉”，在多重领域贡献力量        谈及近日获批国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项的项目“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”，罗智副教授侃侃而谈，详细介绍了这一项目及相关研究过程：这是一个高度交叉的学科方向，它在涉及新材料的开发和生物医药等多个领域同时，也具有广泛的应用范畴。例如，新材料的开发，包括具有生物可降解的医用材料和柔性电子材料；材料的生物医药应用，包括药物递送到组织工程等。        因此，这个项目涵盖了各个不同方向的前沿，整合到一起之后是一个更加先进、交叉的科研课题。罗智团队的愿景是想要开发一种和生物体相容的柔性电子材料，能够用于疾病的治疗，比如能局部给予人体组织一些电刺激，同时释放药物，促进受损器官的修复，从而有效改善患者的健康状况。        关于对科技发展的影响，罗智说道，把柔性电子和组织工程及药物递送结合的并不多，这几个方面的研究在国内外都还是方兴未艾发展的状态，目前只有少量研究。“对于促进科技的发展，我想在柔性电子生物材料及生物医药方面都会有所帮助，有望解决诸多临床难题。这个项目是国家重点研发项目的主要方向之一，顺应国家战略的需求。”        罗智团队的目标很明确，就是希望这个项目能为生物医药科技的发展尽绵薄之力。他说，目前由各类疾病、衰老、创伤导致的器官丧失或功能损伤是生物医药和健康领域面临的最难克服的问题之一。作为全球人口基数最高的国家，我国对组织和器官的修复与再生有着庞大医疗需求。年均数千亿元的医疗开销为社会保障体系及国民经济带来了巨大负担，这也一定程度上决定了科研工作者的研究方向。   科研路漫漫，上下而求索        罗智副教授的求学之路比较顺利，一路走来，他勤耕不辍，取得了不斐的成绩。他在国外拿到了瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），以及一个针对博士后等青年科学家的瑞士联邦人才计划。在欧洲本科毕业后直接攻读博士的人不多，因此他在当地科研队伍中算是比较年轻的一批。他说：“求学之路虽然漫长也辛苦，但总体还算一路坦途，我也心存感恩。”        科研路漫漫，任重而道远。罗智团队在科研的过程中也有苦有乐，苦味常有，而乐则是跨越挑战后的成就感。他回忆起有一次在做大型动物实验的时候，因为缺少相关文献和经验，且动物实验周期较长，时间有限，试错机会较少，因此时常要承受巨大的压力。之前没有人做过这个方向，他们是在挑战“无人区”，摸着石头过河。他们最终向不同领域的专家去请教，拜访了十多位不同方向的医生与教授，并勇于尝试，才解决了问题。罗智说道：“我觉得做科研最重要的是不怕失败，不断探索，一定要有必胜的信念，要在黑暗中寻找突破口。不要害怕去寻求帮助，毕竟科学要站在巨人的肩膀上，相信最终一定会获得胜利。”        除了最近获批的项目外，罗智团队在科研之路上还在不断前行，实验室有两个全新的研究方向：第一是开发生物医药材料创新的表征技术手段。这一部分将会依托于中国中子散裂源的大科学装置，这是国内首个中子散射仪器装置，研究所位置在东莞。第二是针对一些特定疾病的治疗，研究如何让药物更好的到达患者体内，进而被吸收和利用。譬如糖尿病患者需要胰岛素，但打针会对患者造成很大的痛苦，罗智团队尝试开辟口服药，达到和注射药物同样的效果。如果成功研发，将会为许多患者减轻治疗的痛苦，跨出巨大的一步。        对于今后的科研愿景，罗智想首先将“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目完成，在三年内构建出一套全新的器件，实现在大型动物体内移植的目标。“我们长期的愿景其实是能尽快在人体中植入器件，在医学领域做出贡献。但是医药器械的开发周期是很长的，大部分都是十年为单位，需要全面的研究，充分证明其有效性、可靠性和安全性，最终才能到人体去做实验。我们会倾尽全力，朝梦想迈进，从而实现这一目标。”   人物档案： 罗智副教授，1991年出生，国家级“海外高层次青年人才项目”获得者，是南方科技大学最年轻的国家重点研发计划首席科学家。2013年本科毕业于清华大学，2018年获瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），并于苏黎世联邦理工（ETH）药学系完成博士后研究。曾获瑞士联邦理工学者人才计划（ETH Fellow）、药学青年科学家、国家优秀自费留学生奖学金、德国海因茨-迈尔-莱布尼茨研究所年度论文等多项荣誉。近五年发表学术论文20余篇，包括PNAS, Nat. Commun., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res., Adv. Drug Deliv. Rev. 等国际知名期刊；在口服药物递送领域科研成果已进入人体实验阶段，与多个跨国药企长期合作。     本文转载自南科大新闻网 原文链接：https://newshub.sustech.edu.cn/html/202302/43428.html

       近日，科技部公示了国家重点研发计划“高端功能与智能材料”专项，我校437ccm必赢国际罗智副教授牵头的“基于柔性电子材料的药物控释和组织再生器件”项目获批立项，项目总经费1356万元，国拨经费956万元。该项目由南方科技大学牵头，联合华南理工大学、北京纳米能源与系统研究所、四川大学等四家单位，以临床医疗需求为导向，结合生物材料、微纳加工、生物传感等技术，开发基于镓合金液态金属的柔性电子器件，并应用于药物控释与组织工程。        国家重点研发计划由原来的国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划等整合而成，是针对事关国计民生的重大社会公益性研究，以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品，为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。近年来，国家科技部等有关部门高度重视对青年科研人员的支持，充分激发创新潜能与活力，给予青年人才在国家重点研发计划等重要项目中挑大梁、当主角的机会。        437ccm必赢国际一直致力于共创多学科交叉创新的研究平台，不断面向生命医学前沿、面向人类健康重大需求，充分开展跨学科交叉研究，不断深化学科布局，高度重视国家级、省部级等纵向课题申报工作，高水平课题立项数量多年来保持了稳中有增的良好态势。此次罗智副教授牵头的“国家重点研发计划”项目，是437ccm必赢国际所承担的第三个科技部专项项目，也标志着该单位近年来在高端人才引进与培养，及整体科研实力的方面的不断提升。        本项目负责人罗智教授，1991年出生，国家级“海外高层次青年人才项目”获得者，是南方科技大学最年轻的国家重点研发计划首席科学家。2013年本科毕业于清华大学，2018年获瑞士洛桑联邦理工（EPFL）优等博士学位（PhD with Distinction），并于苏黎世联邦理工（ETH）药学系完成博士后研究。曾获瑞士联邦理工学者人才计划（ETH Fellow）、药学青年科学家、国家优秀自费留学生奖学金、德国海因茨-迈尔-莱布尼茨研究所年度论文等多项荣誉。近五年发表学术论文20余篇，包括PNAS, Nat. Commun., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res., Adv. Drug Deliv. Rev. 等国际知名期刊；在口服药物递送领域科研成果已进入人体实验阶段，与多个跨国药企长期合作。   课题组招聘博后：        437ccm必赢国际仿生医药与材料实验室（Laboratory of Bioinspired Medicine and Materials）研究方向包括药物递送，基于中子散射等大科学装置的材料表征等。实验室拥有多学科高度交叉的研究背景，研究思路为从复杂的医学、生命现象出发，提炼出普遍的基础科学问题；将先进的仪器表征、分析方法引入到新型医药材料的探索之中；最终利用这些理论技术开发创新药物及其递送方式，解决临床上未被满足的需求。        课题组长期招聘博士后，欢迎具有药学、化学、材料、生物、医学等相关背景的申请者。南方科技大学博士后年薪35万左右（含广东省补助15万元及深圳市生活补助6万），并按照深圳市有关规定享受社会保险和住房公积金及其他福利待遇。特别优秀者可以入选校长卓越奖励计划，年薪可达41.5万（含广东省及深圳市补助）。对于优秀的出站博士后将积极推荐协助其申请南方科技大学研究助理教授等岗位。   申请方式： 申请材料发送至：luoz@sustech.edu.cn，申请材料包括： 1.求职信（cover letter） 2.个人简历 3.代表性论文及其他能够证明本人成果与能力的材料 应聘材料将予以严格保密，初选合格者会尽快安排面试。    

       近日，由共青团广东省委员会、广东省教育厅、广东省科学技术厅等共同主办的第十三届“挑战杯”广东大学生创业计划竞赛决赛在广州举行。我校437ccm必赢国际“婴和智行”团队在此次比赛中荣获金奖。        “婴和智行”团队是由437ccm必赢国际助理教授刘泉影作为指导教师，本科生杜鹏辉为队长，队员包括本科生车文心、郑可锌、叶梓元、刘思齐、张嘉怡、邱喆。参赛成员有着不同的学科专业背景，在创新创业竞赛中充分发挥了多学科交融交叉的优势。在为期六个月的竞赛中，团队成员锐意进取，团结合作，以新生儿脑健康监护系统为选题完成商业策划书，获得了省赛决赛金奖的佳绩。生医工系刘泉影老师获优秀指导教师奖。        本次比赛“婴和智行“团队以新生儿脑健康监护系统为选题，面向三甲医院重症新生儿健康需求，结合参赛者已有的技术基础，为新生儿脑健康智能监护设计了完整的解决方案，完成了一个优秀的商业策划书。“婴和智行“团队借助人工智能科技，致力于使用智能脑电监测技术优势，帮助医院医生实现智能化的新生儿惊厥监护，疼痛监测，睡眠监测与脑电综合分析等功能。旨在减轻医护人员的工作量，让中国各地的新生儿可以享受到低成本、智能化的脑健康监测。 “婴和智行”参赛队员决赛现场合影        据悉，“挑战杯”系列竞赛是目前国内大学生最关注最热门的全国性竞赛，也是全国最具代表性、权威性、示范性、导向性的大学生竞赛。自1989年首届竞赛举办以来，“挑战杯”竞赛始终坚持“崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战”的宗旨，在促进青年创新人才成长、深化高校素质教育、推动经济社会发展等方面发挥了积极作用，在广大高校乃至社会上产生了广泛而良好的影响。 采写：杜鹏辉

       2022年4月1日至2日，由中国医学装备协会指导，首届中国智能医疗器械创新大赛决赛在浙江大学成功举办。经过激烈角逐，共有来自全国13个省（市）、27所高校的40支参赛作品进入最终决赛。        南方科技大学Bone shakalaka团队是由437ccm必赢国际刘超与机械与能源工程系吴勇波担任指导老师，包括来自不同专业的张诗博、陈致锐、刘洋、蔡浩添、潘永昊等学生组成的多学科交叉团队。本次大赛中，该团队勇创佳绩，荣获研究生组特等奖、优秀指导教师奖。        超声骨刀是利用高强度聚焦超声原理, 进行软硬骨组织切割的一种医疗器械。Bone shakalaka团队利用高强度聚焦超声技术，通过换能器，将电能转化为机械能，开发了一套切割效率高、产热少的超声骨刀装置。        此外，该团队还荣获第十三届“挑战杯”广东省大学生创业计划竞赛金奖、第十三届“挑战杯”广东省大学生创业计划竞赛南方科技大学校内赛一等奖。

       12月7日，我校安全、健康与环境办公室江祥桂主任、董霄老师、李新蕾老师、社区警务室林涵警官一行到访生医工系，对近期校园安全注意事项进行专项强调。        江主任从疫情防控、交通安全、电信诈骗等多个问题切入，以实际案例强调了安全的重要性，提醒各位师生要始终保持高度警惕，坚决克服松懈麻痹思想和侥幸心理。       系主任蒋兴宇讲席教授对江主任一行的到访表示感谢，并表示将对提到的安全隐患高度重视，持续完善落实学校有关安全的相关制度，用实际行动为平安校园贡献生医工力量。   采写：邓丹丹

       为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大会议精神，加强437ccm必赢国际各课题组之间的交流沟通，鼓励积极创新，营造良好的科研学术氛围，由437ccm必赢国际党总支主办的“庆祝二十大 ，奋斗新征程”——第三届BME Research Day(学术交流日）活动，于11月19日在工学院南楼813报告厅顺利召开。中国工程院外籍院士、工学院院长徐政和与生医工系师生出席活动，与同学们交流探讨科研成果。 活动合影 徐政和院长致开场词 蒋兴宇系主任主持        活动分为口头汇报、壁报展示两个环节。活动伊始，徐政和院长致开场词并介绍了活动举办的初衷及交流议程，鼓励同学们在此次活动中，积极分享自己的所学所想。徐政和称此次活动是生医工系第一支部的特色“书记项目”，也是进一步强化落实基层党建工作责任意识、推进“一支部一特色”基层党建品牌建设的重要举措，希望大家珍惜这次学习机会，积极参与分享和讨论，做到学以致用。        随后，口头汇报环节正式开始，来自生医工系22个课题组的19位研究生以及3位本科生们讲述了自己的科研成果，并积极回答在场师生的提问。选手们的学术报告思维清晰、条理明了，充分展示了437ccm必赢国际学生的高水平科研能力以及超强的学术报告水平。壁报展示环节穿插其中，64位参展学生就科研成果与在场师生展开讨论。在一整天的学术交流中，参会师生们进行了学术思想的碰撞和交流，进一步加强了437ccm必赢国际各课题组的相互了解，为今后的科研合作奠定了良好基础。        经激烈角逐，并由437ccm必赢国际全体教授共同评议，最终决出口头汇报一等奖，为庞泽阳；二等奖为张峻宁，周思妤。口头汇报最佳表现奖（本科生），为康小我。墙报展示一等奖为孙晨阳；二等奖为刘洁，李志华；三等奖为吴艳，王漠，曾咏燊、王昊文。 获奖学生合影        BME Research Day每年定期举办，是437ccm必赢国际学生培养的重要环节，也是提升437ccm必赢国际学术氛围的重要组成部分，是437ccm必赢国际特色传统活动之一。今后，437ccm必赢国际将继续致力于搭建常态化学术交流平台，助力形成良好学术氛围，实现学科特色发展和人才高质量培养目标。     采写：张艺真、肖然

       编者按：党的二十大报告强调，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。一直以来，南科大坚持为党育人、为国育才的初心使命，加快实施创新驱动发展战略，涌现出一群不忘初心、无私奉献的老师：他们是学生成长的引路人，带领学生遨游知识的海洋，给他们带来春日暖阳般的关怀；他们是勇闯学术“无人区”的科学探路者，不断攀登科学的高峰。“喜庆二十大•师道新语”栏目以党的二十大精神为指引，聚焦在教学、科研、育人等方面成绩突出的老师，通过深入采访，弘扬师德师风，以榜样的力量进一步引领全校师生教书育人、专注科研的精神风貌，在全校营造尊重人才、尊重创新的良好氛围。        “潜心育人守初心、不断探索担使命，吴长锋老师教书育人十余载，精心打造特色课堂，因材施教培养学生。在他的指导下，多位本科学生进入国外知名高校深造，多名博士研究生顺利毕业并进入国内一流大学任教，曾于2021年荣获深圳市先进教育工作者称号。作为专业负责人，他参与建设的生物医学工程专业获批国家一流本科专业建设点。”这是2022年南方科技大学教师节颁奖词对他的评价。今年教师节，吴长锋教授荣获“杰出教学奖”。        2016年11月，吴长锋入职南科大437ccm必赢国际。作为创系教师之一，六年来，他全身心投入到437ccm必赢国际的各项教学工作中，在专业学科建设方面作出了突出的贡献。他不断探索教学改革，推进学生实验教学与实习实践相结合，紧密结合行业前沿与教学教研实际，努力探索真正的“交叉复合型”人才培养模式。   做科研要脚踏实地、久久为功        怎样才能做好科研，每一位老师都有自己不同的理解。对于吴长锋来说，科研兴趣是首要的驱动力，这会超越其他外在的要求和激励。“做实验时，不如意十有八九。做十次实验，很可能前九次都失败了，这就需要不断地分析失败的原因，不断地去思考。所以，自发的兴趣、乐观的心态、和持久的努力都是非常重要的”，吴长锋说。 吴长锋在实验室        谈到在美国求学的经历，吴长锋分享了做博士后期间的心路历程。博士后期间，吴长锋的研究方向是把高亮度的聚合物荧光分子应用于生物细胞的标记和成像方面。这项工作并不容易，无数次的实验观察和失败，又在无数次归零后重新开始。让人迷惘和焦虑的过程数不胜数，像是一场没有终点的马拉松。吴长锋回忆道，“基本上我博士后第一年都在做这一个实验，天天琢磨这个事情。那一年有点像魔怔了一样，有时候吃饭想起来了点什么，就马上跑去实验，有时候周五晚上想起来了，周末也要跑去实验室。其实现在回想这个实验并不复杂，就是需要不断调整参数去试，需要摸清很多条件。生物医学工程的很多实验都是这样磨时间的工作，这就需要你不断地给自己做心理建设，要有一个强大而又乐观的心态。”        正是靠着对科研的兴趣与执着，吴长锋发表SCI论文150余篇，引用12000多次，连续三年入选“爱思唯尔”中国高被引学者榜单。吴长锋总是喜欢用自己的亲身经历分享给同学们，勉励同学们在科研的道路上贵在坚持，久久为功。科研道路没有捷径可走，潜移默化地帮助学生建立积极乐观的心态，是学习过程中的宝贵财富。   认真给学生上课，是自己最重要的事        执教十余载，吴长锋一直非常注重教学质量。在疫情防控常态化的当下，网课成为不可或缺的一部分，如何活跃课堂气氛，是吴长锋经常思考的事情。经常有同学会为“大学四年疫情三年”而感到失落，吴长锋会开解大家，这何尝不是一份特殊的经历，最终也会成为一代人共同的情感回忆。大家都在这场没有硝烟的战争中冲锋陷阵。正是因为很多人的奉献和付出，才能为更多人创造出更多的可能。“一堂课下来，课堂氛围活跃，学生反响积极是非常有成就感的事。”当谈到同学们在课堂上的反映，吴长锋脸上洋溢着自豪的笑容。“要做一个学生认可的老师，首先要有责任心。你有没有认真备课、认真讲课，同学们在课堂上肯定感受得到。其次，课堂氛围很重要，这就需要老师平易近人一点。其实同学们也很喜欢和老师们聊聊天，也愿意听老师分享自己的成长故事，可以多跟他们讲一讲，拉进彼此距离。第三点就是要倾听同学们的意见和建议。比如每年同学们对我的评教我都会认真看，会根据他们的建议不断优化我的课程教学。同学们也能感受到课程的及时改进，这就形成了一个良性互动。” 吴长锋接受采访        “在与同学们的相处中，吴老师非常具有亲和力。”他认为，课题组内的团结协作是非常重要的，他经常告诫学生们，高年级研究生不能把学弟学妹的请教当作麻烦，低年级同学们也要虚心求教。在他的影响下，实验室始终洋溢着科研热情，充满了团结互助的气氛。在吴长锋的学生眼里，他是一位非常让人尊重的伯乐良师，他在教学上一丝不苟、求真务实，对学生的问题事无巨细都耐心帮助。在科研上，他崇尚学术自由，不过多干涉学生，实验失败的时候常常宽容和鼓励学生。在这样的良性氛围下，吴长锋培养出的多名学生入职国内一流高校任职教授/副教授，在我国高等教育领域从事研究教学工作。“当看到自己的学生慢慢在学术上成长、取得建树，在各自的人生方向上坚定前进，我总能在不同孩子身上看到未来的无限可能，这是一件非常有成就感的事情。”看着学生朝气蓬勃的面孔，他常常心生自豪。        南科大全新的国际化办学理念是吸引他入职南科大的重要原因。作为国家高等教育综合改革试验校，独立PI的模式可以让他发展自己的课题组，并在自己擅长的领域持续深耕。“每个人来南科大工作都是有点情怀的。”吴长锋坦言，“南科大的工作节奏很快，同事们都很拼，加班的人很多。换一个角度说，这也让人过得非常充实，感觉到自己的人生价值有了一个更好的实现方式”。   人物档案： 吴长锋教授，南科大437ccm必赢国际教学副主任。1998年本科毕业于齐鲁工业大学，2004年获中科院长春光机所物理学博士学位，2008年获得美国Clemson大学化学博士学位，随后赴西雅图华盛顿大学从事博士后研究。回国工作后，先后获得国家自然科学基金优秀青年项目、国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、和深圳市孔雀团队项目资助，主要研究方向为光学分子探针和生物成像技术。发表SCI 论文150余篇，引用12000多次，连续三年入选“爱思唯尔”中国高被引学者榜单。先后开设《生物医学工程概论》、《研究生综合培训》、《高级显微学》、《生物医学光学》和《生物医学光学实验》等课程。 原文报道链接：https://newshub.sustech.edu.cn/html/202211/42801.html     采写：朱增光、肖然 设计：丘妍

       金秋十月南科操场玩转多样运动，“生医工健身月”全民共享健康生活。10月15日晚，随着足球赛的激烈开场，“喜迎二十大，运动促健康”2022年生医工系党总支举办的“悦动杯”系列体育赛事正式拉开序幕。在为期近一个月的时间里，生医工系将围绕“赛事多样、健身指导、宣传推广”等多个方面，开展内容丰富、种类多样的全民健身运动，满足生医工系师生的体育健身需求，向全体师生发出健身号召，传递运动健康正能量。   率先开哨，足球竞技一展风采        10月15日晚，由生医工系20名师生组成的两支足球队，在欣园足球场开展了激烈角逐。赛前，两方参赛队员积极做好热身准备，总支赛事组认真落实各项保障工作，确保比赛公平、合理、有序。比赛过程中，两方队伍同场竞技，比体力、赛技能、拼意志，充分展现了超越自我、顽强拼搏的的血性胆气，展现了精诚团结、攻坚克难的集体荣誉感。队员们通过默契的配合不断射门得分，出现了许多精彩的进球，赢得了队友们阵阵喝彩。        此次赛事是生医工系党总支举办的第三届足球赛，总支希望以足球这一活动为载体，扎实丰富师生的体育文化生活，进一步增强团队意识和集体主义精神，鼓励师生以更好的精神面貌投入到日常生活与科研工作中。   谁“羽”争锋，斗志昂扬奋斗新征程        羽毛球运动有着广泛的群众基础，是总支推动全民健身运动最具活力和影响力的项目之一。10月17-18日，第五届羽毛球赛火热开打。本次比赛共分为男子单打、女子单打、男子双打、女子双打、混合双打5个项目。常规比赛采取抽签对垒，淘汰赛制，一局15分定胜负，胜者进入下一轮。进入四强后改为11分制，三局两胜，决出冠亚季军。        本次羽毛球赛共34位选手报名，共进行48次比赛，参赛人数及场次均刷新了437ccm必赢国际羽毛球赛事记录。比赛高潮迭起，精彩纷呈，选手们挥汗如雨，每球必争，不断出现精彩的扣杀与鱼跃救球等场面，展现出不凡的球技和顽强拼搏的竞技精神，现场加油鼓劲的喝彩声此起彼伏。充分展示了生医工师生昂扬向上的精神风貌和团结协作的优良作风。 437ccm必赢国际教师蒋兴宇、肖凯为获奖师生颁奖   篮球争霸，体育精神融入师生血脉        10月21-22日，篮球赛的举办掀起了系列运动的新高潮。本次比赛为鼓励师生积极参与，进一步创新了比赛形式，共设置两大场次供队员选择。第一场是21日举办的全场赛，共分4个小节进行，共计100分，根据报名人数分为A、B两组直接进行决赛，先得100分队伍获胜。第二场是22日举办的半场篮球赛，每组4-6人，进行循环赛，最终按胜场积分角逐冠亚季军。        比赛过程精彩激烈，运球传球，过人投篮，抢断卡位，严守硬对，华丽转身带球或是快攻上篮时有上演，赢得了全场观众热烈的掌声。此次比赛精彩纷呈，共计70余人上场，展开了16场角逐，参赛人数及场次均刷新了437ccm必赢国际篮球赛事记录。  437ccm必赢国际教师蒋兴宇、吴德成、张明明、姚明曦、唐斌为获奖师生颁奖   健身打卡，努力构建全民运动新方式        为鼓励师生加强日常锻炼、引导科学健身，生医工系党总支进一步创新活动形式，运用“互联网+体育”思维，以体育在线服务的方式满足师生多样化的健身需求，助力疫情防控工作。10月10日，正式启动了“线上健身打卡赛”，积极探索全民健身活动的新方式、新模式和新机制。        “线上健身打卡赛”开赛以来，极大激发了师生居家健身、追求健康的热情，深受广大师生的欢迎和喜爱。本次活动共持续20天，设置打卡赛和挑战赛两种参与形式。打卡赛中，每位参赛选手需在活动时间内每天进行训练，并拍摄运动图片或健身App截图打卡。挑战赛规则为选手报名参加特定项目进行比赛，角逐优秀奖。赛事组根据运动健身形式，特设多种项目，全力打造健身运动“生活圈”。项目共分为力量举比赛，包括卧推、深蹲、硬拉等；耐力比赛，包括平板支撑、俯卧撑、仰卧起坐等；以及对抗项目竞赛，如腕力大赛等。        希望通过丰富多样的参赛形式，增强广大师生的体育健身意识，在437ccm必赢国际形成参与健身、健康生活的良好环境和氛围。日前，该活动已收到逾500张师生健身打卡照片，是437ccm必赢国际目前覆盖范围最广，活动时间最长的体育赛事。   图文：赵晓刚、肖然

金纳米簇诊断治疗癌症淋巴转移        开发有效的淋巴结（LN）靶向和成像探针对于早期检测和诊断肿瘤转移以提高患者生存率来说是至关重要的。目前大多数临床LN成像探针基于小分子有机染料（如吲哚青绿）或放射性99mTc复合物，这些材料通常会受到快速光漂白、信号对比度差和潜在生物安全问题等限制。此外，这些探针在不影响LN靶向能力的情况下，还无法与治疗功能相结合。        近期，437ccm必赢国际教授开发了双配体/多配体修饰的金纳米簇（GNCs），用于体内小鼠模型中LN癌转移的特异性靶向、近红外（NIR）荧光成像、诊断和治疗。通过优化表面配体涂层，研究制备的GNC显示出了高效的LN靶向性、良好的稳定性和生物相容性以及最佳的体内滞留时间。此外，只需单次剂量，这些探针就可以实现成像>3小时的LN连续NIR荧光，非常适合实现荧光引导手术。更重要的是，作者还进一步将化疗药物甲氨蝶呤引入GNC，可以显著提高甲氨蝶呤靶向淋巴结的传递效率，实现优异的治疗效果。因此，研究认为GNC有望作为治疗肿瘤淋巴转移的高效安全的纳米药物。相关文章以“Multifunctional Gold Nanoclusters for Effective Targeting, Near-Infrared Fluorescence Imaging, Diagnosis, and Treatment of Cancer Lymphatic Metastasis”为题发表在ACS Nano。   【文章要点】        为了对癌症淋巴转移进行靶向和高效诊疗，作者制备了多功能配体修饰封端的 Au25(SR1)n(SR2)18–n型GNCs。对于特定的LN靶向，作者在GNC合成过程中通过改变阴离子与中性两性配体（C5）的进料比来微调GNC的表面电荷基团及其密度。作者选择了三个C11链长相同但末端酸性基团不同的阴离子烷基硫醇配体（即11-巯基十一酸（MUA）、11-巯基十二烷基膦酸（MUP）和11-巯基十六烷基磺酸（MUS））来控制其电离。 多功能金纳米簇的设计合成及其诊疗癌症淋巴转移的应用        研究发现，只有MUA-C5双链标记的GNC才能有效地聚集在淋巴结中，并为敏感的癌症淋巴结转移诊断和手术指导提供高对比度荧光图像。进一步将甲氨蝶呤（MTX）（癌症化疗药物）引入经过优化的GNC显示，这一复合物可作为LN靶向纳米热疗药物进行使用。与体内游离MTX治疗的小鼠模型相比，GNC可以实现高效、靶向的给药，并对癌症淋巴结转移具有良好的治疗效果，同时其肝毒性大大降低了4倍，因此此类GNCs-药物复合物具有作为一种高效的治疗肿瘤淋巴结转移的纳米药物的潜力。        文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn6550   纳米晶纤维素治疗便秘        便秘会严重影响生活质量，增加结直肠癌的风险。目前的便秘治疗策略会造成不可逆转的肠道损伤和影响营养素吸收等副作用。而纳米晶纤维素（NCC）来源于天然植物，具有良好的生物相容性和高安全性，因此利用这一材料，437ccm必赢国际教授提出了基于NCC治疗便秘的方法。除了基于黑便、肠组织切片和血清生物标记物评估治疗作用外，作者还研究了NCC对肠道菌群的影响，并讨论了肠道菌群与代谢物的相关性。作者还评估了NCC的长期生物安全性，并认为可通过肠道微生物代谢来有效治疗便秘。这一方法所需剂量小，不影响器官和肠道，有望作为药物和膳食纤维的替代品用于改善便秘。相关文章以“Nanocrystalline Cellulose Cures Constipation via Gut Microbiota Metabolism”为题发表在ACS Nano。   【文章要点】        纳米晶体纤维素（NCC）是一种具有高结晶度和纯度的刚性棒状纳米颗粒，直径为2–20 nm，长度为100–600 nm。其通常由植物纤维酸解制备，拥有丰富的羟基，在水中能够稳定分散因此与不溶性膳食纤维相比，NCC具有更小的粒径、更大的比表面积和更强的亲水性。与可溶性膳食纤维相比，NCC则具有更高的吸附能力，可以清除毒素。 NCC对便秘治疗的作用及其长期生物安全性        经过口服以后，作者研究了NCC对便秘小鼠的治疗作用以及NCC对肠道微生物群和代谢物的调节。研究发现，NCC能有效治疗便秘，将便秘相关的血清生物标志物降至正常水平。NCC可以通过改善肠道菌群组成，促进脂肪酸代谢、胆汁酸生物合成和氨基酸代谢，以治疗便秘。在所有代谢物中，DCA、UDCA、CDCA、乙酸和丁酸可缩短肠道转运时间，而l-哌啶酸、l-鸟氨酸和l-赖氨酸是与便秘生化和免疫指标相关的重要代谢物。与传统药物相比，NCC不会造成肠神经损伤，而与依洛昔布相比，它不会引起腹泻。与膳食纤维相比，NCC用量少，治疗效果更好。因此，NCC有望作为药物和膳食纤维的替代品用于便秘治疗，且对身体具有良好的生物安全性。该研究为通过肠道微生物群代谢治疗便秘提供了一种方法，这有助于探索胃肠疾病的饮食疗法，并扩大微/纳米植物纤维在食品领域的应用。        文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c05809