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研发生物芯片技术 助力微生物快速检验——深圳市检验检疫科学研究院 顾大勇博士

2013-06-27

顾大勇,医学博士,中山大学硕士生导师,国家质检总局卫生检疫行业标准委委员。他近年来一直从事有关传染病监测检测相关临床检验工作,并从事基于微生物高通量快速检测相关的生物芯片技术及传感器技术方面的研究,曾先后主持或参与完成多项国家、军队及省市级相关课题的研究工作,包括国家863计划、国家自然科学基金、中国博士后基金、军队“十一五”重点医药项目研究等,先后获省部级科学技术奖项6项,2009年被评为深圳市地方级科技领军人物。

1998年起,顾大勇博士开始从事“G-菌脓毒症导致的PMN肺内‘扣押’机理研究”,发现G-菌可通过LPS直接作用途径诱导PMVECNF-κB迅速活化转核,启动ICAM-1IL-8的转录表达,介导PMVEC-PMN的粘附和趋化,形成PMN肺微血管内的“扣押”浸润和肺组织定向迁移,引起微血栓形成和血管内皮损伤,导致急性肺损伤(acute lung injury,  ALI),甚至急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)。

2001年,顾大勇博士开展了“可视化纳米放大生物芯片检测技术”研究,他采用纳米金作为报告分子,充分利用纳米金与银反应可将信号放大106的优势,将杂交结果信号进行足够的放大,形成裸眼可见的颜色信号。该技术不仅提高了检测的灵敏度,而且产生的信号稳定,易于检测,可以用裸眼观察或普通光学装置记录,从而克服了传统标记技术的不足,使得结果检测、分析的设备和技术大为简化,形成新一代生物芯片的检测技术。基于该技术先后研究开发了“应用于野战环境微生物检测的新型基因芯片检测系统”、“适用于临床病原体快速检测基因芯片”以及“适用于食品微生物检测的芯片系统”,该部分工作被《解放军报》、《重庆晨报》及《中国技术创新信息网》报道和宣传,还作为代表项目参加了在上海举行的世界青年工程师大会。

2005年,他在博士后工作期间,研究“Pleiotrophin调节脂肪细胞分化的机理”。揭示PTN可通过PTN/PI3K/AKT/GSK-3β/β-catenin信号通路参与脂肪细胞的分化,表现为对脂肪细胞分化的抑制作用,且该信号通路与Wnt/GSK-3β/β-catenin信号通路存在着交叉重叠。

2009年,他主持申报的“基于假互补肽核酸的纳米光纤集成式表面等离子体共振基因芯片检测技术的研究”获得了国家自然科学基金资助。该项目是探索一种全新的基因芯片检测技术。通过该研究可以实现传感器技术与芯片技术的完美结合,凸显其在传染病病原体监测检测方面的巨大优势,使基因芯片的检测更适于检验检疫、卫生防疫甚至临床实验室等部门应用,促使我国对传染病的监测检测及诊断水平达到或接近世界水平,为有效控制口岸传播重大传染病或烈性传染病提供了强有力的技术支撑。

多年来,顾大勇博士专注于将生物芯片技术与表面等离子体共振(SPR)传感器技术相结合,充分利用SPR传感器非标记、实时的检测优势来大大提高芯片检测的灵敏度和特异性,降低芯片检测的难度,提高芯片检测的效率,使基因芯片的检测更适用于临床及普通实验室。

近年来先后主持开发研究出“强度调制型双通道双参数SPR生物芯片检测仪”以及“基于新型假互补肽核酸的纳米光纤集成式面扫描光谱型SPR基因芯片检测仪”,相关技术已申请发明专利6项。

目前,他的工作一方面基于前期研制的样机进行实用型的应用研究,如开发基于呼吸道传染病及食源性微生物等的快速检测应用技术;另一方面针对前期研究中发现的不足,开发新型的基于纳米光纤阵列寻址的非扫描型SPR面成像式生物芯片检测技术,并优化、研制出相应的样机,进而和miRNA指纹谱技术相结合,研发应用于传染病早期筛查检测的技术和设备。