實驗(yan)室(shi)負責(ze)人 

      丁衛平 副教授

2011年入職188bet足球信息學(xue)(xue)(xue)院電子科(ke)學(xue)(xue)(xue)與技術(shu)系，本科(ke)畢業(ye)于188bet足球，博士畢業(ye)于華盛頓大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)，肯塔基大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)訪問學(xue)(xue)(xue)者(zhe)，曾獲“中(zhong)科(ke)院院長獎”、“青年教師事業(ye)獎（USTCAF）”等(deng)獎項，參與撰寫專(zhuan)著(zhu)1本，獲授(shou)權專(zhuan)利10余(yu)項。擔任(ren)(ren)Biopreservation and Biobanking編委、中(zhong)國(guo)(guo)(guo)圖學(xue)(xue)(xue)會(hui)(hui)(hui)醫(yi)(yi)學(xue)(xue)(xue)影像與設備(bei)分委會(hui)(hui)(hui)委員，為IEEE會(hui)(hui)(hui)員、ASME會(hui)(hui)(hui)員、中(zhong)國(guo)(guo)(guo)生(sheng)(sheng)物(wu)醫(yi)(yi)學(xue)(xue)(xue)工(gong)程學(xue)(xue)(xue)會(hui)(hui)(hui)高級會(hui)(hui)(hui)員、國(guo)(guo)(guo)際(ji)低溫生(sheng)(sheng)物(wu)醫(yi)(yi)學(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)會(hui)(hui)(hui)會(hui)(hui)(hui)員以及安徽省生(sheng)(sheng)命資源保存(cun)與人(ren)工(gong)器官工(gong)程研(yan)究中(zhong)心骨干成(cheng)員，擔任(ren)(ren)ACS Nano、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Membrane Science、IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics、Chemical Engineering Science、International Journal of Pharmaceutics、Separation & Purification Reviews、Applied Thermal Engineering等(deng)20多(duo)種國(guo)(guo)(guo)際(ji)重要(yao)(yao)學(xue)(xue)(xue)術(shu)期(qi)刊審稿人(ren)。長期(qi)從事交叉學(xue)(xue)(xue)科(ke)研(yan)究方向，有(you)多(duo)年的(de)器官芯片(pian)、生(sheng)(sheng)物(wu)材料、生(sheng)(sheng)物(wu)傳感器、機械加工(gong)設計(ji)等(deng)實驗(yan)研(yan)究經驗(yan)，也有(you)豐富的(de)理論建模經驗(yan)。在國(guo)(guo)(guo)際(ji)重要(yao)(yao)學(xue)(xue)(xue)術(shu)期(qi)刊以第一作(zuo)者(zhe)或通訊作(zuo)者(zhe)發(fa)表SCI論文50余(yu)篇(pian)(pian)，其中(zhong)包括(kuo)中(zhong)科(ke)院大(da)(da)類分區(qu)一區(qu)18篇(pian)(pian)，一區(qu)SCI論文主要(yao)(yao)發(fa)表于Chemical Engineering Journal（IF：13.273）、Biomaterials（IF：12.479；2篇(pian)(pian)）、Biosensors and Bioelectronics（IF：10.618）、Advanced Healthcare Materials（IF：9.933）、ACS Applied Materials & Interfaces（IF：9.229；2篇(pian)(pian)）、Acta Biomaterialia（IF：8.947；2篇(pian)(pian)）、Journal of Membrane Science（IF：8.742；4篇(pian)(pian)）以及Journal of Material Science & Technology （IF：8.067；2篇(pian)(pian)）。

在(zai)188bet足球生物(wu)醫學工程(cheng)中心建有獨立的實驗(yan)室（BioMEMS & Organs-on-Chips Lab），占地(di)約200平方米，分為合成區、分子影像區、芯片加工區、細(xi)胞(bao)培(pei)養區、生化(hua)分析區以及動(dong)態實驗(yan)區，擁有激光(guang)(guang)直寫光(guang)(guang)刻(ke)機（精(jing)度(du)：1μm）、倒置(zhi)熒(ying)光(guang)(guang)顯微(wei)鏡2臺（Olympus）、細(xi)胞(bao)培(pei)養間(jian)1個（萬級）、全自動(dong)生化(hua)分析儀(yi)（Beckman公司，AU480）、酶標儀(yi)、凍干機、粒徑儀(yi)等多種設備。

研究方向(xiang)

智能醫療儀(yi)器：可穿戴設備（人(ren)工肝(gan)、腎）、流式細(xi)胞(bao)超聲標記儀(yi)

微(wei)流控技術：器官芯片（Organs on chips）、微全分(fen)析(xi)系(xi)統

傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)：生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi)、生(sheng)物微機電系統（MEMS/NEMS/IC工藝）

納米(mi)藥物(wu)技術：透皮(pi)給(gei)藥、藥物(wu)封裝(zhuang)、藥物(wu)靶向與緩釋

圖像處理技術：3D重(zhong)建、模式識別

研(yan)究成果

1.智能醫療儀(yi)器

（1）研制了一種新型、便攜式的人工肝支持系統，該系統能與人工腎兼容，可高效清除肝衰竭毒素（圖1A）；（2）設計了細胞低溫保護劑清除儀，該系統也可實現細胞濃縮功能（圖1B）；（3）建立了活細胞工作平臺（圖1C）。

圖1 A：新型便攜式人(ren)工肝臟系統；B：細胞(bao)低溫保護劑(ji)清(qing)除儀；C：活細胞(bao)工作平(ping)臺。

（2）研制(zhi)全自(zi)動(dong)流(liu)式細(xi)胞(bao)超聲標(biao)記(ji)儀，實(shi)現(xian)對細(xi)胞(bao)的(de)連續、批量地標(biao)記(ji)、洗滌、分(fen)選和分(fen)析(xi)。

圖2全自(zi)動流式細胞超聲標記儀示(shi)意圖以及實物圖。

2. 微流控(kong)技術-器官(guan)芯片(pian)/類(lei)器官(guan)芯片(pian)

（1）肝(gan)臟芯片

（I）基于微加工技術，利用PMMA研制了模仿肝組織間隙流的微系統（圖3A；Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 2018, 12: 2266-2276）；（II）基于微加工技術、光刻技術和自主研發的血流調控血管生成技術，構建了多肝小葉芯片（圖3B；ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13: 32640-32652）；（III）基于光刻技(ji)術，利用PDMS構建了單肝小葉芯片（圖3C；Acta Biomaterialia, 2021, 134: 228-239）。

圖3 A：模仿肝組織間隙流的芯片；B：多(duo)肝(gan)小(xiao)葉芯片；C：單肝小葉芯片。

（2）腫瘤(liu)類器官芯(xin)片

（I）構建了腫瘤類器官芯片，實現了極早期單個實體瘤的演化，復現了腫瘤細胞上皮間質轉化的動態過程以及血管擬態的形成（圖4A；ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13: 19768-19777）；（II）開發了一種Flav7和化學治療藥物（DOX）共同裝載的可分離微針系統（圖4B；Chemical Engineering Journal, 2022, 428: 131913）。

圖(tu)4 A：腫(zhong)瘤類器(qi)官芯片；B：微針給藥(yao)治(zhi)療腫(zhong)瘤。

（3）神經芯(xin)片

    基于飛秒激光直寫技術，加工了3D柱狀支架，構建了有功能連接的神經網絡（圖5；Advanced Healthcare Materials, 2021, 10: e2100094）。

圖5 神經(jing)芯(xin)片（A：柱狀陣列(lie)；B：神經(jing)回(hui)路）。

（4）腎臟(zang)芯片(pian)

    基于微加工技術，設計了一種以中空纖維為基底膜的仿生腎小球芯片（圖6）。

圖(tu)6 腎臟芯片

3. 傳(chuan)感器技術

（1）生物傳感器

（I）構建了無標記細胞存活率分析芯片（圖7A；Biosensors and Bioelectronics, 2020, 148: 111820）；（II）基于超聲穿孔效應，設計了一種超聲流式細胞磁標記芯片（圖7B；ACS Biomaterials Science & Engineering, 2020, 6: 3187-3196）；（III）基于單細胞捕獲與微電極技術，設計了一種測定單細胞膜滲透性的芯片（圖7C；Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2020, 412: 4537–4548）；（IV）基于磁分選與阻抗計數技術，設計了一種磁標記細胞磁載量分析芯片（圖7D；Talanta, 2020, 220: 121351）。

圖7 生物傳感(gan)器（A：細(xi)胞存活率分(fen)析芯片(pian)(pian)；B：超聲磁標記芯片(pian)(pian)；C：細(xi)胞膜滲透性快速(su)測定(ding)芯片(pian)(pian)；D：細(xi)胞磁分(fen)選與(yu)計數(shu)芯片(pian)(pian)）

2）生物微機電系統(tong)

（I）基于膜過濾（圖8A）和膜透析（圖8B）機理，設計了兩種清除細胞低溫保護劑的微系統（Biomedical Microdevices, 2017, 19: 15; 19: 30）；（II）基于低滲致(zhi)細胞膜成孔的原(yuan)理，設計了細胞封裝凍干保護劑的微系(xi)統(tong)（圖8C；Biomedical Microdevices, 2019, 21: 5）。

圖8 A：基于膜(mo)過(guo)濾的細胞(bao)(bao)低溫保護(hu)劑(ji)清除芯(xin)片(pian)；B：基于膜(mo)透(tou)析(xi)的細胞(bao)(bao)低溫保護(hu)劑(ji)清除芯(xin)片(pian)；C：細胞(bao)(bao)封裝凍干保護(hu)劑(ji)芯(xin)片(pian)。

4．納米藥物技術

（I）制備了肽修飾的、載有Vemurafenib的脂質體，可以快速靶向抑制皮下黑色素瘤（圖9A；Biomaterials, 2018, 182: 1-12）；（II）設計了新型超小多功能納米點，用于雙模式MR/NIR-II成像引導的光熱療法（圖9B；Biomaterials, 2020, 256: 120219）；（III）提出了一種基于超順磁氧化鐵核心的透皮納米平臺T-SiD，實現了MR/NIR雙模成像引導的化療與熱療協同治療淺表腫瘤（圖9C；Acta Biomaterialia, 2021, 130: 473-484）；（IV）開發了一種多功能M2 TAM靶向氧化鐵納米顆粒，用于MRI引導的乳腺腫瘤磁熱療（圖3-9D；Journal of Materials Science & Technology, 2021, 81: 77-87）

圖9 A：脂質體載藥；B：新型(xing)超(chao)小型(xing)多功能(neng)納(na)米(mi)點；C：納(na)米(mi)平臺(tai)T-SiD；D：多功能(neng)氧化鐵納(na)米(mi)顆(ke)粒。

5. 圖像處(chu)理技術

提出了一種僅使用全局標簽的肝癌組織病理學圖像分類深度學習方法，可以高精度地將肝臟組織病理學圖像區分為異常或正常，從而為肝癌的早期診斷提供支持（圖10；IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 2020, 24： 1643-1651）。

圖10 肝癌組織病理(li)學(xue)圖(tu)像(xiang)分類方法的工作流程

參與項目

近年(nian)來，實驗室先(xian)后主持(chi)或(huo)參與國(guo)家自然科(ke)(ke)(ke)學基金重(zhong)大科(ke)(ke)(ke)研儀器研制項(xiang)目、國(guo)家自然科(ke)(ke)(ke)學基金面上(shang)項(xiang)目、國(guo)家重(zhong)點研發計(ji)劃、中國(guo)科(ke)(ke)(ke)學院先(xian)導專項(xiang)等多項(xiang)科(ke)(ke)(ke)研基金項(xiang)目，獲授權發明專利(li)數十(shi)項(xiang)。部分項(xiang)目信息如下：

（1）國家自然科學基金委(wei)員會，面上(shang)項(xiang)目，血管(guan)化腎芯片(pian)構建技術研(yan)究，2021-01至2024-12，項(xiang)目負責人。

（2）科技部，重點研(yan)發(fa)計(ji)劃(hua)，新一代神經(jing)網(wang)絡(luo)模型，2020-01至2022-12，課題主要參與者。

（3）中(zhong)國(guo)科學(xue)院，先(xian)導(dao)專(zhuan)項（C類(lei)），基于變革性技術的高端磁測量裝備：微觀(guan)磁成(cheng)像儀器，2020-01至2022-12，課題主要參與者(zhe)。

（4）國家自然科學基金委員(yuan)會，國家重(zhong)大科研(yan)儀器研(yan)制項目，全自動流式細胞超聲標記儀，2017-01至2021-12，課題主要參與(yu)者（排(pai)名第二(er)）。

（5）國家(jia)自然科學(xue)基金委員會，重大(da)研究計劃，基于高(gao)靈敏超極(ji)化13CMRI的肝細胞癌的動態演化研究，2019-01至 2021-12，課(ke)題主(zhu)要參與者。

（6）國家自然科學基金委員(yuan)會，面上(shang)項目，仿(fang)生肝芯片用于癌(ai)細胞入侵肝臟的(de)研究，2015-01至2019-12，項目負(fu)責人。

（7）教育部，高等學校博(bo)士學科點專項科研(yan)(yan)基金，透皮(pi)肽(tai)促進納米藥物經皮(pi)治療黑素瘤的理論建模及(ji)實(shi)驗研(yan)(yan)究，2014-01至2016-12，項目負責人(ren)。

聯系方式

辦公室(shi)：188bet足球 西(xi)校區(qu) 電(dian)二樓(lou) 319室(shi)

實驗室：188bet足球 中校區 醫學樓(lou)(lou)一樓(lou)(lou)

郵(you)件(jian)：[email protected]