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唐宏武教授获国家重大科研仪器研制项目(自由申请)资助
来源: 作者: 更新时间:2018-08-31


化学与分子科学学院分析科学研究中心唐宏武教授申请的2018年度国家重大科研仪器研制项目(自由申请)“用于活细胞内单颗粒示踪和实时操纵的光镊显微镜”通过国家自然科学基金的通讯评审和会议评审,获批资助,项目直接经费595万元。该项目是我院获得的首个国家重大科研仪器研制项目。

该项目提出以倒置荧光显微镜为基本平台,同时构建高速多通道共焦荧光成像系统和近红外双光镊操纵系统,研制一台用于活细胞内单颗粒示踪和实时操纵的光镊显微镜,以解决以下科学和技术问题:对病毒侵染宿主细胞的过程进行示踪,在获取相关化学、生物信息的同时,对病毒粒子进行操纵以准确获取各种力学参数,诠释病毒侵染宿主细胞过程中的力学机制。在迄今的文献报道中,一般都采用细胞内吞等方式将人工合成的微粒(如粒径数百纳米的聚苯乙烯微球或硅球)导入活细胞,通过光镊操纵微粒来获取活细胞内各种马达蛋白的力学参数,但这种方式对细胞的损伤很大,该仪器项目首次提出基于病毒侵染宿主细胞这一天然的生命过程来研究相关问题,有可能克服以上不足。由于病毒颗粒的尺寸很小(50-200 nm),示踪和光镊操纵都十分困难,该项目提出采用发光纳米标记病毒的策略,不仅可实现宿主细胞内病毒的示踪,还提高了病毒粒子的极化率,从而显著增大光阱力以提高光镊捕获和操纵的可能性。此外,由于细胞内外环境不同,目前已经报道的采用光镊技术用于细胞内外单分子操纵的结果差异很大,因此如何准确获取细胞内光镊操纵结果,一直是一个难题。该仪器项目拟采用一种“主动-被动校正法”实现对细胞内分析结果的可靠校正。因此,该项目通过解决上述难题,可以同步获取细胞内单颗粒的化学、生物、力学信息,使待研制仪器在生命科学和医学等领域具有强大功能。

近六年来,在国家重点学科-分析化学学术带头人庞代文教授的支持下,唐宏武教授获得了三项有关光镊技术研究的国家自然科学基金面上项目的资助,构建了两台具有不同功能的光镊装置,并获得了一系列研究成果,在此基础上建立了“纳米光镊技术”这一新的研究方向。




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