西安交大博士生超厲害！在“國際頂級期刊”Nature、Science子刊連續發表2項研究成果！

光流體技術是一種融合了微納米光學和微流體技術的新型學科，因此具有兩種學科共同的優點。

近日，西安交通大學機械工程學院博士生施宇智在國際頂級期刊 Nature 子刊 Nature Communications 和 Science 子刊 ScienceAdvances 連續發表2篇學術論文，論述了其在光流體操控生物分子和納米顆粒領域所取得的進展。兩篇論文均以西安交通大學為第一作者單位。施宇智是2008年9月進入機碩班的本科生，2012年9月進入碩士階段，2013年9碩博連讀轉入博士階段學習。該研究成果是由施宇智在西安交大機械工程學院博士生導師陳天寧教授、吳九匯教授以及新加坡南洋理工大學電氣與電子工程學院劉愛群教授共同指導完成的。

題為“Sculpting nanoparticle dynamics for singlebacteria-level screening and direct bindingefficiency measurement”的論文發表在 Nature Communications [2018，9（1）：815]，報道了一種新型的能夠在光流體晶格中精確操控顆粒跳躍以及對抗體抗原進行刪選和測量其結合強度的技術。該技術具有三大獨特的創新點。第一，首次研究了三種在光學勢丼中由顆粒相互作用所引起的跳躍機制。以往科學家所研究的在光學勢丼中的跳躍現象都是單顆粒、或兩個或多個不接觸的顆粒的耦合引起的。該研究對於拓展多個顆粒在光學勢丼中的動力學運動具有深遠的意義。第二，通過精確控制光學力和流體力，首次實現顆粒在微通道中任意位置的跳躍，並構建了一個顆粒在光流體晶格中的跳躍迴路。這對於在光流體系統中精確操控顆粒具有很大的意義。第三，利用顆粒的跳躍原理，首次提出了一種在單細胞尺度對抗體進行刪選，以及測量抗體抗原結合強度的方法。該方法將傳統的抗體刪選或測量方法例如免疫酶聯試驗（ELISA）和熒光激活細胞分選器（FACS）等提高到單細胞尺度，對於極小樣品用量的疾病的檢測和單細胞精密醫學等具有深遠的意義。該論文被 Nature 子刊 Nature Review Materials 以“Optofluidics: You never hop alone”（https://www.nature.com/articles/natrevmats201811）為題作了專題報道。

另一篇題為“Nanometer-precision linear sorting with synchronized optofluidic dual barriers”的論文發表在 Science Advances [2018.4(1)]，介紹了利用新型光鑷系統達到具有納米精度地分離納米顆粒和生物分子的技術。傳統的光鑷技術採用光彈簧係數大於10-8N/m的光束來構建光學勢丼，利用勢丼中的光學梯度力和散射力來捕獲納米顆粒。而作者在文章首次探索了以往科學家所忽視的鬆散的過阻尼系統（光彈簧係數10-10-10-8N/m），研究了半徑小於50納米的金顆粒在系統中的獨特的微米級的震盪現象，而傳統系統中的顆粒震盪範圍在幾十到幾百納米之間。並且利用該系統在世界上首次在微流道中成功地將半徑30到50納米的金顆粒、半徑100到150納米的聚苯乙烯顆粒，以及大腸桿菌和孢子蟲等線性地捕獲和分離。該技術在研究顆粒在光流體系統中的動力學特性，以及在精密分離和刪選納米生物分子例如病毒，DNA等方面具有廣闊的應用前景。

長期以來，西安交通大學機械工程學院非常重視拔尖人才培養工作，積極探索實施提高博士生培養質量的綜合改革工作，構建了涵蓋選拔、培養、評價的全方位博士生拔尖人才培養新模式，提出了與企業、國內外專家聯合培養本碩博貫通式應用型裝備製造業領軍人才培養計劃，並首次提出了“把論文寫在產品上”的理念。設立了機械工程學院優秀博士論文培育基金，鼓勵優秀博士生繼續安心於科學研究，力爭在學位論文研究方向上取得突破性進展，產出高水平科研成果；支持並資助博士生參加在國外舉行的大型高水平國際學術會議。近年來西安交通大學機械工程學院的多篇博士學位論文榮獲“陝西省優秀博士學位論文獎”和“上銀優秀機械博士論文獎”。

西安交通大學機械工程學院將2018年確定為研究生年。目前，正在全力推進機械工程學位點國際評估和學位點自評估工作，落實建設“雙一流”大學的碩博貫通培養方案。後期將舉辦全國“機械工程青年精英春季論壇”和全國“機械工程學科研究生培養工作會議”等等，通過舉辦系列學術交流活動，助推機械工程學院拔尖創新人才培養工作的跨越式發展。

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