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中科院力学所光学多元蛋白质芯片研究达国际领先水平

医案日记 2023-06-20 02:27:37

近日,中国科学院力学研究所国家微重力实验室靳刚研究员的光学多元蛋白质芯片研究取得重大成果。该项研究的核心技术——蛋白质分析技术,具有含二十多项专利和拥有复合技术条件的自主知识产权,与瑞典Biacore技术和美国SELDI技术并列为新型蛋白质芯片分析技术。由于具有无标记、多元并行、定态和动态测量及定性定量功能,使其在国际上居领先水平。

蛋白质芯片技术是一种基于光学生物传感器概念的新型蛋白质分析技术,具有快速和高复现的特点。它利用多种蛋白质活性的微阵列、生物分子的特异结合性和高分辨光学成像,仅需微量生理或生物采样,即可同时检测、识别和纯化不同的生物分子和研究分子间的相互作用。且无需标记,就可直接测量像血浆、细胞裂解液等生理样品。

该研究是中国科学院知识创新工程重大项目,得到了国家自然科学基金的资助。目前已研制出适合于多元生物分子检测的光学蛋白质芯片系统;发展了多种适合蛋白质装配的基片表面改性方法;研制出适合在微单元表面制备活性生物分子层和分子相互作用的微反应器;与生物医学单位合作进行了大量的生物医学检测实验;创建了与人类生命功能和重要疾病相关的蛋白质数据库框架,可用于临床疾病的诊断和蛋白质分析;为光学蛋白质芯片技术在生物医学检测领域的进一步应用提供了基础。

该蛋白质芯片技术对SARS病毒的检测、乳腺癌的早期诊断和治疗、心血管疾病的抢救和治疗、乙肝表面抗原的检测等均有重要意义。

上海科技大学王牌专业 比较好的特色专业名单

一、上海科技大学王牌专业介绍校级推荐专业:计算机科学与技术

一级学科博士学位授权点:材料科学与工程

一级学科硕士学位授权点:材料科学与工程、计算机科学与技术

可独立招收、培养硕士和博士研究生的一级学科:物理学、化学、生物学、材料科学与工程、电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术
二、上海科技大学简介
上海科技大学(ShanghaiTech University,简称上科大、ShanghaiTech)是一所由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,由上海市人民政府主管的全日制普通高等学校,2013年9月30日经教育部批准同意正式建立。学校致力于服务国家经济社会发展战略,培养科技创新创业人才,提供科技解决方案及发挥思想库作用,积极投身高等教育改革、参与上海科创中心建设,努力建设一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

学校位于上海—浦东新区—张江高科技园中区,是建设中的张江综合性国家科学中心的重要组成部分,与上海同步辐射光源、国家蛋白质科学研究(上海)设施、中科院上海高等研究院、上海微小卫星工程中心、中科院上海药物所新药研发平台等国家级大科学设施和科研机构融为一体,与张江高新区的产业界、投资界有机衔接。学校新校园占地约900亩,总建筑面积约70万平方米,校园建设充分体现“学生教师为本,教学科研融合,绿色环保智能”的规划设计理念,2015年底基本建成,2016年全面投入使用。

学校以理工科为主,设立物质科学与技术学院、生命科学与技术学院、信息科学与技术学院、创业与管理学院和创意与艺术学院,实行大学院制,学院下不设系。学校设立免疫化学研究所、iHuman研究所、数学科学研究所和通识教育中心。

学校按照1:10–1:12的师生比建设一支1000人规模的教授队伍,规划选聘500位常任教授和500位特聘教授。其中,常任教授主要来源于国际著名大学的知名学者和优秀青年学者,实行常任教授制(Tenure System);特聘教授主要来源于中科院上海分院研究院所的优秀科学家以及国内外著名教授。截至2018年9月,学校已选聘485位教授(特聘教授293位,常任教授到位173位,另有19位常任教授接受offer)。其中包括诺贝尔奖获得者4位、美国国家科学院院士11位、美国人文和科学院院士6位、英国皇家学会院士3位、中国科学院院士34位、中国工程院院士3位、“杰青”94位。

学校培养本科生、硕士研究生、博士研究生以及专业学位研究生,在校学生规模规划为本科生2000名,研究生4000名。截至2018年9月,学校共有在籍学生3221人,其中本科生1433人,硕士研究生1212人,博士研究生576人。2014年学校面向全国9省市招收了首届207名本科生,2015、2016、2017年面向14省市分别招收了299、353、355名本科生,2018年面向17省市招收了422名本科生。2013年学校招收了首届296名中科院联培研究生,2017年学校首次独立自主招收459名研究生,2018年学校独立招收了560名研究生。

学校围绕“服务国家经济社会发展战略”的办学使命,建立学院专业能力培养—书院综合素质培养结合、学—研结合、学—创结合的人才培养机制,注重培养学生“立志、成才、报国、裕民”的社会责任感,具备扎实的科学技术背景和创新创业意识,深入了解中国传统文化和国情,同时具有国际视野,成长为从事科学发现、高技术创新与新兴产业创业的拔尖人才。

本科生培养遵循“宽口径、厚基础、小规模、国际化”的原则,突出“通(通识教育)、专(专业人才)、新(创新创业)”的特色,建立了由专业教育、通识教育、个性化教育构成的本科培养体系,专业课程体系和标准与世界一流大学接轨,选用国际经典教材;所有本科生必修数、理、化、生、信息,打下坚实理工科基础;加强中华文明、世界文明、科技文明教育,注重创新创业教育。学校为每位本科生配备导师,在学习生活、创新实践、生涯规划等多方面为学生提供指导。学校注重将创新实践融入培养全过程:2017年,全体2016级本科生前往全国13个基地开展暑期社会实践活动,全体2015级本科生和部分研究生前往50家企业和园区开展暑期产业实践活动,近30%的大二大三本科生在学院/研究所实验室参与科研实践活动。学校致力于构建国际化的学习环境,为优秀学生提供充足的海外学习交流机会:2017年93名本科生赴加州大学伯克利分校、芝加哥大学、意大利帕多瓦大学、耶鲁大学进行暑期课程学习和交流。2017年秋季,我校派出了21名优秀本科生赴哈佛大学、麻省理工学院进行一学期或一学年的专业课程学习和交流。

2018年6月,我校迎来首届本科毕业生。在199名本科毕业生中,约38%选择前往国(境)外攻读研究生。已获得录取通知书的出国深造的毕业生人均收到2个以上世界知名大学的offer,包括哈佛大学、芝加哥大学、哥伦比亚大学、杜克大学、约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、莱斯大学、华盛顿大学圣路易斯、南加州大学、埃默里大学、卡耐基梅隆大学、纽约大学等国际知名大学。境外留学的毕业生中,5人进入全球TOP10高校深造;15人进入全球TOP20高校深造;51人进入全球TOP100高校深造,占总毕业人数的26%。约34%的毕业生选择在上海科技大学、中国科学院大学、清华大学、 上海交通大学 、 复旦大学 、 浙江大学 等国内高校攻读研究生;约20%的毕业生选择直接就业,工作单位包括通用电气、诺华、AMD、和辉光电、上海证券、上海银行、汉高等国内外知名企业;约8%的学生因各种原因暂缓毕业。值得一提的是,首届本科生的科研实力同样不可小觑。截至2018年5月,已有17名2014级本科生以第一作者、共同作者等身份在知名学术期刊或国际会议上发表20篇论文。

研究生培养以学术型博士为重点,兼顾一部分应用型硕士。2013-2016年,学校与中国科学院大学联合招收了4届硕博连读研究生1550名。学校已获教育部批准,将结合上海科创中心建设以及上海市教育综合改革,从2017年起在7个一级学科独立招收和培养硕士和博士研究生。2018届共有150名联培硕士研究生和41名联培博士研究生顺利毕业。截至目前,硕士毕业生整体就业升学率为94.4%,其中89.9%的同学拿到了包括百度、华为、联影、国家电网、和辉光电、AMD、强生、3M、药明康德在内的国内外知名企业的录用通知书,4.5%的同学到加州大学伯克利分校等海外知名学府读博。博士毕业生整体就业率为90.5%,就业同学拿到了包括药明康德、华为等国内外知名企业及中国科学院上海生物化学研究所等科研院所的录用通知书。

学校瞄准物质科学与技术、生命科学与技术和信息科学与技术的前沿领域同时开展教授个体科研和围绕重大目标的团队科研,推动学科交叉融合、大学与国家级科研机构融合,构建科技进步驱动产业发展的完整创新价值链,针对国家在转型发展过程中所面临的一系列严峻挑战,探索基于科技创新的解决方案。目前,物质、信息、生命、创管学院以及免疫化学研究所、iHuman研究所已制定了学科/平台建设规划,常任教授、科研人员正陆续到位,截至2018年2月已建立157个研究组,科研工作全面开展,截至2018年2月,学校科研人员共参与发表科研论文1886篇,其中第一作者及通讯作者论文729篇,“成功解析人源大麻素受体三维结构”等高水平科研成果开始涌现。学校全力推进科技与教育的融合,参与中科院牵头的国家级科研项目,与中科院相关院所建立联合实验室开展全面科研合作,2017年10月超强激光光源联合实验室实现10拍瓦(1拍瓦=1千万亿瓦)激光脉冲输出,达到国际领先水平。学校积极推动科教与产业的融合,与多家国内外高科技企业开展产学研合作,技术成果转移转化取得一系列进展。

2016年4月15日,国务院发布《上海系统推进全面创新改革试验加快建设具有全球影响力的科技创新中心方案》,明确指出上科大在上海张江综合性国家科学中心建设中承担重要任务。目前,学校正与中科院上海分院科研院所等单位合作,负责或参与建设软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构和功能成像等线站工程、超强超短激光实验装置、上海光源二期线站工程(纳米自旋与磁学线站、高性能膜蛋白晶体学线站),牵头硬X射线自由电子激光装置的规划和建设,承担“多空间多时间尺度生物成像平台”、“机器学习与虚拟现实平台”等科创中心建设重点建设工作,力争为上海科创中心建设做出重要贡献。

光刻机只是“幌子”?中科院再迎新技术突破,芯片界将迎变局

在芯片界,光刻机是很多芯片制造公司争相抢购的机器,和一般机器不同的是,光刻机是专门用来制造芯片的。如果是用来生产5nm芯片的话,更是需要EUV光刻机。

台积电和三星希望购得更多的EUV光刻机,花钱都是小事,三星会长李在镕甚至亲自到荷兰ASML会见该公司高层,就是希望可以得到优先供货。可见光刻机有多么重要。

而我国中科院也宣布要入局光刻机,在光刻机的布局上,全力加速。可以预见的是,一旦中国生产出了纯国产光刻机,可以在一定程度上解决国内芯片供应问题。

为了实现这个目标,自然是需要大量光刻机投入到芯片制造产业中的,仅仅靠国外进口的话,别人未必有条件出售光刻机,而一劳永逸的办法就是自己生产制造。只不过想要实现EUV光刻机的生产能力,确实还有一段路要走了。

那么光刻机的布局要如何延续呢?一则消息传来,中科院再迎新技术突破,高端光刻机可能成为其次了。

中科院正式宣布,8英寸石墨烯单晶圆成功亮相,在尺寸和产品质量上都是处于国际领先地位的。中科院在石墨烯芯片材料上迎来了技术突破,什么是石墨烯,石墨烯芯片又是什么呢?

石墨烯作为一种新型材料,在多项领域都能实现很好的应用,具备优异的光学、电学和力学特性。世界各国在对石墨烯材料的研究中,都没能取得比我国更深入的进展,因为我们成功将8英寸石墨烯单晶圆亮相,将来可能用在芯片上。

大家都知道,传统的芯片都是硅基芯片,用硅作为芯片的材料,现有的一切技术,纳米制程,光刻机工艺都是针对硅基芯片展开的。

在一堆沙子中提取纯度为99.9999%的硅,最终制成单晶硅棒,再通过一系列的切割、蚀刻、曝光、光刻、封装等工艺,才能把硅基芯片制造出来。整个制造过程中对光刻机的依赖性是非常大的,没有光刻机,一颗芯片都造不出来。

而石墨烯芯片也被称为碳基芯片,性能是硅基芯片的十倍,而且不会过度依赖高端光刻机。可能以现有的国产光刻机水平,就能生产出性能不错的碳基芯片。

如果能够在石墨烯芯片 探索 上更进一步,完善碳基芯片的生产,那么芯片界或迎变局。这时候再看国内布局光刻机的进展,被视作可能是一个“幌子”,用碳基芯片替代高端光刻机的布局。

而石墨烯芯片的意义也是十分重大的。国际主流的芯片技术都是硅技术,我们想要赶上别人领先十几年的技术,一时半会不太可能。但如果能凭借石墨烯的碳基芯片,是不是就能实现换道超车。

这项意义可谓十分重大,而且在该领域上,各国都未能形成有效的芯片材料替代方案。随着我国8英寸石墨烯单晶圆的面世,或许未来能实现这一切,也未可知。

机会从来都是自找的,主动抓住机会,才能迎来变局,迎来机遇。

光刻机就目前市场局势而言,还是很重要。短期内相信国内的 科技 企业还会继续攻克光刻机技术,而长期的发展来看,石墨烯碳基芯片也能作为一种替代方案。

正所谓有备无患,技多不压身,多掌握一项核心技术,那么在该领域就有更大的话语权,主动权。不至于对方一条规则的发布,就要被卡脖子。

最好的情况是两手抓,把各项不足的地方都给补上,并形成自己的技术体系。这样才不会陷入被动。

你认为石墨烯芯片可行吗?

中国科学技术大学物理系的两院院士

赵忠贤
物理学家。辽宁新民人。1964年毕业于中国科学技术大学技术物理系。1987年当选为第三世界科学院院士。中国科学院物理研究所研究员,超导国家重点实验室主任。一直从事低温与超导研究。1967-1972年参加几项国防任务。1976年开始从事探索高温超导电性研究。所发表的论文包括第Ⅱ类超导体的磁通钉扎与临界电流问题;非晶态合金的超导电性。1983年开始研究氧化物超导体BPB系统及重费米子超导性,1986年底在Ba-La-Cu-O系统研究中,注意到杂质的影响,并于1987年参与发现了液氮温区超导体 。
1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。
郭光灿
光学和量子信息专家。1942年生于福建惠安。1965年毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。现任中国科学院中国科学技术大学量子信息重点实验室主任、物理系教授。
主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。提出概率量子克隆原理,推导出最大克隆效率,在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机。发现在环境作用下不会消相干的“相干保持态”,提出量子避错编码原理,被实验证实。提出一种新型可望实用的量子处理器,被实验证实。在实验上实现远距离的量子密钥传输,建立基于量子密码的保密通信系统,并提出“信道加密”的新方案,有其独特的安全保密优点。在实验上验证了K-S理论,有力地支持了量子力学理论。发现奇偶相干态的奇异特性等。
2003年当选为中国科学院院士。
侯建国
物理化学家。1959年生于福建平潭。1983年毕业于中国科学技术大学物理系,1989年获中国科学技术大学博士学位。1993年至1995年在美国Oregon州立大学化学系做助理研究员。现任中国科学技术大学教授、副校长、理化科学中心主任。
主要从事结构分析、表面物理化学和无机材料制备方法的研究。利用分子自组装技术,获得了能够分辨碳—碳单键和双键的分子图像,并从实验和理论上分别论证了扫描隧道显微术对单分子直接成像的可能性与限制因素,并进而确定了C 表面晶格的取向特征。此外,发展了确定单分子在固体表面吸附取向与局域电子态的方法,提出了制备具有特殊性能的同质分子超晶格的新途径。
2003年当选为中国科学院院士。
饶子和
分子生物物理与结构生物学家。1950年生于江苏南京。1977年毕业于中国科技大学,1982年获中国科学院研究生院硕士学位,1989年获墨尔本大学博士学位。现任清华大学教授,中国科学院生物物理研究所所长,生物大分子国家重点实验室主任。
在《Nature》上发表了SIV-MA的晶体结构,首次提出HIV及其家族分子的装配模型;在《Cell》上发表了H Factor Ⅸ EGF-like Domain与Ca++结合复合物的结构与功能研究结果,揭示了该复合物的生物学机理;在2003年SARS爆发期间,成功地解析出第一个SARS病毒的蛋白质-3CLPRO及其与抑制剂复合物的晶体结构,为抗SARS药物的发现奠定了重要的结构基础,论文在《PNAS》上发表。其研究组已经系统地表达出200余个与人类健康密切相关的重要蛋白质,解析出50多个重要蛋白质的结构。
2003年当选为中国科学院院士。 王震西
磁性及非晶态材料专家。江苏省海门市人。1942年9月3日出生。1964年毕业于中国科技大学物理系获学士学位。中国科学院北京三环新材料高技术公司总经理、研究员。长期从事磁性非晶态材料的研究及应用推广。研制成功我国第一代国防用多种微波铁氧体材料和器件。在非晶态DyCo3.4合金薄膜中,合作发现并命名了SPerimagnet(散磁性)新型磁结构。研制成功具有我国自己特色的低纯度钕稀土铁硼永磁合金,系统地解决了大规模工业生产中整套关键技术、工艺和设备,并积极推广。创建产业型三环新材料高技术公司,经济效益显著。多次获得国家及省部级奖励?quot;低纯度钕稀土铁硼永磁合金获1988年国家科技进步奖一等奖。发表学术论文数十余篇。
1995年当选为中国工程院院士。
许祖彦
1940年2月生,1963年中国科大技术物理系毕业分配到中科院物理所,从事激光物理与激光技术研究至今。主要研究方向为可调谐激光,全固态激光和超快激光的研究与应用。研究有机染料可调谐激光技术,获国家科技进步二等奖一项,中科院科技进步二等奖二项,电子部科技进步二等奖一项。研究非线性光学和光参量宽调谐激光,获国家发明二等奖一项,中科院科技进步一等奖一项。研究大功率全固态激光,取得多项国内外领先成果和发明。研究超快激光,国内首创全固态飞秒光源和国际领先宽调谐飞秒激光器等。
2001年当选为中国工程院院士。
陈立泉 
1940年生于四川南充,1964年毕业于中国科学技术大学物理系,同年到中国科学院物理研究所工作至今。其间1976~1978年赴西德马普协会固体所进修;1985年、1990年和1992年曾分别在法国科研中心波尔多固体化学研究所、荷兰代尔夫特理工大学和日本东京工业大学任客座教授。主要研究方向:纳米离子: 纳米离子材料和离子电子混合导电材料的制备和表征;纳米离子材料和离子电子混合导电材料的离子和电子的输运特性和其他物理性质。高能电池和燃料电池中的物理化学过程。发表论文下230余篇,申请发明专利13项。长期从事固态离子学的研究,是我国固态离子学的创始人之一,长期从事锂电池、锂离子电池及可持续能源领域内的研究工作,在固态离子学及可持续能源领域在国际上享有很高的声誉。现担任国际固态离子学学会的委员、“ Solid State Ionics ”国际杂志的编委,中国固态离子学会名誉理事长,曾任中国固态离子学学会理事长。发表论文230余篇,申报发明专利13项。曾是国家863计划二次锂电池专题负责人并参加了课题研究,主持了专题研究计划的制定和实施及全国11个子课题研究的协调。近年来取得纳米金属储锂合金负极材料等一批国际一流水平的研究成果,这一成果被美国能源部年度政府工作报告中引用的唯一一篇中国的文献。
2001年当选为中国工程院院士。

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