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成果速覽
1.一款可通過光合作用靶向治療腫瘤的微納機器人
2.基於深度學習的新一代智能隱身器件
3.世界首個人類細胞圖譜
4.成功研製“通用熊貓血”
5.基於形狀記憶聚合物的一種新型的“萬能抓手”策略
6.對大腦遺忘機制的研究成果
[1] 一款可通過光合作用靶向治療腫瘤的微納機器人
微納機器人指的是尺度介於微納米級別，可以對微納空間進行精細操作的機器人。由於其具有靈活運動、精確靶向、藥物運輸等能力，在疾病診斷治療、靶向遞送、無創手術等生物醫學領域具有廣闊的應用前景。然而現階段針對微納機器人的有關研究大多聚焦在體外，在體內治療應用的更多預期功能仍然具有極大的挑戰性。
近日，浙江大學醫學院附屬第二醫院/轉化醫學研究院周民研究員團隊研製出一款微納機器人，通過以微藻作為活體支架，“穿上”磁性塗層外衣，靶向輸送至腫瘤組織，成功改善腫瘤乏氧微環境並有效實現磁共振/熒光/光聲三模態醫學影像導航下的腫瘤診斷與治療。
[2] 基於深度學習的新一代智能隱身器件
近期，光學領域頂尖期刊《自然·光子學》(Nature Photonics)在線報道了浙江大學信息與電子工程學院陳紅勝教授課題組的一項最新研究。課題組在國際上率先實現基於深度學習的新一代智能隱身器件，在不依賴任何人為操控的情況下，快速地動態適應變化的背景環境，從而與背景電磁環境特徵融為一體，實現自適應隱身。
審稿專家認為，“這是一項激動人心的、及時而傑出的工作，它連接了變換光學、電磁超材料和人工智能等領域，為智能光子材料和器件這個新興領域樹立了很好的標杆，也將大大促進其他智能電磁器件的發展。”
研究團隊設計了一項小車智能隱身實驗。探測雷達隨機改變著入射波的頻率、極化和入射角，而小車的任務，就是要能動態適應變化的探測信號，對雷達“隱身”。據介紹，小車身披一層超薄的可重構的超表面隱身材料，這身“隱身衣”由智能芯片控制，它集成了訓練好的深度學習模型，能夠根據輸入的電磁信息快速做出決策，改變“隱身衣”的電磁響應。
當小車自由行使在凹凸不平的地面時，電磁環境探測器實時感知入射波和小車所處的背景環境，並把信息傳給智能芯片。我們知道，當環境發生變化，變色龍大約需要6秒時間過度到環境色；而當電磁環境發生變化時，披著智能隱身衣的小車只需要15毫秒就能自動地實時“換裝”，免於電磁波的探測。為了測試智能隱身衣的性能，陳紅勝教授課題組開展了大量的實驗，從近場成像和遠場散射截面測量等多方面驗證了智能隱身衣樣機的可行性和魯棒性。
[3] 世界首個人類細胞圖譜
跨越胚胎和成年兩個時期、涵蓋八大系統、建立70多萬個單細胞的轉錄組數據庫、鑑定人體100餘種細胞大類和800餘種細胞亞類……近日，世界首個人類細胞圖譜在浙大繪製成功了。北京時間3月26日，國際頂級期刊《自然》在線刊登了浙江大學醫學院郭國驥教授團隊的這項最新研究成果。
團隊對60種人體組織樣品和7種細胞培養樣品進行了Microwell-seq高通量單細胞測序分析，系統性地繪製了跨越胚胎和成年兩個時期、涵蓋八大系統的人類細胞圖譜。
郭國驥介紹說，Microwell-seq具有成本低廉、雙細胞汙染率低和細胞普適性廣等優勢，由此團隊建立了70多萬個單細胞的轉錄組數據庫，鑑定了人體100餘種細胞大類和800餘種細胞亞類。同時，團隊開發了scHCL單細胞比對系統用於人體細胞類型的識別，並搭建了人類細胞藍圖網站。
一張單細胞水平的人類細胞圖譜
[4] 成功研製“通用熊貓血”
浙江大學化學系唐睿康教授和浙江大學醫學院附屬第二醫院/轉化醫學研究院王本副教授聯合研究團隊成功研製出“通用熊貓血”，通過細胞膜錨定分子在紅細胞表面構建聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網絡，實現了“通用熊貓血”的人工構建和安全輸血。北京時間3月21日，這項研究發表在國際知名期刊《科學進展》（Science Advances）上。
這項研究開展了近5年。實驗設計中最大的難度，就在於保持紅細胞原有的物理性能及生理功能。該團隊設計的三維凝膠網絡對紅細胞表面的修飾是一種全新的策略，由於其優越的生物親和性和對細胞膜表面抗原的掩蔽作用，可將RhD陽性的紅細胞轉換為可供RhD陰性受血者輸血的“通用熊貓血”，針對RhD陰性稀有血型的臨床輸血問題給出了新的化學生物學解決方案，體現了化學和醫學的交叉融合。
目前，“通用熊貓血”已經在小鼠體內實現了安全的單次及多次輸血，具有正常的體內循環時間；同時也在兔子體內驗證了RhD抗原的完全掩蔽，且不具備免疫原性。總體來說，這項研究展示了良好的臨床轉化前景。
RhD陰性血即“通用熊貓血”的製備過程示意圖
[5] 基於形狀記憶聚合物的一種新型的“萬能抓手”策略
浙江大學航空航天學院宋吉舟教授團隊基於形狀記憶聚合物，提出了一種新型的“萬能抓手”策略。這個“萬能抓手”的載體非常簡單，就是一塊智能“塑料”。可將目標物體“鎖”在體內，輕鬆地抓取1微米到1米大小之間任何形狀的物體。目前這一研究成果已發表在知名學術期刊《科學進展》（Science Advances）。
形狀記憶聚合物是一種特殊的智能材料，在外部刺激作用（如光、熱）控制下，形狀記憶聚合物可軟可硬，在受到一定的外力作用導致變形後，它就能保持這個變形後的形狀；然而在一定的外部刺激作用下，它又會變回原來的樣子。目前形狀記憶聚合物已經被廣泛用於智能織物、電子包裝管的熱收縮膜、航空器太陽能帆板展開機構、智能醫藥器件等領域。
宋吉舟教授團隊的新策略：第一步，就是抓取物體時，先在外部刺激作用下，讓形狀記憶聚合物變得柔軟，趁此機會將物體或者物體表面的結構嵌入其中；第二步，去掉外部刺激，讓形狀記憶聚合物變回剛硬的狀態，保持住該變形的臨時形狀，將物體“鎖住”，從而把物體抓取起來；第三步，等把物體轉移到目的地之後，再次施加外部刺激，形狀記憶聚合物就會恢復初始形狀，將物體“解鎖”釋放。
形狀記憶聚合物萬能抓手抓取和釋放物體的流程示意圖
[6] 對大腦遺忘機制的研究成果
海馬體位於大腦丘腦和內側顳葉之間，是負責記憶的編碼和存儲的一個重要腦區。在這裡，記憶信息被編碼於一些神經元中，稱之為記憶印跡細胞。隨著科學研究的發展，科研人員發現印跡細胞的重新激活是記憶提取的“發動機”，印跡細胞間的突觸聯繫是儲存記憶的“倉庫”。
海馬腦區中記憶是如何隨著時間而消退的呢？這個問題在科學界一直沒有得到充分的研究。經過3年多的努力，浙江大學醫學院谷巖研究員課題組和王朗副研究員課題組首次發現，用於免疫的小膠質細胞通過清除突觸而引起記憶遺忘，並且進一步發現補體信號通路參與了小膠質細胞介導的遺忘，並且依賴於記憶印跡細胞的活動。這項研究，北京時間2月7日在國際頂級期刊《科學》在線發表。
本文參考來源：浙江大學官網、浙江大學技術轉移中心
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