搜索

第二届全国生物磁学与磁性纳米材料学术会议暨第九届全国生物与医学纳米技术博士生学术论坛纪要

时间:2021-01-12作者:唐健,包斯元,马宝财点击:


为积极响应国家“十四五”规划号召,着眼于当前生命科学和临床医学研究与应用中亟待解决的、生物磁学及其应用于生物医学众多方向的关键科学问题和技术难点,加强生物磁学与磁性纳米技术材料研究领域学者间的交流,进一步促进磁学技术和磁性纳米材料在生物医学与健康领域的应用与发展,推动各高等院校、科研院所、医疗单位及企业等各方面专家人才的对接,推动“产学研”三方合作,同时也为相关领域的研究生提供优秀的学术交流平台,20201212日至14日,由中国生物医学工程学会纳米医学与工程分会、中国电子学会应用磁学分会生物磁学学组、中国真空学会表面与纳米科学专业委员会、南京欧美同学会、江苏省生物医学工程学会纳米医药工程专业委员会与体外诊断技术专业委员会以及江苏省药物研究与开发协会医疗器械与药学装备专业委员会共同主办,东南大学江苏省生物材料与器件重点实验室、南京医科大学生物医学工程与信息学院、中国药科大学工学院等共同承办的“第二届全国生物磁学与磁性纳米材料学术会议暨第九届全国生物与医学纳米技术博士生学术论坛”在景色宜人的南京溧水成功召开。本次会议旨在推动多学科交叉融合,凝练科学问题和发展方向,展示近年来我国生物磁学及磁性纳米材料的优秀研究成果,搭建相关同行学者交流合作的平台。来自全国各地的纳米磁学专家共聚南京溧水,分享前沿研究成果,把脉技术创新方向,以期进一步推动磁学技术与纳米材料在生物医学与健康领域的应用和发展。

1213日上午举行了会议开幕式,南京大学都有为院士、中科院物理所沈保根院士、中国科学院副院长高鸿钧院士、中国科学技术大学副校长杜江峰院士、南京大学邹志刚院士、中科院生物物理所阎锡蕴院士、南京航空航天大学郭万林院士、中国药科大学王广基院士,以及南京市溧水区人民政府副区长、党委书记王超勇等数百位院士、专家、学者、领导和参会代表出席了开幕式,中国侨联万立骏院士、上海大学校长刘昌胜院士、中科院电工所王秋良院士等通过线上参加了会议。南京溧水区领导王超勇书记首先致辞,表达了对本次会议成功举办的祝贺,热烈欢迎各位专家学者莅临溧水,并期望后续学术和科技成果能够在溧水转化。随后高鸿钧院士、郭万林院士、沈保根院士作为分别代表主办学会、南京欧美同学会和中国磁学界致辞,回顾了本领域的发展,对未来提出了期望,预祝本次大会圆满成功。最后,沈保根院士宣布本次大会开幕。随后,杜江峰院士、阎锡蕴院士和北京大学磁共振成像研究中心主任高家红教授分别做了“微观磁共振谱学与成像及在生命科学中的应用”、“纳米酶,一种蕴含酶学特性的新型纳米材料”以及“脑磁图的现状与展望”三个大会报告,为参会代表带来了一场学术盛宴。在开幕式最后,本次会议主席顾宁教授宣布下一届会议将在宁波慈溪举办。



1213日下午举行了生物磁学、生物医学磁性微纳米材料及输药系统等分会场主题报告,各分会场报告也是精彩纷呈:

在生物磁学分会场,首先由复旦大学车仁超教授作了“磁性纳米材料的微观电磁性能研究及生物应用”的报告。车教授强调,通过多种显微分析手段能够深入了解磁性纳米材料的磁学特性,以提高应用性能,并为生物磁性材料的前瞻性合成奠定基础。随后,华东理工大学方海平教授介绍了二价阳离子(Zn2+Mg2+Cu2+)的氯溶液中多肽AYFFF自组装能够表现出极强的顺磁性,其可能归因于芳香环、以及芳香环与阳离子之间的相互作用。接着,哈尔滨工业大学吴志光教授汇报了磁驱游动微纳机器人及其生物医学应用。这种磁驱游动纳米机器人未来有望装载药物并执行主动送药等任务。针对现代活细胞低温保存对无毒高效低温保存方法的迫切需求,中国科学技术大学赵刚教授提出了通过电磁场进行空间复温的新思路。通过将光热、磁热复温技术与材料抑冰技术结合,发展了协同抑冰平台,从而实现了超低浓度超低毒性低温保护剂下多种活细胞的高效冻存。然后,西北工业大学尹大川教授作了“梯度磁场操控蛋白质浓液相的融合过程研究”的主题报告。尹教授从蛋白质结晶过程出现大量小结晶或无结晶现象这一奇怪现象入手,讲解了成核理论,并发现了梯度磁场能够对LLPS后的高密度液相进行操纵。中国科学院合肥物质科学研究院张磊的汇报题目为“利用SQUID测量常温液相生物样品的磁学性质,同时发现稳态梯度强磁场作用于细胞核和细胞质上的磁力改变细胞核质的相对分布,这为磁场下的生物学效应提供了理论依据。

会议的下半部分首先由哈尔滨工业大学冷劲松教授带来了“智能材料与结构:力学设计、4D打印及其生物医学应用的报告。冷教授介绍了形状记忆聚合物的性质和驱动方法,并对记忆聚合物材料进行了力学行为模拟,这种材料有望应用于航天领域太阳能铰链设计以及柔性太阳能电池基板。然后,本课题组孙剑飞教授介绍了磁性纳米药物的制备方法和电磁效应研究。孙教授的工作发现纳米磁生物效应能够介导促成骨,同时电磁效应可促进神经调控,例如磁性纳米药物介导的电磁神经治疗能过够快速抗抑郁。中国科学院合肥物质科学研究院谢灿研究员通过介绍动物排便、黑脉金斑蝶、北极燕鸥的迁徙行为,为我们展示了动物感知地磁场的自然现象,阐明了动物感知磁场的机理,并提出了一种新型动物磁受体MagR蛋白假说。接着,华中科技大学刘文中教授进行了超灵敏磁免疫检定及活体内病毒示踪研究展望的主题报告。刘教授发现通过磁性纳米粒子与标记抗体结合,结合体粒径变大,导致磁共振成像过程中弛豫时间增大,从而提出一种新型病毒实时检测方法。空军军医大学丁桂荣教授阐述了经颅直流电刺激(tDCS)治疗脑损伤的有效性研究,研究了tDCS对脑损伤修复的机制:tDCS能够促进缺血性脑损伤运动功能障碍的修复,早期促进神经再生,促进神经元分化为小胶质细胞,并验证了tDcs治疗脑损伤修复的安全性。最后,南京大学黄璞教授作了基于抗磁悬浮力学系统精密测量的主题汇报。黄教授介绍了基于力学阵子的信号探测原理,通过使用微纳力学阵子实现了极限条件(低温真空)下的抗磁悬浮技术,这种超高灵敏力学系统的新方法可用于微弱信号的精密测量。

在生物医学磁性微纳材料及输药系统分会场,南京邮电大学副校长汪联辉教授以“用于精准诊疗的磁性纳米材料”为题的报告拉开了分会场的序幕,汪教授从精准纳米医学的应用背景开始展开,指出磁性纳米材料在诊疗应用方面的挑战包括体内复杂的循环系统、生物级联反应过程等方面,基于解决这些问题的初衷设计出了磁性材料功能化新策略。随后,华南理工大学王均教授就“‘纳米适配子’及抗体药物递送”主题进行了报告,介绍了“纳米适配体”的概念,利用能够特异性识别IgG抗体Fc段的抗体作为亲和分子包覆于纳米颗粒表面,从而获得能够便捷、高效、可控地结合具有Fc段的单克隆抗体的载体系统,纳米适配子能够作为通用型的抗体结合平台,能够形成多价化、多特异性化和多功能化的抗体药物。接着由中国科学院宁波材料技术与工程研究所—慈溪生物医学工程研究所所长吴爱国教授进行了有关“铁基磁性纳米材料肿瘤治疗研究”报告,吴教授详细介绍了以铁基纳米材料为核心开展的光热治疗、铁凋亡治疗、铁免疫治疗及磁机械力治疗等治疗方法,对铁基纳米材料的应用进行了详实的介绍。然后,中国科学院理化技术研究所孟宪伟研究员以“微波响应材料的设计、制备与肿瘤治疗研究”为题,根据离子限域微波热疗增敏机制,设计出微米、纳米及埃尺度下微纳介孔结构材料,在国际上率先将肿瘤微波热增敏热疗推进到活体水平,为高效、精准的恶性肿瘤治疗提供了微波治疗方面的技术。苏州大学放射医学与防护学院李桢教授进行了题为“多模态诊疗一体化分子影像”的报告。李教授讲解了“空位依赖”而非尺度依赖性纳米探针的优势,这种纳米探针具有延长体内循环时间、血液半衰期大于8小时等众多优势,可以借助光动力和免疫方法治疗脑胶质瘤、帕金森等多种疾病。河南大学杜祖亮教授就光电纳米结构材料与器件主题,进行了光电纳米生物标记与检测方面的介绍。

下半程会议由浙江大学药学院院长顾臻教授的题为“随生理信号响应的智能递药系统”开启,重点讲解了“智能胰岛素贴片”的研发以及微针递药体系多样化的应用,还介绍了微针贴片技术在心脏病、脱发、提取植物组织DNA等方面的应用以及空心微针技术的开发和转化研究。紧接着,华中科技大学生命科学与技术学院杨祥良教授就抗肿瘤细胞外囊泡载药系统研究进展,提出了抗肿瘤纳米药物靶向输送五得原则,分别是跑得动、停得下、钻得深、进得去以及放得出。介绍了Met@Man-MPs在高效靶向M2TAM、有效逆极化M2TAM、抑制肿瘤生长、改善肿瘤免疫微环境、有效降解肿瘤胞外基质、增加CD8+T细胞浸润与激活、增强PD-1抗体肿瘤腹肌及深部穿透、增强PD-1抗体抗肿瘤效果、激发肿瘤免疫记忆等方面的研究。随后,中山大学材料科学与工程学院帅心涛教授,以题为医学影像可视化纳米药物报告了医学影像可视化载体在干细胞示踪、抑制免疫排斥及肿瘤免疫治疗、识别癌基因及癌基因治疗等方面的应用。郑州大学药学院张振中教授的报告聚焦于用于精准诊疗的磁性纳米材料,重点介绍了钙离子干扰对树突状细胞抗原交叉呈递中多重屏障的纳米化破坏,对肿瘤组织实施钙离子干扰可同时克服免疫多重屏障,利用钙离子纳米发生器在溶酶体快速生成钙离子,生成的钙离子流向线粒体。具有抑制线粒体解偶联,缓解肿瘤乏氧,耐药基因表达下降,P-gp表达下降,抑制药物外排,IC50下降30倍等方面的作用。最后,同济大学医学院副院长成昱教授进行了题为微磁力调控与肿瘤治疗的报告,成教授生动地讲述了如何利用铁基纳米材料操纵子产生pN级磁力调控细胞命运,介绍了磁操纵子设计原理以及对细胞靶向的定点调控,实现了脑胶质瘤模型的微磁力调控治疗。

14号上午,会议继续如火如荼进行,并进入到博士生论坛环节。首先,浙江大学凌代舜教授作了题为“动态变构自组装磁性诊疗探针”的报告。凌教授课题组构建了肿瘤微环境响应型磁性纳米组装体,该组装体可在肿瘤微酸性环境中动态变构,增强肿瘤与周围正常组织的对比度,利用T1-T2双模态成像评估肿瘤血管通透性,实现小尺寸肿瘤精确诊断。随后,来自中国药科大学的孙晓莲教授进行了题为可控零价铁释放体系用于肿瘤诊疗一体化的报告,孙教授系统地介绍了零价铁离子的概念,并基于此巧妙地设计开发了一种智能零价铁载体——介孔氧化铁壳,该载体对于零价铁的稳定性及磁学性能无任何不良影响,并且可被较好地代谢降解,具有优越的抗肿瘤效果,可诱导细肥凋亡,引起免疫原性细胞死亡。接下来,来自上海交通大学的张文杰教授作了题为“磁控细胞膜片/微组织构建技术在组织再生应用”的主题报告。张教授研究团队通过磁场吸引磁性纳米颗粒标记的细胞应用于构建干细胞微组织,基于此方法构建的干细胞微组织的快速血管化特性能使其及时输送氧气和营养以及清除代谢废物,对于干细胞微组织的存活和功能至关重要。动物实验结果表明,多向磁控拉伸微组织在植入体内后展现出良好的血管化效果。接下来,来自南京医科大学的杨一子老师进行了题为“生物信息学辅助人造磁小体合成方案的设计”的报告,杨老师等人通过在合成磁性纳米材料中添加多种蛋白质,使其能够生成人造磁小体,以代替天然磁小体在人体内发挥作用。精彩纷呈的报告给在场师生带来了颇多收获与启发,大家积极踊跃提问,会场学术氛围高涨。

短暂的茶歇过后,来自东南大学,南京大学,浙江大学,中国药科大学等高校的数十位优秀博士生同学围绕“细胞示踪与治疗”、“纳米酶与诊疗技术”、“纳米医学”等主题,精彩地汇报了各自相关的研究工作,老师同学积极有效交流,会场学术气氛热烈,掌声不绝,学术交流与促进的思维火花不断迸发与融合。

14号下午,三位特邀专家进行了精彩的汇报并举行闭幕式。中国科学院上海应用物理所胡钧研究员首先作了“纳米气泡的奇异特性研究”的主题汇报。纳米气泡作为一个前沿新兴领域,胡教授介绍了纳米气泡的概念及其最新研究发现,并强调了未来水技术的突破依赖于水科学的突破,通过对纳米气泡技术的研究可用于城市污水治理等方面。南京工业大学顾忠伟教授介绍了树状分子在纳米药物材料中的应用。非共价键两亲性组装体能够增强药物的肿瘤渗透级联式多重响应,克服多重生理/病理屏障。模板诱导树状多肽超分子组装、金纳米棒树状多分子组装等可以很好的用于体内杀死肿瘤细胞,并渗透到组织内部以改变肿瘤代谢途径。另外,树状多肽纳米药物对肿瘤DNA具有超分子作用。复旦大学钱忠明教授以脑铁转运为主题进行了汇报。钱教授重点介绍了研究脑铁转运的原因。铁是人体十分重要的元素,缺铁会导致骨髓鞘障碍等疾病。现如今,仍有两个重要问题未得到解决,即脑铁在某些脑区异常增高的原因以及脑铁如何保持生理平衡。在三位老师的精彩报告后,我们的会议也进入了尾声,东南大学张宇教授宣布进入闭幕环节,并由顾宁教授作最后总结。顾老师对参会院士、报告人、会务组及所有参会师生进行了感谢,并宣布第三届全国生物磁学与磁性纳米材料学术会议将在宁波慈溪举行。之后,大会组委会组织了对优秀展报的评选及颁奖活动,本次会议墙报内容涉及生物磁学与磁性纳米材料研究的各个方面,体现了近年来我国生物磁学与磁性纳米材料及相关研究领域的新进展、新成果。顾宁等教授为获得优秀墙报奖的同学颁奖并对大会的成功召开表示衷心感谢。至此,第二届全国生物磁学与磁性纳米材料学术会议圆满成功。