开创微流控细胞分析新领域，为生命科学研究提供新工具——访BCEIA2021微流控细胞分析学术研讨会发起人林金明教授

第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会（以下简称BCEIA）将于2021年9月27-29日在北京•中国国际展览中心（天竺新馆）召开。秉承“分析科学 创造未来”的愿景，面向世界科技前沿，面向经济社会发展主战场，面向国家重大需求,每届BCEIA的学术报告会都会邀请诸多知名科学家到会交流分析科学最新研究成果。

近期，中国分析测试协会联合仪器信息网特别组织了BCEIA2021系列专访，邀约参与学术报告会组织和筹备的各领域专家，解读会议主题，分享学科发展趋势与仪器创新研究方向等，以飨读者。

清华大学化学系林金明教授作为本届微流控细胞分析学术研讨会的发起人，将为广大参会观众带来一场学术技术交流的盛宴。借此机会，我们采访了林金明教授，请他谈谈对微流控技术成果进展与未来热点展望。

微流控细胞分析技术正处“萌芽”阶段

自1985年以来，BCEIA学术报告会已经连续举办了18届，吸引众多海内外知名分析科学家参会交流。三十多年以来，BCEIA对我国科学发展与进步起到了不可估量的作用。不仅成就了国产科学仪器的研发与使用，也培养了大批分析测试人才。据林金明教授介绍，今年微流控细胞分析学术研讨会将邀请多名业内资深专家学者，报告主题内容集中在细胞生物学与微流控技术，包括肿瘤细胞、干细胞等细胞生物学研究领域，微流控芯片技术研究进展和微流控技术应用与细胞分析领域，多维度分享技术进展，也为处于萌芽阶段的微流控细胞分析技术的发展奠定基础。

应用于生命科学研究的光谱、电化学、色谱、质谱等技术已经发展近百年，但这些手段大部分针对的是元素、分子甚至蛋白质、核酸等的研究。对于模拟人体组织器官真实的微环境进行细胞分析研究时，这些手段就会略显不足。在模拟人体组织微环境时必然涉及到细胞、体液等流体介质，那么微流控细胞分析技术作为一个交叉学科技术显得尤为重要。微流体本身涉及力学、流体力学、材料的设计、芯片的研发制造等，最后还要实现自动化控制等方方面面。此外，细胞组织研究涉及细胞生物学、化学等基础科学。要真正实现细胞分析与微流控技术二者的结合以及更好的应用，需要通过各个领域专家的交流，齐心协力才能推动微流体用于细胞研究的进一步发展。

微流控细胞分析技术主要实现了在细胞、组织应用方面仪器小型化，这不仅要求芯片尺寸与细胞高度吻合，也要求材料和细胞生物性高度相容，发展空间十分广阔。林金明教授表示：“微流控芯片一定会在用于细胞分析的小型化仪器上发挥重大作用，如果我们现在不好好去做，未来有可能陷入‘卡脖子’的状态。未来，在超微量流体的流动性、稳定性、操控性以及超微量流体物质的检测技术手段等方面，都需要强有力的创新科技实力，才能避免受制于人。”

“第四代色质谱联用技术”实现“Lab on a Chip”

谈及成果转化，林金明教授表示目前主要集中于微流控芯片的通道数、培养腔以及控制部位的研究。不同于一百多年来全球科学家传承使用的培养皿细胞培养方法，林金明教授使用微流控技术，将细胞培养集成在一个小小“芯片”上，实现了6通道细胞封闭培养，外部连接控温与二氧化碳气体装置，真正实现细胞培养的功能。这样做的好处是与传统细胞培养相比，过程试剂加样量大大减少；同时，大大降低了对空间洁净度的高要求。目前该成果已经成功实现产业化，并与色谱、质谱联用进行细胞分析，可以称作第四代色质谱联用技术。（第一代：气相色谱质谱联用——小分子、挥发性物质分析；第二代：液相色谱质谱联用——大分子、不易挥发物质分析；第三代：毛细管电泳色谱质谱联用——蛋白质、核酸分析）。

此外，林金明教授表示近期在从事细菌领域的微流控技术应用研究，主要集中于食品领域中常见的致病细菌如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄菌等的分选，目前该工作已经得到了广东省科技厅的支持，正在与深圳一家企业合作进行成果转化。他表示，十分愿意与各类有应用需求的企业以及政府持续合作，希望为相关领域发展做出相应的贡献。

推动微流控芯片技术发展势在必行

林金明教授认为，目前微流控细胞分析技术的发展还处于全球范围的摸索阶段，对于未来的发展趋势，他认为在以下两个领域比较重要。

第一个领域是利用微流控技术进行细胞共培养的研究。目前，细胞的培养基本都局限于二维空间并且无法进行多细胞培养，而人体组织是由多种细胞组成的，所以多种细胞在微流控芯片上的共培养是非常有发展前景的，或者叫做器官模拟培养。另外，基于此一定要做到自动化组织器官培养，这对于器官组织的认知以及各类机制的发现是至关重要的，从而对新药开发、对疾病机制的研究，以及对疾病的治疗等都很有帮助。

第二个领域是活性单细胞的分析，要在外围其他细胞的环境作用中进行单细胞分析。在研究过程中，不仅要提供细胞所需的营养物质，还要提供一些细胞所需要的化学刺激等，这些必然离不开微流控技术。

放眼未来，林金明教授认为微流控芯片在上述领域实现应用意义重大，将会对生命科学的研究起到巨大的促进作用，希望20年之后能够成为非常先进且实用的分析技术手段。

参加BCEIA展会有助提升学生综合能力

谈及对BCEIA的感受，林金明教授回忆，自他从国外回国将近20年的时间，不论作为学者还是作为分论坛筹备人，从未间断参加BCEIA。每两年一届的BCEIA都会涌现大量新技术、新产品，这对中国科学仪器发展起到非常好的推进作用。一方面，展会将国内先进的科学知识与创新仪器技术展示给全球的参会者，体现出国产仪器技术水平的不断提升和进步。另一方面，通过吸引国外先进仪器厂家参与展览最新技术进展，也让我们国产厂商以及研究单位直观了解差距，对整个国产科学仪器技术的提升有很大推进作用。更重要的是，30多年以来，BCEIA对学生的综合教育也起到很好的帮助作用。

在参会期间，实验室学生也得到一定程度的锻炼和提高，他们不仅参加光谱、色谱、质谱等各种学术报告会，也同时会参观仪器技术展览。对他们而言，是一个综合的学术交流与知识提高的过程——既可以听到专家们的学术报告，又可以了解仪器展览中一些大型成果转化与合作进展，并且与不同国家的仪器技术专家进行充分交流，了解科学仪器的性能参数、应用领域、开发过程等，全方面锻炼他们的学术交流能力和对科学仪器行业的认知能力。

后记：

目前，林金明教授在清华大学已经开设了微流控芯片细胞分析课程，将研究内容转化成教科书，传授给学生。他表示，一个仪器技术的发展需要到货架上实践，一个科学理论也需要总结成教科书，通过书本传授给学生。我们不仅要追求科学研究的理论进展，也要追求成果的实际落地与应用转化。希望这些成果与理论知识不仅武装每位科学技术研发工作者，更要武装我们年轻一代的学生，从而为国产科学仪器行业的发展尽一份自己的力量。

（采编撰稿：刘立东）