杨思华 ：“激光在生命科学中的交叉应用”
发布时间：2020-11-16 阅读次数：6330
杨思华
现任华南师范大学研究员、博士生导师、生物光子学研究院副院长、激光生命科学教育部重点实验室主任，华南师范大学物理学部学术委员会副主任委员。
2018年获国家自然科学基金委优秀青年基金；2016年获广东特支计划科技创新青年拔尖人才，广东省高等学校优秀青年教师（培养计划）。
第二代改进的手持式实时光声显微成像仪，利用MEMS器件结合小型化的激发与探测换能器，实现了手持式光声成像模式，成像速度提升至1-10/s帧率，大大改善了临床使用便利性。手持式光声探头前端直径只有12.5 mm，实现了口腔及宫颈等部位非介入的组织深层微血管检测的应用扩展。
华南师范大学生物光子学研究院
华南师大生物光子学研究院成立于2009年1月，是一个以光子学和生命科学交叉为主，结合物理学、光学、医学、化学、材料学、电子学等多学科交叉的科研机构，是华南师范大学第一个研究院。目前研究院拥有了激光生命科学教育部重点实验室、广东省激光生命科学重点实验室、广东省新型超声成像设备工程技术研究中心、广东省光子中医信息治疗仪器工程技术研究中心、广州市光谱分析与功能探针重点实验室等交叉科学研究平台。研究院实验用房面积达7000多平，单价100万以上的仪器设备43台。研究人员40余名，其中国家级人才（国家杰青、国家优青、国家青千）3名，省部级人才6名，教授16名。近5年承担国家基金委重点项目、国家基金委重大仪器研制项目、科技部重点研发计划课题等科研项目200余项。研究院立足于新兴交叉学科生物光子学基础与应用研究，以发展生命体结构与功能信息的光子学检测技术为核心，开展从基因水平、分子水平、细胞水平、到组织水平的多层次、多模式、全方位的无损、快速生物光子学诊断方法和监测技术，主要研究方向包括生物医学光声技术及应用、显微荧光分子功能成像技术及应用、光学分子传感与纳米生物芯片、先进谱学与光流控技术及生物应用，其研究内容涵盖了光子学技术与生物医学、农业、环境科学、材料科学等的前沿交叉领域。
华南师范大学激光生命科学实验室
华南师范大学激光生命科学实验室是我国首个将激光技术应用于生命科学研究领域的高科技实验室。激光生命科学实验室坚持聚焦于光子学技术及其生物医学应用领域的原理创新、方法建立及技术转化，以光子学技术的精、准信息获取为出发点，追求解决已有光子学检测技术在灵敏度、分辨率、探测深度等方面的原理性限制，实现从分子、活细胞到活体组织上多尺度、跨层次的生物功能分子信息的精、准无损解析。近年重点发展和研究方向主要集中在4方面：
（1）光声功能影像技术临床转化
利用光致超声效应及其成像技术，弥补传统影像（MRI，CT，B超，纯光学成像）技术在软组织成像中深度与分辨率之间的矛盾和检测难点，光声成像实现了在厘米量级的深度上获取十微米量级分辨率的影像技术，研发了小动物光声成像仪、手持光声显微镜、光声热声多模态成像系统、体扫描光声CT系统等，其中皮肤光声显微成像仪进入临床转化。在此基础上，将进一步以光声内窥镜为转化重点，研制针对上/小消化道、口腔、子宫、鼻腔等不同适应症检测部位的光声内窥成像仪器，开展临床试验和应用转化。
（2）新型高效光学肿瘤治疗技术与应用
围绕新原理高效光学肿瘤治疗技术，利用实验室自主研发的超短脉冲微波（PRL, 2012）及纳秒脉冲激光作为激发手段，通过光/微波选择性吸收的纳米探针定位，将电磁波能量在亚细胞定位精度上转换为热弹超声冲击波，提出光声/微波热声治疗技术，从而物理性精准杀伤肿瘤细，开展了活体动物肿瘤模型的临床前评估和测试；研发了多种高靶向效率、高电磁-热弹转换效率的生物正交标记、热相变、高介电损耗、高爆型等新型探针，在脑胶质瘤、肝癌肿瘤模型中治疗效果显著，系列研究成果发表在AFM, ACS nano, JACS, Small, Theranostics上。目前正研制超短脉冲微波热声肿瘤治疗与影像一体化系统，将开展临床大动物（羊/狗）肝癌活体模型的治疗、疗效的验证评估。
（3） 功能基因超灵敏光学传感技术与应用
针对生物医学基因传感这一主线，建立了单分子水平的功能基因光电化学分析方法，发展了磁控传感技术、集基因扩增和功能基因识别于一体的微流控-ECL和纸基比色/ECL检测平台，实现了多种重要功能基因的高灵敏、高特异检测；最来结合高保真的CRISPR-Cas 系统，发展了精准、快速的检测方法用于致病菌（Nat. Commun., 2020）和癌症相关microRNA标志物（Adv. Sci., 2020）的检测。在此基础上，将面向肿瘤个性化诊疗的科学需求，结合光学、分析化学和临床诊断学等学科的先进技术，进一步发展高灵敏、高特异的分子检测方法，构建便携式、一体化、自动化、多通道的检测平台。
（4） 光调控生物学机制与应用基础研究
基于“激光在生命科学中的交叉应用”，创新性地提出并发展了无损非侵入性的光调控缓机体代谢，免疫和神经等相关疾病的技术方法，并开展了一系列的研究，包括促进糖脂代谢，缓解糖尿病；增强抗原呈递细胞的活性，促进肿瘤小鼠的存活；改善神经元的形态和功能，缓解AD和PD以及促进毛囊干细胞的分化，调控毛发的生长等。同时，实验室也挖掘了光调控效应背后的分子机制，为光调控改善代谢及神经相关疾病提供了理论基础，推动了光调控的进一步临床应用。系列工作发表在Advanced Science、Journal of Neuroscience、Aging Cell；Cellular Signalling、Antioxidants & Redox Signaling等杂志上。在此基础上，将进一步利用结合光遗传学手段，重点解决AD和PD的致病机制问题。