中国科学家两项自然科学基金研究成果提出研究新思路

　　

生物通综合：来自国家纳米科学中心(National Center for Nanoscience and Technology，NCNST)的研究人员结合人工纳米薄膜、微接触印刷、电化学及微流控技术，对本来不能粘附细胞的基底表面某些区域选择性“活化”，使得不同种细胞在指定空间粘附。而在另外一项研究中，来自武汉大学的庞代文教授领导的研究队伍研制出了一种新型的纳米生物医学探针，可望全程跟踪肿瘤细胞转移过程，由此可进一步探索癌变发生及转移机制。 

这两项研究都获得了国家自然科学基金项目的资助，前者得到了国家自然科学基金委员会、科技部和中科院的资助，相关研究成果发表在《德国应用化学》杂志上；后者“新型生物医学探针技术基础及应用”课题入选了国家自然科学基金创新研究群体项目。

在第一项研究中，蒋兴宇和他的研究生李勇以及其他同事综合了表面化学、电化学和微流控等方法，利用实验室常用的3T3细胞和Hela细胞为模型，展示了一个可以把异种细胞之间的距离作几乎任意调整的方法。

高等动物是由多种细胞组成的，在其内部广泛存在着同种和不同种细胞的相互作用。异种细胞之间的信号传递和相互作用在组织形成和正常生理功能中有重要作用。体外进行多种细胞共培养体系的建立，为不同种类细胞间相互作用的研究提供了有效的途径。在细胞培养的基底表面运用化学修饰，改变其对蛋白质和细胞的吸附特性，可以良好控制不同细胞的共培养。但在同一表面有效控制不同种细胞有序黏附，一直是一个巨大的挑战。

这一方法可以将多种细胞固定在表面时，几种细胞之间可以通过溶液中的分子交换进行相互作用，也可以让不同细胞之间通过直接接触进行相互作用。这对于异种细胞间相互作用、组织发生等基础研究，以及毒理学模型、人造器官、活性药物筛选等应用领域都意义重大。

另一项研究则是针对癌症研究和治疗，肿瘤转移和扩散是癌症病发的重要原因之一，然而至今科学家们仍然不清楚它的转移路线。在这项研究中，庞代文教授领导的研究小组设计了一种纳米生物医学探针，可望全程跟踪肿瘤细胞转移过程。研究人员在一只小鼠腹部种上肿瘤后，再从小鼠的尾端静脉注射一种纳米探针，有趣的是，该纳米探针竟能从尾部主动“跑”到腹部肿瘤处“闪闪发光”，肿瘤周围却一片黑暗。这表明其研制出的纳米探针“主动”找到了肿瘤。目前研究人员正努力通过其他手段直接“观看”纳米探针找到肿瘤的全过程。

1纳米为十亿分之一米，人的一根头发丝的直径相当于6万纳米。纳米生物探针就是一种纳米大小的材料或物质，它可显示自己“踪迹”又能识别目标（如肿瘤），让其附带药物不仅可识别还可准确杀死肿瘤细胞，这为癌症治疗提供了一种新思路。研究人员已用这种纳米探针快速“捕捉”分离乳腺癌、子宫颈癌、肺癌等不同肿瘤细胞。

这两项纳米生物学研究成果为生物学基础研究和医学治疗应用提供了新的思路，是交叉学科相融会，获得研究突破的典范。
（生物通：万纹）

附:
庞代文

1961年7月生，教授，博士生导师。研究方向：生物表面化学、纳米生物技术、生物电化学 Email: [e-mail]

82年获武大电化学专业学士，92年获武大电化学专业博士，92-94年武大生物学博士后，94年副教授，96年教授，98年博导，97-98年美国康奈尔（Cornell）大学合作研究，02年6-7月法国巴黎七大特邀访问教授，02年9-10月美国康奈尔大学、加州州立大学高访学者，03年12月-04年6月香港理工大学Croucher学者。2000年国家杰出青年科学基金获得者，首批新世纪百千万人才工程国家级人选，教育部跨世纪优秀人才计划入选者；国际杂志Journal of Electroanalytical Chemistry(SCI源刊)编委、《科学通报》特邀编辑、《分析化学》、《物理化学学报》、《分析科学学报》等杂志编委、中国化学会理事、中国化学会分析化学委员会副主任、中国化学会应用化学学科委员会委员、国家自然科学基金委员会第九届和第十届化学部专家评审组成员、中科院武汉物理与数学研究所学术委员会委员、湖北省化学生物学专业委员会主任委员等。

在生物纳米标记(基于量子点标记的生物活体示踪与生物医学成像)、纳米生物器件(荧光-磁性-生物靶向多功能纳米生物器件)、DNA、蛋白质、细胞的表面固定、界面行为及生物活性、离子液体中生物电化学过程等方面作了一些工作。先后主持国家杰出青年科学基金、国家科技攻关计划(国家纳米科技重大专项)、国家自然科学基金重大项目子课题、国家自然科学基金面上项目(6项)、中法先进研究计划(PRA)等20余项科研项目。发表论文117篇，申请国家发明专利14项(已获准6项)、美国专利1项，编著1本、专著专章2章，鉴定成果3项。建立一种研究DNA(基因)与其它分子相互作用的微量研究方法；发展了一种简便、安全、高效、廉价的核/壳型半导体荧光纳米晶粒---量子点（一类新型荧光标记物）的合成方法；多种途径解决了限制量子点等纳米材料生物医学应用的瓶颈－生物（包括DNA、蛋白质（抗体等）、糖类、叶酸、亲和素、生物素等生物大分子和小分子）功能化纳米界面构建；基于量子点成功构建一种多色荧光磁性生物(细胞)靶向多功能纳米生物器件，实现了癌细胞和凋亡细胞的靶向可视化捕获、富集和分选；研制出系列荧光量子点标记生物示踪和成像试剂；发展了一种研究酵母细胞转化的新方法。基于量子点研究的系列工作(9项国家发明专利和1项美国专利)，转让成立“武汉珈源量子点技术开发有限公司”。


蒋兴宇 

简历：
于1999年在美国芝加哥大学取得化学学士，于2001、2004先后在美国哈佛大学获得化学硕士和博士学位。其后在哈佛大学从事博士后研究工作。2005年9月开始在国家纳米科学中心工作，被聘为研究员、博士生导师。最近5年发表论文16 篇，全部被SCI收录，被引用300多次， 

研究工作和方向：
用有机化学、表面化学、微流控和微纳米结构来控制细胞、蛋白质与固体表面相互作用；并用这些技术来解决蛋白质和细胞在固体表面粘附、细胞在表面分化和移动的基本科学问题（例如蛋白质在表面吸附的机制、单个细胞水平的细胞生物学和神经元的分化等）。同时我们也把这些生物材料复合系统应用于药物检测、发现和疾病诊断（如人类免疫缺陷病毒）等。这些系统在分析生物化学、医疗器械以及基因、蛋白质芯片等领域有广泛应用前景。 

代表性文章：
1．Controlling mammalian cell spreading and cytoskeletal arrangement with conveniently fabricated continuous wavy features on poly(dimethylsiloxane). Jiang, X., Takayama, S., Qian, X., Ostuni, E., Wu, H., Bowden, N., Leduc, P., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Langmuir 18, 3273-3280 (2002).
2．A miniaturized, parallel, serially diluted immunoassay for analyzing multiple antigens. Jiang, X., Ng, J. M. K., Stroock, A., Dertinger, S. K. W., Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 125, 5294-5295 (2003).
3．Engineering microtools in polymers to study cell biology. Jiang, X., Whitesides, G. M. Eng. Life Sci. 3, 475-480 (2003).
4．Electrochemical desorption of self-assembled monolayers noninvasively releases patterned cells from geometrical confinements. Jiang, X., Ferrigno, R., Mrksich, M., Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 125, 2366-2367 (2003).
5．Palladium as a substrate for self-assembled monolayers used in biotechnology. Jiang, X., Bruzewicz, D. A., Thant, M. M., Whitesides, G. M., G. M. Anal. Chem. 76, 6116-6121 (2004).
6．Self-assembled monolayers in mammalian cell cultures. Jiang, X., Lee, J. N., Whitesides, G. M. in Tissue scaffolding (ed. Ma, P.) (Marcel Dekker, 2005).
7．Directing cell migration with asymmetric micro-patterns. Jiang, X., Bruzewicz, D. A., Wong, A. P., Piel, M., Whitesides, G. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 975-978 (2005).
8．A general method for patterning gradients of biomolecules on surfaces using microfluidic networks. Jiang, X., Xu, Q., Dertinger, S. K., Stroock, A. D., Fu, T.-M., Whitesides, G. M. Anal. Chem，77, 2338-2347 (2005)

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