2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。
第19期，X-Doctor将带你走近澳门大学贾艳伟教授，感受一下她在超快速PCR 及药物筛选技术的创新之旅。
贾艳伟教授是澳门大学的副教授，主要研究领域为微流控技术、PCR技术、及其在精准医疗领域的应用。她于新加坡国立大学获得博士学位，先后于新加坡国立大学、美国布兰迪斯大学、以及澳门大学从事博士后研究。自2016年1月起，她加入澳门大学模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室担任助理教授。
贾艳伟教授在学术界有着显著的成就，她曾被授予新加坡教育部颁发的杰出导师奖、国际生物结晶发明创造奖、自然通信杂志创新奖、以及澳门技术发明奖。此外，她还是多个国际著名杂志的特邀审稿专家，并且拥有超过20项美国、中国以及新加坡的专利。
贾艳伟教授在澳门大学的研究方向主要集中在微流控技术及其在生物医学领域的应用。具体来说，包括基于数字微流控技术的药物筛选平台以及超快速数字微流控PCR技术等，涉及DNA检测、原代肿瘤细胞培养、新型PCR技术开发、新型液滴控制技术开发等。这些研究均与微流控技术紧密相关，并在精准医疗方面形成了特色。
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EWOD-DMF平台实现极速核酸检测
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贾艳伟教授及其团队在《Biosensors & Bioelectronics》期刊上发表了题为"Sub-5-Minute Ultrafast PCR using Digital Microfluidics"的文章，介绍了她们开发的一种创新的超快速PCR技术。这项技术建立在介电润湿数字微流控（EWOD-DMF）平台之上，通过采用双层加热和多孔超疏水膜等先进策略，实现了前所未有的PCR检测速度。具体而言，该系统能在3.7至5分钟内高效完成40个热循环，相较于标准PCR方法，速度提升了10到17倍。
超快速EWOD PCR系统原理图
这项研究的亮点在于，它不仅极大缩短了核酸检测的时间，而且保持了与常规PCR相媲美的检测灵敏度和准确性。这对于诸多需要迅速且精确诊断的医疗应用场景极为关键，包括但不限于感染性疾病的快速检测、耐药性基因的筛选、以及法医学检测等。贾艳伟教授的这一成就，为即时检测（POCT）领域开辟了新的可能性，预示着未来医疗检测技术的发展方向。
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数字微流控平台上癌症药物筛选
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贾艳伟教授在数字微流控平台上的癌症药物筛选研究领域取得了令人瞩目的成就。她领导的团队开发了一种创新技术，该技术能够在数字微流控的三维结构上进行单细胞培养，实现对特定抗癌药物的精准筛选。团队进一步开发了一种便携式的利用原代肿瘤细胞进行药物筛选的微流控系统，不仅在小鼠模型中实现了精准医疗，并且在临床肝癌精准用药方面获得了验证，为肿瘤的精准用药提供了有效的筛选技术，此项工作发表在《Nature Communications》上面。这一突破性进展不仅在理论上展示了数字微流控技术在生物医学领域的强大潜力，而且在实践中也显示出了其在癌症治疗药物适应性测试中的应用价值。
贾艳伟教授的这一研究成果，通过其申报的“基于数字微流控技术的便携式药物筛选平台”项目得到了进一步的推进和认可，该项目在微电子及先进制造类别中荣获第一名，凸显了其在该技术领域的领先地位。此外，她的工作不仅限于实验室的研究，还包括在国际舞台上的学术交流。在BCEIA2023微全分析分会报告会上，贾艳伟教授分享了数字微流控技术在精准医疗方面的应用，这不仅加强了学术界内的沟通，也推动了研究成果向实际应用的转化。
贾艳伟教授的科研工作受到了高度评价，其成果被《人民日报》报道，显示了她在粤港澳大湾区科技创新发展中的重要作用。同时，她的研究在国际学术界也产生了广泛影响，如在《Nature》附属期刊上发表的关于数字微流控技术的研究，这些都进一步证明了贾艳伟教授在生物传感器和生物电子学领域的专业能力和国际影响力。
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产学研商一体化实践
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贾艳伟教授在实践方向的成果表现在多个层面，深入研究微流控技术创新及其在生物化学中的应用。
她与珠海市迪奇孚瑞生物科技有限公司展开了紧密的合作，将实验室技术转化为实际应用，推动了产学研商一体化的进程。迪奇孚瑞利用贾艳伟教授提供的数字微流控技术，开发了便携式自动化检测设备Virus Hunter及相应的技术芯片，这些产品已在传染病、健康指标、动植物病害、食品安全等多个领域得到应用，并且获得了CE认证，正在申请国内医疗器械注册证。特别值得一提的是，该设备极大缩短了检测时间，只需90分钟，全流程不超过2小时，显著提升了检测效率，并且通过云端下载检测数据的方式，在新冠疫情防控期间，发挥了一定的作用。
迪奇孚瑞正计划利用澳门及合作伙伴的优势，将产品推广至东南亚市场。在技术创新和研发实力方面，迪奇孚瑞已获得3项美国专利授权，并正在申请多项发明专利与实用新型专利。展望未来，迪奇孚瑞还计划拓展宠物检测市场，进一步拓宽其产品的市场应用。
此外，贾艳伟团队的毕业生还成立了一家初创公司 – 珠海普罗精准医疗科技有限公司，将原代肿瘤药物筛选技术推向市场，促进技术落地。普罗使用贾艳伟教授团队开发的核心数字微流控技术实现低成本芯片制备、可靠的硬件设计实现液滴精准移动、灵活的软件设计实现药物的浓度控制，并将所有的控制集成在一个可便携操作的药物筛选平台上，通过对原代肿瘤细胞的精准有效药物筛选，为病人提供个人定制的药物治疗方案 。
贾艳伟教授的研究成果在数字微流控技术领域具有里程碑意义，她的工作不仅加速了生物医学检测技术的发展，还为精准医疗和即时检测开辟了新道路。通过与业界的紧密合作，贾教授将科研成果成功转化为实际应用，其开发的便携式检测设备在疫情防控中发挥了重要作用，并有望在更广泛的医疗健康领域中实现其价值；其开发的药物筛选设备，也在临床肿瘤精准药物治疗方面得到验证。展望未来，贾艳伟教授的持续创新和研究将为全球医疗检测技术的进步做出更多贡献。
2023-05-09 Youth Talks第十三期，贾艳伟教授为我们带来了《数字微流控技术用于精准医疗》的分享，可扫码查看回放。
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