歡迎參加2022年復旦大學高分子優秀大學生夏令營報考劉云圻/魏大程團隊研究生）

復旦材料器件

一、夏令營活動簡介
復旦大學高分子科學系將于7月8-11日舉辦2022年全國優秀大學生夏令營，為有意愿進一步了解復旦大學高分子科學系和有志于從事高分子科學研究的各高等院校的優秀大學生，創造一個良好的交流平臺。本次夏令營計劃招收營員140人。全國優秀大學生夏令營是我系預選拔推免生的主要渠道，如果通過夏令營選拔的優秀生源充足，本年度原則上將不再舉行其他推免生預選拔、選拔活動。

二、報名時間
2022年5月1日10:00-5月31日17:00。

三、報名條件
1.全國各高等學校2023年應屆本科畢業生。
2.學習成績優秀，英語水平良好，本專業綜合排名前25%,并能達到所在高校推薦免試資格要求。
3.專業范圍，包括高分子、化學、材料、物理、生物學和其他相關專業。
4.具有較強的學術科研能力或潛力，學風端正，品德良好，無任何違反法律法規、校紀校規行為。

四、報名材料
1.近期正面免冠彩色證件照片，電子版JPG格式，150×200像素，大小500K以內。
2.“復旦大學高分子科學系2022年大學生夏令營申請表”1份（復旦大學研究生招生網-“研究生報考服務系統－全國優秀大學生夏令營”欄，按要求填報結束后，自動生成、打印，負責人簽字、院系公章)。
3.本科階段歷年成績單及同年級總評成績的排名各1份（須加蓋教務處或院系公章），PDF格式。
4.外語水平證明，如CET四級、CET六級、雅思、托福、專業外語成績等。
5.有關獲獎證書和學術科研成果，如發表論文、出版物或其他原創性工作。
6.申報直博生的申請人須在報考系統中提供2位專家推薦人信息，推薦人應具有高級職稱且具有博導資格，且擬報考導師不得作為推薦人。

聯系方式：weidc@fudan.edu.cn

劉云圻/魏大程團隊介紹

一、研究領域：
1. 新型晶體管材料的設計與合成
2. 高性能晶體管器件設計及加工
3. 生物電子學、醫用電子元件

二、團隊實驗條件：
團隊依托于聚合物分子工程國家重點實驗室和復旦大學分子材料與器件實驗室，具備國內一流的研究環境。課題組有細胞房、超凈間、電子束曝光機、鍍膜機等設備，具備完備的材料合成、表征、器件加工和測試等實驗條件。

三、聯系方式：
有意申請劉云圻院士和魏大程教授團隊的博士、碩士研究生的同學和魏老師聯系。
將個人簡歷、代表作和其他相關材料（如推薦信等）發送到如下郵箱：weidc@fudan.edu.cn  歡迎申請！

四、導師簡介：

劉云圻院士簡介：
中國科學院院士，發展中國家科學院院士，復旦大學教授，中國科學院化學研究所研究員。長期從事分子材料與器件的研究，發展了高性能分子材料的設計思想，提出了性能調控的新方法，合成了具有優異光電性能的新型π共軛分子材料。研究生長高質量單晶石墨烯，制備氮摻雜的石墨烯以及對石墨烯電學性能的調控，發展出在介電層上直接生長石墨烯的新方法。發表SCI論文600余篇，他人引用3萬余次，h因子大于80，獲授權中國發明專利70項，出版專著兩部及19章節；在國內外學術會議上做大會/邀請報告150余次。2007，2016年獲國家自然科學二等獎各一項，2017年獲北京市科學技術一等獎一項，十次獲中國科學院優秀導師獎等。2014, 2015, 2016和2017年入選湯森路透全球高被引科學家目錄。擔任Scientific Reports, Nanoscale, Flexible Printed Electronics等6種期刊的編委/顧問委員會成員。

魏老師簡介:
復旦大學高分子系，聚合物分子工程國家重點實驗室，博士生導師，擔任國家重點研發計劃首席科學家，國家高層次引進人才，中國高被引學者，獲得國家自然科學獎二等獎、北京市科學技術獎一等獎等獎勵。承擔科技部、國家自然科學基金委、上海市科委、國防科委等重大項目。原創性研究聚焦在新型晶體管材料與器件研究領域，并研究其在光電、化學與生物等傳感領域的應用，取得了一系列創新成果，在Nat. Biomed. Eng., Nat. Commun., Sci Adv, Chem. Rev., Acc. Chem. Res., JACS, Adv Mater., Angew. Chem., ACS Nano，Nano Lett., Nano Res.等期刊上發表論文100余篇。他引6000余次，1篇論文被評為歷年來中國各領域SCI論文中引用最高的五十篇論文之一（截止2019年4月2日中國共發表7980595篇SCI論文）。一項重要成果寫入ITRS（國際半導體發展路線圖）。此外，參與撰寫專著2部，獲得授權中國專利13項，美國專利3項。擔任Elsevier出版社《Microelectronic Engineering》副主編,《功能材料》編委，《中國化學快報》編委和《Sensors》編委。

新聞報道：
4分鐘內能檢測到新冠病毒核酸！復旦大學魏大程團隊研發新型檢測方法，未來即測即走或將成為可能
作者：趙天潤攝影：由受訪者提供 來源：融媒體中心發布時間：2022-02-14

從采集到結果公布，最快需要2小時，這是目前通用的新冠病毒核酸檢測需要的時間。日前，復旦大學高分子科學系魏大程團隊研發出一種新型檢測方法，只需4分鐘，核酸檢測就能出結果。未來核酸檢測，即測即走或將成為可能。北京時間2月8日，這一成果以《在未擴增樣本中快速、超靈敏機電檢測離子、生物分子和新冠病毒RNA》（Rapid and ultrasensitive electromechanical detection of ions, biomolecules and SARS-CoV-2 RNA in unamplified samples）為題，發表在生物工程領域頂刊《自然生物醫學工程》（Nature Biomedical Engineering）上。

從2小時到4分鐘，這一研究是如何實現時間的飛躍？基本原理、未來應用如何？不需要復雜操作，約0.1-4分鐘內可檢測到新冠病毒
“您好，請出示48小時核酸檢測證明。”疫情期，往返城市間，這是我們聽到最多的話。從鼻咽拭子采樣結束到可以在手機上查看核酸報告，至少需要等待2-4小時。大部分人出行前都要提前預留一天，或者提前半天進行核酸檢測。近日，復旦大學魏大程團隊研發一種新型傳感器，通過微電子技術分析拭子中的遺傳物質，可以在4分鐘的時間內檢測到新冠病毒核酸。除檢測速度快之外，還具有靈敏度高、操作簡單、便于攜帶特點。基于此種核酸檢測方式，即測即走或將成為可能。基于逆轉錄聚合酶鏈反應（下文簡稱：qRT-PCR）核酸檢測是篩查新冠陽性患者的“金標準”。作為一種用于放大擴增特定的脫氧核糖核酸（下文簡稱：DNA）片段的分子生物學技術，它最大的特點是能將微量的DNA數量大幅增加。但qRT-PCR的預處理和擴增過程增加了檢測時間，需要2–4小時，檢測過程也需要熟練的技術人員、特定的實驗室和設備。

基于此，魏大程團隊提出了分子機電系統（MolEMS），這是一種DNA分子自組裝而成，通過外電場驅動，能精準調控分子識別和信號轉化過程的微型裝置。簡單而言，其工作原理就是將通過識別和轉化，將檢測中的化學信號轉變為電信號。運用新方法，通過傳統的鼻咽拭子采集樣本后，樣本中新冠病毒核酸的某一基因片段與組裝到石墨烯場效應晶體管上的分子機電系統，會發生特異性作用，分子機電系統“抓”住病毒核酸， 外電場驅動柔性適配體懸臂發生運動，傳感過程更加接近晶體管溝道，顯著提升靈敏度。檢測結果可直接從電學響應中讀出，不需要復雜操作，在4分鐘內就可以檢測到新冠病毒。即，晶體管中有電信號反應，則樣本呈新冠陽性。現有的qRT-PCR檢測通過加入探針和熒光化學物質，來檢測病毒，要得到顯著的熒光信號，1-2小時的分子擴增不可避免。而晶體管自身的信號放大的特點，省去了復制擴增的步驟，可以迅速識別，得到檢測結果，實現檢測時間的飛躍。qRT-PCR檢測之所以需要擴增，是因為臨床樣本中核酸濃度與病毒載量非常低。新的檢測方式卻有超靈敏性，團隊使用病毒轉運培養基連續稀釋樣本中提取的病毒核酸，在低濃度下，qRT-PCR檢測已變得無能為力；而新設備在病毒轉運培養基中濃度降至約0.02拷貝/微升時仍可以檢測到病毒。對臨床案例進行實驗，得出結果與傳統核酸檢測方法一致。

在測試新設備的實驗中，團隊測試了33個來自核酸檢測呈陽性的新冠感染者的鼻咽拭子樣本、23個來自發燒但核酸檢測呈陰性的患者樣本，以及來自健康志愿者的25個樣本。所有臨床樣本加熱釋放核酸，然后直接進行測試，無需核酸提取或擴增。結果顯示，新設備與qRT-PCR檢測結果一致。檢測不但準確，而且還比傳統核酸檢測的速度快得多。如何保證檢測的準確性？魏大程說：“結果的準確性首先需要標準化的器件制造工藝，保證傳感器性能一致。另外，如何防止污染物干擾也非常重要。污染物與晶體管表面結合，會干擾信號。分子機電系統的剛性底座有助于避免污染物的非特異性吸附，使污染物遠離晶體管表面并保持探針分子活性。”

系統用于檢測的晶體管，可通過半導體工藝加工制造，方便集成到便攜式系統中，“隨著器件尺寸的減小和大批量生產會帶來成本的降低。”一旦開發成功，這種檢測設備可以方便攜帶，實現在機場、診所和當地急診室，甚至在家中完成現場測試。“研究成果不能只停留在學術論文層面，進一步應用于產品的技術才有意義。”對研究成果最快多久能夠進入臨床落地，魏大程表示，研究處于理論驗證階段，走向產業化還有一段路，預計最快5年內能夠落地。現階段團隊已與一些單位和企業積極開展交流合作。除新冠病毒檢測外，該技術還有可能對其他疾病進行快速的精確診斷，不再需要通常意義上，花費數小時或數天才能完成的目標物純化、擴增或培養。“我們也在做一些其他生物標志物的研究，比如如何準確檢測癌癥標志物。”

魏大程團隊長期致力于研究新型晶體管材料、器件及其在生物、化學和光電傳感等領域的應用。疫情期間，團隊開始思考如何發揮自身優勢，將所研究的晶體管材料應用于新冠病毒的檢測中。自2020年開展研究以來，團隊先后在《納米快報》（Nano Letters）、《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）發表多篇相關文章。這項研究何以可能？魏大程認為，這離不開跨學科的交叉合作。他在以往就有過和物理、電子相關學科交叉研究的經歷，“比如，我的學科背景是化學，但是現實中面臨的問題不能只是一個簡單的化學問題，可能和多個學科相關。因此，只有不同領域間的交叉，才能出好的結果，才能解決實際問題。”“研究的內容涵蓋物理、電子、材料、生物、醫學等多個學科”。在這項研究中，復旦大學材料科學系、分子材料與器件實驗室劉云圻院士為實驗的開展與測試提供了指導。醫學方面，團隊與上海市公共衛生臨床中心朱召芹主任合作。對研究中遇到的困難，魏大程笑著說：“做研究都會遇到困難，更重要的是學會怎么解決。發現問題，不斷優化，不斷學習新知識，才能取得更好的結果。”在他看來，科學研究就是要經歷起時間的考驗。“目前，團隊也在此項研究的基礎上進行技術的更新和改進，希望通過跨學科合作，逐步將研究落地。”