營(yíng)地地點(diǎn)：北京海淀凱文學(xué)校

　　開(kāi)始日期: 2024-01-12

　　課時(shí)安排: 2周專業(yè)預(yù)修與在線科研+10天面授科研+5周在線論文指導(dǎo)

　　適合人群

　　適合年級(jí) (Grade): 高中生/大學(xué)生

　　適合專業(yè) (Major): 化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析、傳感器分析等專業(yè)，或希望修讀相關(guān)專業(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

　　Joshua

　　帝國(guó)理工學(xué)院 Imperial College London (IC)終身正教授

　　Joshua教授自2006年起就職于帝國(guó)理工學(xué)院(Imperial College London)，現(xiàn)任化學(xué)系生物傳感與分析科學(xué)終身正教授。2003年Edel教授在倫敦帝國(guó)理工學(xué)院獲得博士學(xué)位，研究方向?yàn)槲⒘骺叵到y(tǒng)單分子檢測(cè);隨后在康奈爾大學(xué)(Cornell University)應(yīng)用與物理學(xué)院進(jìn)行納米生物技術(shù)的博士后研究，同時(shí)擔(dān)任東京理工學(xué)院客座教授。2005年在哈佛大學(xué)羅蘭研究所(Rowland Institute at Harvard University)獲得單分子生物物理學(xué)研究獎(jiǎng)學(xué)金。 Joshua教授是英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)成員、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。他所創(chuàng)立的科研組“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。

　　他所帶領(lǐng)的研究組近期的研究專注于以下領(lǐng)域：

　　電學(xué)和光學(xué)方法生物單分子篩選

　　癌癥和神經(jīng)退行性病變的早期檢測(cè)

　　單細(xì)胞篩選

　　納米孔技術(shù)DNA測(cè)序

　　電變等離子體電子學(xué)

　　微流控芯片(動(dòng)脈芯片)

　　Prof. Joshua received his Ph.D. on the development of single-molecule detection within microfluidic systems at Imperial College London in 2003. He then performed postdoctoral research in nanobiotechnology at Cornell University within the School of Applied and Engineering Physics. In July 2006 he joined Imperial College London within the Department of Chemistry and Institute of Biomedical Engineering as a lecturer. Joshua is currently a Professor in the Department of Chemistry and 2011 he was awarded a prestigious ERC Starting Grant on “Nanoporous Membranes for High Throughput Rare Event Bioanalysis” and in 2016 he was awarded an ERC Consolidator Grant related to the development of selective single-molecule biosensors.

　　Current research activities taking place in the group include:

　　Single molecule biological screening using electrical and optical methods

　　Early stage diagnostics including cancer and neurodegenerative disorders

　　Single cell screening

　　Development of novel DNA sequencing and nanopore platforms

　　Electrovariable plasmonics

　　Microfluidics including artery on a chip

　　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)目背景

　　隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展我們的生活水平迅速提高，但慢性疾病、亞健康、食品安全、環(huán)境衛(wèi)生等問(wèn)題也逐漸成為社會(huì)的痛點(diǎn)。為此，中共中央國(guó)務(wù)院印發(fā)《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》，推動(dòng)了大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;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)室法無(wú)法滿足更精確的臨床檢測(cè)需求，以此為前提，生物傳感技術(shù)作為精密檢測(cè)分析法應(yīng)運(yùn)而生，為人類探究生命、定量分析和功能分析提供了一條新思路。

　　生物傳感(光電傳感)以分析化學(xué)為基點(diǎn)，吸納包含了眾多學(xué)科與頂尖技術(shù)，如：納米材料科技、微電子技術(shù)、精密儀器、仿生學(xué)、實(shí)時(shí)通訊、檢測(cè)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、云端計(jì)算等，旨在發(fā)展定量分析和功能分析新方法。生物傳感具有靈敏、快速、準(zhǔn)確、便捷等特性，在生命科學(xué)研究中舉足輕重，尤其對(duì)疾病診斷與居家監(jiān)護(hù)、生物過(guò)程控制、農(nóng)業(yè)與食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)與污染控制等科學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

　　本項(xiàng)目將圍繞生物傳感技術(shù)和精密分析的應(yīng)用這一國(guó)際前沿課題展開(kāi)探究。

　　項(xiàng)目介紹

　　項(xiàng)目?jī)?nèi)容將介紹現(xiàn)代分析化學(xué)中的儀器分析，并以微流控傳感分析、紫外吸收可見(jiàn)光譜、熒光探針傳感器為例，介紹化合物及分子的定量精密檢測(cè)技術(shù)。除此之外還包括單分子檢測(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)目了解多種現(xiàn)代分析儀器的類型和運(yùn)作機(jī)制，掌握儀器分析的原理、方法和應(yīng)用領(lǐng)域。另外，教授為學(xué)生們將帶來(lái)帝國(guó)理工學(xué)院王牌實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

　　The content of the project is to introduce instrument analysis in modern analytical chemistry and to introduce the quantitative and precise detection technology of compounds and molecules by taking ultraviolet absorption visible spectrum and fluorescent probe sensors as an example. In addition, it also includes single molecule detection technology, fluorescence spectrum application, unlabeled detection technology, and so on. Through the project, students will understand the types and operation mechanisms of a variety of modern analytical instruments, master the principles, methods, and application fields of instrument analysis, and submit a project report at the end of the project to demonstrate the results.

　　項(xiàng)目大綱

　　儀器分析與生物傳感器概論：光電傳感基本工作原理、微流控芯片、發(fā)展史及技術(shù)革新驅(qū)動(dòng)力;傳感器的類型及應(yīng)用范圍 Introduction to biosensing. History of biosensors, motivation for improving sensor technology in medicine, typical operating principles, challenges, and microfluidic sensors; discuss the different types of biosensors

　　紫外可見(jiàn)吸收光(UV-Vis)分析法 UV-Vis Spectroscopy

　　熒光探針傳感器(Fluorescent probes)：熒光探針及傳感器在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用. Applications of fluorescence spectroscopy. Fluorescent probes and sensors for biomedical applications.

　　非標(biāo)記檢測(cè)技術(shù)(Llabel Free Detection)： Label-free detection strategies.

　　酶聯(lián)免疫抗原檢測(cè)法(ELISA)原理及應(yīng)用

　　微流控傳感器及微流控芯片分析 Analysis of microfluidic sensors

　　微流控傳感芯片材料 Microfluidic sensing chip materials

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

　　論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

　　項(xiàng)目收獲

　　2周專業(yè)預(yù)修與在線科研+10天面授科研+5周在線論文指導(dǎo)

　　項(xiàng)目報(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)表指導(dǎo)(共同一作或獨(dú)立一作可選)

　　結(jié)業(yè)證書

　　成績(jī)單

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