2013年12月23日至28日,西安交通大学生命科学与技术学院生物医学分析技术与仪器研究所张镇西、梅建生、姚翠萍、贺宇路师生四人受邀赴台湾大学光电工程学研究所杨志忠教授课题组参加学术交流活动。这次交流是由国家自然科学科金和中国台湾李国鼎科技发展基金会联合资助的两岸项目“基于金纳米颗粒的癌细胞多功能光学标记与灭活技术—基于金纳米棒的癌细胞荧光增强标记与光动力灭活”所驱动。杨志忠教授是该项目的台方课题负责人,2013年1月7至11日及2013年10月29日至11月2日,杨教授曾先后两次来访进行课题交流。分别就两岸项目的申请和批准后的交流和执行进行了访问。此次受杨教授之邀赴中国台湾学术交流的主要目的是进行课题交流以把握项目进展,开展实验讨论以改进实验结果,以及协商后续的人员合作安排。
在杨教授的陪同下,参观了台湾大学的校园,实验室的硬件,包括透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜、细胞培养房等一些系统先进的实验设备,以及杨教授课题组搭建的光学相干断层扫描成像(OCT)系统等。纪廷达博士后向我们介绍了OCT的成像原理以及系统的搭建过程,并演示了激发波长为1060nm的OCT对人手指的成像,从图像中可以清晰看到皮肤下的汗腺。1060nm属于红外光波范围,对人体组织具有很好的穿透性,将其用于OCT对生物组织成像,具有很好的应用前景。
与杨教授及其课题组之一的生医光电组研究生进行项目一些实验结果的讨论。博士生杜毅洲通过尾部静脉注射将金纳米环注入口腔鳞癌裸鼠模型体内,24小时后,摘除裸鼠的尾巴、肾脏、肝脏、脾、心脏、肺等器官,以及肿瘤组织溶于王水中,并利用ICP-MS检测金浓度,从而得到金纳米环通过静脉血液循环在裸鼠体内的分布情况。硕士生张佑维搭建了激发波长为810nm的OCT系统,并制备得到了LSPR峰值在810nm的金纳米环,后续计划将该纳米环连接抗体检测其对癌细胞的光热灭活作用,同时提出了将灭活效果与金纳米棒进行对比的想法,我们课题组可以制备所需的LSPR峰值在810nm的金纳米环。硕士生褚哲宽提出利用KI融掉细胞表面的金纳米环,来推算细胞表面的金纳米环和进入细胞内部的金纳米环数量,为后续研究金纳米环光热作用的靶位提供依据。我课题组博士生贺宇路制备得到LSPR吸收峰在800nm的金纳米棒,后续将开展将其与抗体连接用于癌细胞的靶向光动力灭活研究,同时提出将其灭活效果与金纳米环用于光动力的灭活效果作对比的想法。针对项目研究中出现的问题及后续研究的开展,大家展开了热烈的讨论。随后我课题组的张镇西教授和姚翠萍老师分别做了演讲,其中关于金纳米颗粒应用于基因转染的研究引起大家的兴趣,双方课题组一起讨论了将金纳米环应用于基因转染的可行性以及实施方案。
与两岸项目主要合作人台湾大学光电工程学研究所江衍伟教授会谈,江衍伟教授的主要研究领域为光电器件的电磁模拟以及生物组织光学成像的模拟以及金纳米结构中表面电离子的数值研究。在本联合项目中将主要负责金纳米环表面等离子体共振效应的数值模拟,设计最优化金纳米环颗粒的几何结构。与江衍伟教授探讨了COMSOL Multi-Physics(FEM)软件用于金纳米棒表面等离子共振效应及其对附近光敏剂单态氧产量影响的模拟模型建立的可行性,未来,江教授将会在数值模拟方面给予我们指导。
在杜毅洲博士生的陪同下,前往中坜市拜访项目主要合作人台湾中原大学生物科技学系许毅芝教授。许教授的研究领域包括光动力疗法、动物模型构建以及细胞生物学,在本联合项目中的主要工作是动物模型的构建,此次拜访过程中,许教授向我方介绍她实验室的基本情况、人员组成以及近年在光动力治疗口腔癌的研究以及动物模型构建过程中取得的成绩,并针对其最新研究成果做了题为“Targeted Nanoparticle Delivery of HIFIQ SiRNA Combined with Photodynamic Therapy as a Potential Treatment Strategy for Oral Cancers”的报告。光动力治疗癌症也是我们课题组致力研究多年的方向之一,双方共同讨论了光动力用于癌症临床治疗的前景以及光动力基础研究的最新发展方向。在许教授的引导下参观了台湾平原大学生物科技系的实验室,许教授向我们介绍了她目前在养的裸鼠模型,以及在裸鼠模型构建中需要注意的一些事项。随后,我们观摩了许教授新进小动物活体光学成像系统(IVIS)的搭建及实验操作过程。
我们和台湾的合作研究团队展开深入的探讨研究,提出了诸如阵列排布的金纳米环/棒的表面增强作用,金纳米环/棒的光热作用以及光动力作用效果的对比研究,金纳米环用于基金转染等许多新的想法,这使得项目的下一步研究目标更加明确。双方团队各有自己的研究专长,通过此次的交流讨论,使得双方研究不局限于各自当前的研究领域,开阔眼界,更有利于项目研究的顺利开展,双方都有了更深入的了解,为合作研究铺路。也初步决定共同召开海峡两岸奈(纳)米生医光电学术研讨会并草拟了筹备计划书,主要内容为:研讨会举办方式大陆与台湾双方学术研究单位于两地轮流举办,每两年举办一次。双方各自推荐7-12教师代表与会,经由技术报告讨论达到交流目的。研讨会除了教师报告交流外,亦可安排两岸相关研究生参加,举办研究生学术论文竞赛等。
此次台湾之行,受到了台方合作团队的热情接待,对此我们也表示了感谢。期待更多的两岸交流,增进同胞间的互信了解,相互学习共同发展,推动科技事业的进步。