信息-生物-納米是微納制造產(chǎn)業(yè)和單分子生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。其中微納米觀測(cè)、操控和制造技術(shù)是支撐微納米科技走向應(yīng)用的基礎(chǔ)，是促進(jìn)信息技術(shù)與生命科學(xué)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的使能技術(shù)。微納米組長(zhǎng)期以來(lái)開(kāi)展多學(xué)科交叉研究，推進(jìn)信息、生物、納米技術(shù)的融合與發(fā)展，在微納制造和微納生物領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新性研究成果，已形成特色鮮明的優(yōu)勢(shì)研究方向。
近日，Nature出版集團(tuán)所屬期刊Scientific Reports (4:6524, 2014)刊登了中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所微納米課題組在微納制造領(lǐng)域的最新成果，該研究提出了一種基于微納機(jī)器人技術(shù)對(duì)界面不穩(wěn)定演化進(jìn)行調(diào)制的方法，為超精密微納結(jié)構(gòu)陣列化制造提供了技術(shù)支撐。該工作是課題組在微納制造前期研究基礎(chǔ)上的延續(xù)和深入。在前期工作中，微納米組提出了一種高通量、低成本的微納電極制造方法，為微納電子制造提供了可供選擇的新途徑(IEEE Transactions on Nanotechnology. 13(2): 245-253, 2014)；基于光誘導(dǎo)電流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性模型，發(fā)展了基于光誘導(dǎo)電流體動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的微結(jié)構(gòu)加工方法(Microfluidics and Nanofluidics. 16(6): 1097-1106, 2014)，并應(yīng)用該方法成功實(shí)現(xiàn)了微柱陣列和微透鏡陣列的制造(Applied Physics Letters. 104(26): 264103, 2014)。本次Scientific Report的成果將上述微結(jié)構(gòu)的加工極限由微米級(jí)提升到納米級(jí)，從而構(gòu)建了較為完備的微納結(jié)構(gòu)加工技術(shù)體系。
在微納生物領(lǐng)域，課題組以生物學(xué)需求為牽引，以微納機(jī)器人化操控為核心技術(shù)，在癌癥個(gè)性化治療、活細(xì)胞觀測(cè)、新藥開(kāi)發(fā)等方面取得了重要進(jìn)展：發(fā)展了一種基于細(xì)胞動(dòng)力學(xué)特性的免標(biāo)記細(xì)胞分離方法(PLoS One. 9(3): e51577, 2014.)，初步實(shí)現(xiàn)了癌細(xì)胞與血紅細(xì)胞的免標(biāo)記分離；研究了納米尺度上抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用機(jī)制(Langmuir. 30( 6): 1609-1621, 2014)，揭示出巨噬細(xì)胞吞噬癌細(xì)胞過(guò)程中細(xì)胞超微形貌和機(jī)械特性的動(dòng)態(tài)變化；建立了免模板細(xì)胞動(dòng)態(tài)圖形化技術(shù)(Lab on a Chip. 14(7): 1367-1376, 2014)，為癌細(xì)胞遷移研究提供了新的手段；進(jìn)一步為了滿足對(duì)活體細(xì)胞進(jìn)行原位高分辨率觀測(cè)的需求，提出了一種基于相位反饋模式的新型細(xì)胞觀測(cè)方法(Applied Physics Letters. 105(5): 053113, 2014)，該方法具有快速、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的技術(shù)；針對(duì)新藥開(kāi)發(fā)需求，建立了納米操作機(jī)器人——-平面膜片鉗聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)活體細(xì)胞超微機(jī)械刺激和電生理信號(hào)的同步檢測(cè)(IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 19(4): 1138-1147, 2014)，為機(jī)械門(mén)控離子通道的新藥開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐。這些方法和技術(shù)，構(gòu)成了較為完備的對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)、操作和激發(fā)的手段，將在未來(lái)的生物學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。
上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委，中國(guó)科學(xué)院、機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。（機(jī)器人學(xué)研究室 ）
