沈陽自動化所在微納制造和微納生物領域取得系列進展

　　信息-生物-納米是微納制造產業和單分子生命科學研究的熱點。其中微納米觀測、操控和制造技術是支撐微納米科技走向應用的基礎，是促進信息技術與生命科學實現跨越式發展的使能技術。中國科學院沈陽自動化研究所微納米組長期以來開展多學科交叉研究，推進信息、生物、納米技術的融合與發展，在微納制造和微納生物領域取得了一系列創新性研究成果，已形成特色鮮明的優勢研究方向。

　　近日，Nature出版集團所屬期刊Scientific Reports (4:6524, 2014)刊登了沈陽自動化所微納米課題組在微納制造領域的最新成果，該研究提出了一種基于微納機器人技術對界面不穩定演化進行調制的方法，為超精密微納結構陣列化制造提供了技術支撐。該工作是課題組在微納制造前期研究基礎上的延續和深入。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)；基于光誘導電流體動力學不穩定性模型，發展了基于光誘導電流體動力學不穩定的微結構加工方法(Microfluidics and Nanofluidics. 16(6): 1097-1106, 2014)，并應用該方法成功實現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 的成果將上述微結構的加工極限由微米級提升到納米級，從而構建了較為完備的微納結構加工技術體系。

　　在微納生物領域，課題組以生物學需求為牽引，以微納機器人化操控為核心技術，在癌癥個性化治療、活細胞觀測、新藥開發等方面取得了重要進展：發展了一種基于細胞動力學特性的免標記細胞分離方法(PLoS One. 9(3): e51577, 2014.)，初步實現了癌細胞與血紅細胞的免標記分離；研究了納米尺度上抗體依賴細胞介導的細胞毒作用機制(Langmuir. 30( 6): 1609-1621, 2014)，揭示出巨噬細胞吞噬癌細胞過程中細胞超微形貌和機械特性的動態變化；建立了免模板細胞動態圖形化技術(Lab on a Chip. 14(7): 1367-1376, 2014)，為癌細胞遷移研究提供了新的手段；進一步為了滿足對活體細胞進行原位高分辨率觀測的需求，提出了一種基于相位反饋模式的新型細胞觀測方法(Applied Physics Letters. 105(5): 053113, 2014)，該方法具有快速、抗干擾能力強的優點，優于現有文獻報道的技術；針對新藥開發需求，建立了納米操作機器人——平面膜片鉗聯合作業系統，實現了針對活體細胞超微機械刺激和電生理信號的同步檢測(IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 19(4): 1138-1147, 2014)，為機械門控離子通道的新藥開發提供了技術支撐。這些方法和技術，構成了較為完備的對細胞進行檢測、操作和激發的手段，將在未來的生物學研究中發揮重要作用。

　　上述研究得到了國家自然科學基金委、中國科學院、機器人學國家重點實驗室的大力支持。