西安交大博士生在Scientific Reports发文阐明 “生物笔”概念


 西安交大航天航空学院仿生工程与生物力学中心的两位博士生韩玉龙、胡杰以“BioPen: Direct Writing of Functional Materials at the Point of Care” 为题的论文近日在 Nature  出版集团的综合性期刊 Scientific Reports 上发表,文章链接为 :http://www.nature.com/srep/2014/140506/srep04872/full/srep04872.html。该项工作是博士生韩玉龙、胡杰在导师卢天健教授和徐峰教授共同指导下完成的。西安交通大学是该论文的第一作者单位与第一通讯作者单位。

       该研究提出了“生物笔”(BioPen)的概念。该生物笔可作为一种低成本、个性化、手持式、类似3D打印的制备平台,能将功能材料直接写在不同基质表面,具有微米和纳升级的分辨率与精确度。该生物笔不仅可快速制备用于药物筛选或病理学研究的细胞或组织芯片,还可用于加工和制备即时检测装置,为目前严峻的食品安全问题的解决提供了一种有力的工具。

       制备一支生物笔,非常简单方便:只需将一支普通中性笔芯中的墨水移除,重新填充功能材料即可。通过选择不同规格的中性笔芯(笔珠大小),控制其书写速度、书写压力参数从而改变写出功能材料的量,下图为生物笔的工作原理及其应用。在此基础上,作者开发了拥有多只笔芯的核酸快速检测笔,利用纳米金作为传感器,侧流试纸条为载体,实现了核酸快速检测。同时,作者还发现了这种生物笔可用来书写“活细胞”,并通过调控细胞微环境,制备了具有生物活性的肿瘤细胞芯片与皮肤疤痕组织,可用于药物筛选、组织工程等个性化医疗领域。

       “民以食为天,食以安为先。”目前,西安交大仿生工程与生物力学中心围绕着生物笔的开发和应用已申报了多项国家专利,正进一步结合微流体技术、纳米技术、电化学技术等,开展食品违禁添加剂、病原微生物污染、重金属离子残留等食品安全检测相关的产品原型开发。这些研究工作和成果得到了国家自然科学基金、“111项目”以及教育部食品安全重大项目的支持。

 发布时间:2014.05.21    来源:交大新闻网