共建“北航生物与医学工程学院----Simpleware 计算生物力学实验室”

北航中外合作办学专业简介北航中外合作办学专业是指北京航空航天大学与国外高校合作开设的本科或研究生专业。

这些合作项目旨在为学生提供更广阔的学术交流平台，培养具有国际视野和跨文化沟通能力的人才。

合作机制北航与国外高校之间的合作通常采取多种形式，包括联合办学、双学位项目、交换生项目等。

这些形式不仅为北航师生提供了与国外优秀教育资源接触的机会，也为国外学生提供了来华留学的机会。

联合办学联合办学是指北航与国外高校共同开设一个专业，由双方教师共同授课，并颁发双方认可的毕业证书。

这种形式下，学生将获得来自两个高校的教育资源和教育经历，拥有更广阔的就业和深造选择。

双学位项目双学位项目是指北航与国外高校之间签订协议，在一定时间内完成两个高校规定的课程，并分别获得两个高校颁发的学位证书。

这种形式下，学生可以充分利用两个高校的教育资源，获得更全面的学术知识。

交换生项目交换生项目是指北航与国外高校之间签订协议，将一部分学生派往对方高校进行学习交流。

这种形式下，学生可以在国外高校接受一定时间的教育，体验不同的教育环境和文化氛围。

专业设置北航中外合作办学专业涵盖了多个领域，包括工程、科学、经济、管理等。

以下是一些典型的合作办学专业：1.航空航天工程2.电子信息工程3.机械工程及自动化4.计算机科学与技术5.国际经济与贸易这些专业旨在培养具有国际视野和创新能力的人才，为他们提供全球化就业和深造的机会。

学术交流与合作北航中外合作办学专业注重国际化教育和跨文化交流。

通过与国外高校的合作，学生可以参加国际学术会议、交流访问其他高校、参与科研项目等，拓宽自己的学术视野。

此外，北航还积极开展与国外高校的合作研究项目，促进教师之间的学术交流与合作。

通过合作研究，双方可以共同攻克一些前沿科学问题，推动学术进步。

成果与影响北航中外合作办学专业在培养高素质人才和推动学术交流方面取得了显著成果。

这些专业的毕业生在国内外知名企事业单位、高校和科研机构等领域都有很高的就业率和声誉。

北航各系1材料科学与工程学院材料科学系、材料物理化学系、材料加工工程与自动化系、高分子及复合材料系2电子信息工程学院信息与通讯工程系、电子科学与技术系、光电与信息工程系3自动化科学与电气工程学院智能系统与控制系、检测与自动化工程系、机械电子工程系、电气工程系、自动控制系、自动控制教学实验中心、电工电子教学实验中心、先进仿真技术教学实验中心4能源与动力工程学院航空推进系、流体机械系、工程热物理系、热动力工程研究所5航空科学与工程学院飞机系、流体力学研究所、固体力学研究所、人机与环境工程系、飞行力学与飞行安全系6计算机学院计算机科学技术系、计算机应用工程系7机械工程及自动化学院材料加工与控制系、飞行器制造工程系、机械制造及自动化系、机械设计及自动化系、工业设计系、工业与制造系统工程系8经济管理学院企业管理系、信息系统与信息管理系、管理科学与工程系、国际经济与贸易系、保险与风险管理系、金融系、会计系9数学与系统科学学院数学系、应用数学系、信息与计算科学系、系统科学与控制系10生物与医学工程学院生物医学工程系、生物科学与技术系、健康与康复技术系、空间生命科学与生命保障技术研究中心、医疗器械研究所11人文社会科学学院（公共管理学院）行政管理学系、经济学系12外国语学院英语系、德语系、翻译系、俄语系、大学英语教学部、研究生公共英语教学部、法日韩语教学部13交通科学与工程学院汽车工程系、土木工程系、飞行器适航工程系、交通运输工程系、机场与道路工程系14可靠性与系统工程学院工程系统工程系、系统安全与可靠性工程系、产品环境工程研究中心、软件可信性工程研究中心、元器件质量工程研究中心、党政办公室、科技办公室15宇航学院航天飞行器技术系、航天制导导航与控制系、宇航推进系、图像处理中心16飞行学院17仪器科学与光电工程学院测控与信息技术系、惯性技术与导航仪器系、光电工程系、遥感科学与技术系（筹）、光电技术研究所18软件学院集成电路设计、高级IT项目管理、日文应用软件开发、信息化工程监理、计算机游戏设计、软件质量与测试、软件工程与管理、嵌入式软件19物理科学与核能工程学院物理系、应用物理系、核科学与技术系、物理教学与实验中心、凝聚态物理与材料物理研究中心、微纳测控研究中心20法学院21高等工程学院22中法工程师学院23国际学院24新媒体艺术与设计学院25化学与环境学院化学与化学工程系、环境科学与工程系、基础化学教学实验中心26思想政治理论学院27继续教育学院28现代远程教育学院29教育培训学院（创业管理培训学院）。

北航考研复试班-北京航空航天大学生物与医学工程学院生物医学工程考研复试经验分享北京航空航天大学（Beihang University）简称北航，是中华人民共和国工业和信息化部直属、中央直管副部级建制的全国重点大学，世界一流大学建设高校，211工程、985工程重点建设高校，入选珠峰计划、2011计划、111计划、卓越工程师教育培养计划、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、国家级大学生创新创业训练计划、国家大学生创新性实验计划、全国深化创新创业教育改革示范高校，为国际宇航联合会、中欧精英大学联盟、中国西班牙大学联盟、中俄工科大学联盟成员，是全国第一批16所重点高校之一、80年代恢复学位制度后全国第一批设立研究生院的22所高校之一，也是新中国第一所航空航天高等学府。

北京航空航天大学创建于1952年，时名北京航空学院，由当时的清华大学、北洋大学、厦门大学、四川大学等八所院校的航空系合并组建，1988年4月改名为北京航空航天大学，1989年成为国家八五期间全国14所重点建设的高校之一，首批进入“211工程”，2001年进入“985工程”，2017年入选国家“双一流”建设名单。

启道考研复试班根据历年辅导经验，编辑整理以下关于考研复试相关内容，希望能对广大复试学子有所帮助，提前预祝大家复试金榜题名！专业介绍生物医学工程(Biomedical-Engineering)是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、物理学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服生物医学务。

它有一个分支是生物信息、化学生物学等方面主要攻读生物、计算机信息技术和仪器分析化学等，微流控芯片技术的发展，为医疗诊断和药物筛选，以及个性化、转化医学提供了生物医学工程新的技术前景，化学生物学、计算生物学和微流控技术生物芯片是系统生物技术，从而与系统生物工程将走向统一的未来招生人数与考试科目①101 思想政治理论或 101 思想政治理论②201 英语一或 201 英语一③701 基础医学综合或 701 基础医学综合复试时间地点复试时间：2018年3月18日——19日(调剂生复试时间另行通知)复试安排：1. 报到：复试日上午08:30至09:00，北航逸夫科学馆311房间报到2. 面试：复试日09:00至19:00，北航逸夫科学馆317、318、416房间面试分组进行，具体分组名单将在面试前1-2天在网上公布。

龙源期刊网 航空大学里我学生物作者：李垒来源：《大学生》2020年第02期我在北航学生物，可以说这是当初自己始料未及的无心之举。

我的本科专业是金属材料工程，考研报的是北京航空航天大学的材料科学专业。

当时的成绩不是那么理想，虽然超过了北航的录取线，却未达到材料学院的线。

好在第一志愿报考北航且超过学校线的同学，若未达到报考学院的录取要求，可以参加其他学院组织的调剂复试。

恰逢那年北航生物与医学工程学院扩招，有不少缺额。

考虑到自己本科院校背景较弱，对这场复试没有什么把握，我还申请了其他学校的调剂复试。

但我来到北航准备复试后，却笃定了这就是梦寐以求的象牙塔，除了这儿，我哪也不去了，因而直接放弃了之后其它院校的复试，决定在此放手一搏。

也许，在整个考研过程中自己都是全力以赴，到了复试那天，反倒是很坦然。

复试进行得很顺利，和老师们交流了一些专业问题、本科毕设以及我的一些兴趣爱好。

那年3月23日，下午4时，成绩公布，我以总成绩第三录取为北京航空航天大学生物与医学工程学院理学硕士。

至此，人家的北航，成了我的北航。

2018年，北航生物与医学工程学院迎来了建院10周年，老师们谈及这10年来的发展，无不感慨良多，情到深处甚至留下了激动的泪水。

我作为生物专业的门外汉，在那一刻才意识到自己正身处一个多么值得骄傲的地方，虽然它很年轻。

北航生物与医学工程学院发轫于2002年成立的生物工程系，于2008年成立学院。

作为北航10系的我们全称是生物与医学工程学院。

建院之初，学院集结了来自材料科学、生物学、医学、工程学等不同领域的专家学者，为学科之间的交叉融合搭建了一个非常好的学术交流平台。

学术研究定位是生物、医学与工程科学的交叉融合，这是国际上重大基础研究成果的机遇所在，是新型医疗器械和生物医药产业的原创思想出发点，也是解决航空航天医学工程和空间生命科学关键问题的科学技术基础。

北航生物医学工程学科在教育部最新一轮学科评估中排名第四，入选A类学科，并有较高国际声誉。

1系——材料科学与工程学院
2系——电子信息工程学院
3系——自动化科学与电气工程学院4系——能源与动力工程学院
5系——航空科学与工程学院
6系——计算机学院
7系——机械工程及自动化学院
8系——经济管理学院
9系——数学与系统工程学院
10系——生物与医学工程学院
11系——人文社会科学学院
12系——外国语学院
13系——交通科学与工程学院
14系——可靠性与系统工程学院
15系——宇航学院
16系——飞行学院
17系——仪器科学与光电工程学院19系——物理科学与核能工程学院、20系——法学院
21系——软件学院
23系——高等工程学院
24系——中法工程师学院
26系——新媒体艺术与设计学院
27系——化学与环境学院
29系——人文与社会科学高等研究院
沙河校区航天基础部——可靠性与系统工程学院（14）、宇航学院（15）、仪器科学与光电工程学院（17）
沙河校区航空基础部——能源与动力工程学院（4）、航空科学与工程学院（5）
沙河校区电子基础部——电子信息工程学院（2）、自动化科学与电气工程学院（3）
沙河校区信息基础部——计算机学院（6）、软件学院（21）
沙河校区机械基础部——材料科学与工程学院（1）、机械工程及自动化学院（7）、交通科学与工程学院（13）
沙河校区理学基础部——数学与系统科学学院（9）、生物与医学工程学院（10）、物理科学与核能工程学院（19）、高等工程学院（23）、化学与环境学院（27）
沙河校区文管基础部——经济管理学院（8）、人文社会科学学院（11）、外国语学院（12）、法学院（20）、新媒体艺术与设计学院（26）、人文与社会科学高等研究院（29）。

北京航空航天大学中外合作办学招生专业有哪些?
近年来，北京航空航天大学也与外国院校合作组成中网合作办学项目，帮助在职人员获得国外名校学位证书。

那么，北京航空航天大学中外合作办学招生专业有哪些?
北京航空航天大学软件学院招收计算工程、工程管理、电子工程等专业的中外合作办学项目，下面为大家详细介绍。

计算机工程：北航与美国佛罗里达国际大学合作开设此课程，该课程是被教育部认证学历的，回国认证硕士研究生学历、学位，享受留学归国人员免税购房、购车、落户口等政策。

学习期限是两年，学习费用是13万元左右，加上生活费大约是18万人民币左右，花费对于在职人员来说并不算大，这些费用也不需开学一次性付清。

工程管理：北航与佛罗里达国际大学设立的还有工程管理在职研究生，达到入学要求且背景较优的学生，可以向学校申请优厚奖的学金，奖金五万到十万不等。

课程需要学习两年，毕业时要达到规定学分。

毕业后29个月OPT美国工作签证，比美国同类项目长17个月。

电子工程：该专业在佛罗里达国际大学，共学习2年，入学时要求有毕业证书或学位证及本科、研究生期间成绩单。

除了学历，入学时还要查看学员的成绩，其中英语成绩要达到规定分数，GPA大于等于3.0，即平均本科平均分78分以上。

北京航空航天大学中外合作办学招生专业有哪些?就为大家介绍到这里，想了解更多中外合作办学情况，可咨询我们的在线老师。

附：在职研究生热门招生院校推荐表
在职研究生信息查询入口。

计算机网络实验室介绍计算机网络实验室是北京航空航天大学“985工程（一期）”重点建设项目之一，也是“国防科工委研究生创新工程”重点建设项目，实验室面向全校研究生、本科生开设各类网络技术领域内的实验。

计算机学院网络实验教学从1998年开始设置，由于实验条件限制，当时的网络实验主要以网络协议分析和验证为主，2000年北航开展“教改评优项目”建设，计算机网络实验室开始着手进行项目立项和实施，2001年实验室初步建立了以局域网组建的实验环境，2002年，北航为加强实验教学环境建设，在国家“985工程”资金支持下，计算机学院刘旭东副院长作为项目负责人，钱德沛教授作为学科责任教授，建设国内一流的计算机网络实验室。

实验室建设由“985工程”投入建设资金270万，“国防科工委研究生创新工程”投入建设资金211万，华为技术有限公司、FLUKE、Intel公司等支持设备资金等价值1200多万，中心自筹建设资金70多万，建成了国内领先水平的拥有众多先进的网络实验设备的实验环境，组建了完善的实验教学体系，出版了国内第一本计算机网络实验教材《计算机网络实验教程》，2006年7月将再出版面向网络测试的实验教材《网络测试实验教程》，实验室配备了包括张力军博士、洪飞博士、王卓讲师、李魏副教授、李云春副教授等在内的高水平的实验教学队伍。

计算机网络实验是计算机学院本科生、研究生必修的实验课程（非专业为选修），作为独立的实验课程开设，学时数36学时，同时作为开放实验室开放，每学年有超过1000名学生进行各种层次的网络教学实验，在1000多份面向学生对课程满意度调查中，98％的学生对课程表示非常满意，依靠实验室的学习成果，有数名高素质研究生被华为等公司免试聘用。

计算机网络实验室的建设成果，2005年，获得国家级教学成果二等奖，计算机网络实验2005年被评为北航精品课程，实验室也成为国内众多高校参观交流的对象，累计有超过200所大学，其中包括43所“211工程”高校、300多名教师来实验室参观，起到典型的示范教学效果。

北航生物与医学工程培养方案作为一所高水平的工科院校，北京航空航天大学一直以来都以服务于国家的重点产业和关键领域为己任。

为适应当今快速发展的生物医药工业，北航生物与医学工程学科的培养方案得到了大力的优化和完善，为学生提供了更全面、更有针对性的学习体验，为学生成为行业优秀人才奠定了坚实的基础。

第一步骤：基础课程学习在北航的生物与医学工程专业培养方案中，学生需要在前两年的学习中完成包括数学、物理、化学、生物等基础科目的学习。

这部分课程的学习是对今后生物工程学习的基础。

通过学习，学生将深入掌握生物科学基础和工程应用方面的基础知识和技能，为今后的生物医学工程专业课程的学习和研究打下坚实的基础。

第二步骤：专业课程学习在基础课程学习的基础上，学生接着将学习包括细胞工程、生物材料、医用传感技术、人工智能等生物医学工程专业课程。

通过这些专业课程的学习，学生将会更全面了解生物与医学工程的概念和应用。

通过学习，学生将掌握生物医学工程基本理论和实践技能，为其今后的从事生物医学工程方面的研究或工作打下坚实的基础。

第三步骤：实践环节除了课程学习外，在北航生物和医学工程专业中，实践也占有非常重要的地位。

学生将会参加包括实验室实践、课程设计、实习(实训)等不同类型的实践活动。

通过实践，学生将会具备解决生物医学工程实践问题的能力，熟悉生物医学工程领域常用的工具和技术，了解生物医学工程的最新进展并在实践中将其应用。

综上所述，北航生物与医学工程专业的培养方案为学生提供了全面、深入和有针对性的学习和实践经验，旨在培养具有掌握生物与医学工程理论知识和实践技能、面向未来和全球的生物医学工程领域优秀人才。

北航生物医学工程a类学科英文回答：What are the requirements to apply to the Biomedical Engineering program at Beihang University?Beihang University's Biomedical Engineering program is a Category A discipline. The requirements for applying to the program are as follows:Applicants must have a bachelor's degree in a related field, such as biomedical engineering, mechanical engineering, or electrical engineering.Applicants must have a strong academic record with a GPA of 3.0 or higher.Applicants must have a strong foundation in mathematics and science, including courses in calculus, physics, and biology.Applicants must have experience in research or design projects related to biomedical engineering.Applicants must be proficient in English.中文回答：北航生物医学工程a类学科申请要求。

北京航空航天大学生物医学工程专业为a类学科，申请要求如下：申请者须具备相关领域学士学位，如生物医学工程、机械工程、电气工程等。

基于微流控的植物根部-微生物相互作用研究进展陈登博1,付玉明1,2∗,冯佳界1,2(1.北京航空航天大学生物与医学工程学院,北京100191;2.北京航空航天大学空天生物技术与医学工程国际联合研究中心,北京100191)摘要:基于微流控技术研究空间环境下植物的根-菌互作,有利于揭示植物-微生物稳态对空间环境效应的响应与适应机制㊂介绍了微流控技术中关于根-菌互作的成像技术,重点阐述了微流控技术针对不同栽培基质的成像以及对根际化学环境的操控/采样功能的优势,分析了芯片技术针对不同根系形态需求的研究,并对微流控技术在空间环境根-菌互作研究中的应用进行展望㊂关键词:微流控芯片;植物-微生物相互作用;根部生理学;空间生命保障中图分类号:Q948.12㊀文献标识码:A㊀文章编号:1674-5825(2022)06-0845-08收稿日期:2022-04-24;修回日期:2022-09-19基金项目:国家自然科学基金(31870852)第一作者:陈登博,男,硕士研究生,研究方向为空间生命保障技术与纳米生物技术㊂E-mail:chendengbo@∗通讯作者:付玉明,男,博士,副教授,研究方向为航天居室环境-微生物组-人体健康轴研究㊂E-mail:fuyuming@Research Progress of Microfluidics-based Plant-Microbe InteractionCHEN Dengbo 1,FU Yuming1,2∗,FENG Jiajie 1,2(1.School of Biological Science and Medical Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China;2.International Joint Research Center of Aerospace Biotechnology &Medical Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China)Abstract :The study of plant-microbe interactions in space environment based on microfluidic tech-nology is conducive to revealing the response and adaptation mechanism of plant-microbe homeostasis to the space environment.In this paper,the imaging technology of root-bacteria interaction in mi-crofluidic technology was introduced,the advantages of microfluidic technology for imaging different cultivation substrates and manipulating /sampling the rhizosphere chemical environment were dis-cussed,and the researches of microfluidic technology for different root morphological requirements were analyzed.In addition,the application of microfluidic technology in the study of root-bacteria interaction in space environment was prospected.Key words :microfluidic chip;plant-microbe interaction;root physiology;space life support1㊀引言㊀㊀植物栽培是地面和受控生态生命保障系统的重要组成部分㊂植物的根系有固定植株㊁吸收水分和养分等重要功能,根际微生物在植物根表或近根部位生长繁殖,是植物微生物组的重要组成部分㊂植物脱落物或分泌物可到达根际微区,在根系周围形成丰富而复杂的化学环境[1],是植物在长期进化过程中形成的一种适应外界环境变化的重要机制[2]㊂这些植物脱落物或分泌物为微生物提供营养,以此构建和调节根际微生物菌群[3];另一方面,根际微生物也会深度参与调解植物生理活动[4-5]㊂因此,植物与微生物的根际相互作用(简称根-菌互作)是植物学和微生物学第28卷㊀第6期2022年㊀12月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀载㊀人㊀航㊀天Manned Spaceflight㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.28㊀No.6Dec.2022研究的热点问题㊂传统的根-菌互作研究所用的栽培方式难以实时营造对根际研究所需化学环境,且由于需要将植物根部取出进行采样和成像观察,使得采样和成像不具有实时性(时间分辨率较低),难以复现动态的互作过程㊂并且根毛可增加根表面积,为根部探索更大空间,在根生理学研究中具有重要地位,但却因为尺度过小而难以采样和成像等㊂因此,根-菌相互作用的实时化㊁可视化和操控性研究是一项新的挑战㊂近年来,控制小体积流体的微流控芯片技术(或称为芯片实验室)为生物学研究的实时化和可视化提供了新方法,在根-菌互作研究中展现出巨大潜力㊂微流控技术在根-菌互作研究中具有三大优势:①透明的芯片可实现根-菌互作的实时成像;②可实现对根际环境的多次采样;③可对根际化学环境实现准确操控,以研究化学环境对互作的影响㊂目前最广泛采用的芯片构建流程及材料为:按照所需的芯片设计图纸,以光刻机制作与其互补的光刻胶材质或3D打印制作塑料材质的模板(Template/mold),以聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)浇注到模板上成型后剥离,再以等离子体氧化PDMS的需封装面(即有芯片通道的面)以活化其表面基团,最后放置玻璃片至封装面上键合以完成封装[6]㊂相对于二氧化硅㊁热固性塑料㊁热塑性塑料等其他可选的芯片材质,PDMS的价格低廉㊁偏软质㊁制作模板后可快速批量浇注制取等优势,使其成为主流芯片制作流程中常用材料[6]㊂等离子体氧化封装方式是不可逆的,即封装后很难将PDMS从玻璃片上拆卸;若实验有拆卸需求,可考虑可逆的封装方式,直接在室温下依赖PDMS和玻璃片间的范德华力封装,但这样封装不严密,在外力和内压下容易因意外拆卸开[7]㊂高等植物可以再生氧气㊁食物和水,是生物再生生命保障系统(Bioregenerative Life Support Sys-tem,BLSS)的功能核心[8]㊂而空间特殊环境(微重力㊁辐射㊁磁场㊁密闭㊁微生物多样性受限等)对根-菌互作的影响尚不明晰,前期搭载实验表明植物对微生物病害的敏感性可能增加[9]㊂而微流控技术体积小㊁性价比高,对于空间研究也独具优势㊂本文综述了基于微流控的植物根部发育和根-菌互作的研究,阐述微流控芯片针对不同栽培基质的成像及对根际化学环境的操控/采样功能的优势,分析了芯片针对不同根系形态需求的研究,并对微流控技术在空间环境根-菌互作研究中的重要作用进行展望㊂2㊀根-菌互作芯片的成像技术㊀㊀主流微流控芯片的材质(PDMS㊁玻璃片等)透光性好,对根-菌互作的成像观察独具优势㊂若能结合荧光等生物发光技术和一些高级成像技术,将可以更全面地还原根-菌互作过程㊂图1㊀针对根-菌互作的芯片Fig.1㊀Chip for root bacteria interaction Massalha等[10-11]构建的微流控系统TRIS (Tracking Root Interactions System)是一个研究根-菌互作的典型装置,如图1(a)所示,体现了生物荧光技术在芯片根-菌互作成像中的出色效果㊂TRIS系统采用PDMS-玻璃片材质,在灌有固体植物培养基的移液器吸头中令拟南芥发苗,在根长出吸头前移栽至芯片通道入口令其向芯片中生长,并使用注射泵将液体培养基和所感兴趣的根际菌(枯草芽孢杆菌作为植物有益菌,大肠杆菌作为有害菌)注射进芯片通道内,这些方法在根-菌互作的芯片研究中被普遍使用㊂为了实时显微观察,该装置直接安装在显微镜上㊂在无菌芯片中接种了表达红色荧光蛋白的枯草芽孢杆菌和表达绿色荧光蛋白的大肠杆菌,使用激光扫描共焦显微镜分别荧光成像并叠加图像,发现在接种后12h当中,枯草芽孢杆菌向根伸长区聚集并定殖,大肠杆菌却被排除在根表面之外,通过图像观察菌群行为动态,可推测出有益菌对植物针对病648载人航天第28卷原体的保护机制㊂除使用荧光标记的细菌之外,该研究还使用了仅在6个特定根区(皮层㊁脉管系统㊁根毛等)表达绿色荧光蛋白的6种荧光拟南芥株系,并与红色荧光蛋白的枯草芽孢杆菌图像叠加,观察到了杆菌接种后6h内向根伸长区的明显趋化行为,实现荧光标记的植物和细菌共同成像㊂在可见光(包括荧光)手段之外,电子显微镜和原子力显微镜等先进成像技术的分辨率更高,可在根-菌互作研究中作为更高级的㊁细胞器水平的成像手段㊂比如根毛就是一种微米级的根部结构,可以应用这两种高级成像手段㊂与光学显微镜不同,这两者都要求观察面暴露在外,而根却被封装在芯片中㊂由于等离子体氧化法的封装是不可逆的,很难打开封装以将根和根际区暴露在外㊂针对这一需求,Aufrecht等[12]设计了一种可拆卸的㊁针对根毛研究的芯片,PDMS并未化学键合到玻璃片上,而只是在高压灭菌时形成了较弱的物理键,且用琼脂固化围住PDMS以进一步固定及保湿,如图1(b)所示㊂其可在光学成像完成后拆卸开以供电镜等成像㊂针对根毛研究的目的,芯片被设计成了两层(Two-layer)式的阶梯状腔室,较高的腔室(200μm)容纳主根㊁两侧较低的腔室(20μm)容纳根毛,实测证明根毛生长时可自然粘附在PDMS面上,在拆卸过程中可保持在原位,利于后续的电子显微镜/原子力显微镜对根毛的成像研究㊂研究人员进一步使用该芯片跟踪了2种植物益生菌在拟南芥发育早期根部定殖情况[13],结果发现,无论细菌种类和接种浓度如何, 4天后细菌细胞在根表面的覆盖面积均为1%~ 2%,且根的发育情况很大程度上取决于细菌接种的种类和浓度㊂3㊀芯片技术对不透明栽培基质的成像优势㊀㊀芯片通道中装载液体基质时,其在光学上透明的性质有助于成像,但液体并不是自然界或人工栽培的主流基质,自然环境中的根-菌互作大多发生在土壤等固体基质中㊂若将土壤引入芯片,以解决土壤颗粒不透明导致的可见光成像困难等问题,生物荧光和某些显微光谱成像技术或可成为其研究手段㊂Mafla-Endara等[14]设计了土壤芯片,将土壤置于芯片通道入口处,以可见光观察土壤及微生物扩散进入通道的过程,以揭示土壤生态系统的形成过程㊂研究发现,土壤液体和真菌菌丝是土壤物质扩散的主要驱动力,土壤颗粒和微生物在充满液体的通道中扩散比在空气中快得多,且真菌菌丝可携带细菌穿过气体障碍而扩散定殖㊂芯片成像还可用于量化土壤颗粒的运动模式,对所得显微视频中2~6μm土壤颗粒使用自动追踪算法制作速度-位置热图,发现土壤颗粒被芯片内部的流水拖拽形成蜿蜒的运动模式,也使细菌很快地移动㊂虽未引入植物,该研究使用的土壤芯片已展现了对根-菌互作的可见光成像研究潜力㊂图2㊀EcoFAbs的应用[15]Fig.2㊀The applications of EcoFABs[15]也有研究尝试让植物根进入装载有固体基质的芯片,以研究基质中的根-菌互作㊂Gao等[15]描述了EcoFAB(Ecosystem Fabrication)芯片制作方法,可向通道内装载沙子或土壤作为基质,以期在更接近自然条件的微环境中研究根-菌互作,如图2所示㊂观察发现,虽然在亮场(可见光)下,沙子和土壤的不透明性质让埋在其中的根系和微生物不可见,但在荧光显微镜下,荧光标记的根际益生菌Pseudomonas simea在土中清晰可见,展现了荧748第6期㊀㊀㊀㊀陈登博,等.基于微流控的植物根部-微生物相互作用研究进展光技术克服土壤不透明性成像的潜力㊂这种益生菌在沙子中集中于植物根尖,而在土壤中集中于芯片开口处㊂研究表明沙子的贫营养迫使益生菌定殖于根尖以摄取分泌物,而土壤的富营养使芯片开口处的氧气成为益生菌的首要需求㊂值得注意的是,EcoFAB的实验流程认为可使用镊子将裸露的植物幼苗直接从发苗的固体培养基上移栽至芯片的孔道内[15];而几乎所有其他芯片-植物的结合研究都选择使用内有固体培养基的移液器吸头作为发苗载体,并模块化地整体移栽至芯片孔道内[10,13,16],以防止移栽过程对根的伤害㊂使用移液器的成活率明显高于使用镊子的移栽,虽然使用镊子的做法更接近自然条件,但对实验操作要求较高,很难不伤害根系㊂至于直接在灌注培养基的芯片中发苗的方法[17],由于植物的发芽率并非100%等原因,失败率相对更高㊂针对土壤颗粒对可见光的不透明性,Puce-taite等[18]推荐对土壤芯片使用可见光光谱之外的㊁先进的显微光谱成像技术,以克服土壤的不透明性,利于在微观尺度监测土壤微生物和相关的生物地球化学过程㊂这些非可见光的显微光谱成像技术包括红外吸收㊁拉曼散射和基于同步辐射的X射线显微光谱技术等,有时需要在土壤中加入稳定同位素或纳米贵金属粒子等辅助成像定位,在微生物鉴定㊁代谢物/污染物的定量/定位等方面各有优势,也可运用于基于固体基质芯片的根-菌互作研究中㊂4㊀芯片技术对根际化学环境的操控/采样功能优势㊀㊀利用微流控亦可在时空上快速操控/监测根周围的化学环境,研究根部对生物或非生物因素的动态响应,例如一系列以RootChip命名的芯片设计[19],如图3所示㊂最初Grossmann等[19]开发的RootChip被用于根对化学环境的响应研究,并以根内的葡萄糖荧光传感器开展荧光成像,成功发现细胞内糖水平的改变主要发生在灌注了葡萄糖的根尖㊂对于使用拟南芥的研究,RootChip可在几厘米内(<10cm)部署多个平行通道,以一次性开展多个植株的重复性实验㊂Fendrych等[20]采用竖直放置的vRootChip(v意为vertical,竖直以不影响根向地性)研究根部生长的基因通路,观察拟南芥根生长情况数天,发现无生长素存在时拟南芥的根生长速度会在30s内迅速下降;补充少量生长素后,根生长速度又会在2min内恢复;并通过向芯片中根际环境注入cvxIAA㊁ccvTIR1等人工配体,最终确认了以TIR1/AF-BAux/IAA共受体复合物为基础的一个调节根生长的非转录分支[20]㊂Guichard等[21]开发了根生长通道更长的RootChip-8S微流控装置,Denninger 等[22]用其跟踪观察了与根毛形成相关的细胞极化过程机理,发现基因GEF3在细胞极化过程中有作为细胞膜标志物的作用㊂图3㊀安装8个植物的RootChip[19]Fig.3㊀Image of a RootChip with eight mounted live plants[19]一些芯片设计甚至可令同一植株的根部的不同部位分别处于不同化学环境中,以在完全排除个体差异因素的前提下,直观对比不同化学环境对根双侧的影响或对特定根段的影响㊂面向根生理学或环境异质性研究,研究人员通常使用双流或多流汇总的方式,即多种液体从多个入口汇总到同一条芯片通道中,来营造分界式共存的液体化学环境㊂对于分根段施加不同的化学环境,Meier 等[23]在2010年开发了可对拟南芥施加多层流化学刺激的芯片,实际使用生长素类似物2,4-D和生长素抑制剂NPA,层流的方向与根垂直,以验证生长素和抑制剂对指定根段的影响㊂研究设置了3个进液口以达成3层的层流,以控制流量的手段成功制造了厚度10μm(约1个根细胞长度)的2,4-D层,这一厚度是被掺杂在2,4-D中的荧光微球所显示㊂因为使用了生长素调节剂偶联荧光蛋白的拟南芥株系,采用荧光显微镜观察到了2,4-D在短短几分钟后令10μm长的根段长出了848载人航天第28卷根毛,表明了生长素影响可在单个根细胞尺度上发生,也证明了微流控研究在很小尺度(~10μm)上的化学刺激对根影响的能力㊂值得一提的是,由于层流的方向与根垂直,验证了大/小的流量中根的生长没有显著区别,从而排除了剪切力(~10dyne/cm2)可能造成的额外影响㊂对于双侧施加不同的化学环境,Stanley等[16]设计了双流RootChip(Dual-flow-RootChip),令2种液体平行于根轴同时进入通道,形成不对称的化学环境,也描述了详细的芯片实验步骤[24]㊂研究分别采用NaCl㊁磷酸盐和聚乙二醇在双流Ro-otChip中模拟干旱等胁迫形式,在根双侧不对称处理,研究根毛生长情况,证明根在生理和转录水平上具有局部适应环境中异质条件的能力,也证明双流芯片方法有助于还原根与环境相互作用的决策过程[16]㊂研究表明,每个根毛细胞可以自主地对环境做出响应[16,23]㊂微流控芯片的采样功能有较大潜力㊂芯片的流出液是其内部环境的重要样品,通过收集芯片的流出液,即可完成植物根际微生物和根系分泌物的采集,从而进行根际微生物组与代谢组分析㊂但实际开展了采样并使用组学手段分析的研究并不多㊂其原因是关注复杂微生物群落研究较少,而对有限个菌株的行为,使用荧光标记等技术即可揭示,如Massalha等[10]和Aufrecht等[13]的研究;另外对于根际研究,很多根际菌定殖在根部表面甚至内部,难以随流出液流出㊂5㊀芯片技术对根系形态等特殊需求的优势㊀㊀植物根系具有多种形状和尺寸,可为之相应设计适合的微流控通道和腔体,以让植株正常生长或方便成像㊂为研究根系较粗的植物,Khan 等[25]使用3D打印的模具制备了腔体高度10mm 的PDMS材质芯片,如图4(a)所示,用于研究二穗短柄草(Brachypodium distachyon,根系直径1~ 3mm)的根细胞和分析渗透胁迫下的基因表达,发现了基因BdDi19在幼苗短期渗透胁迫期间有表达㊂此外,针对须根系统研究,相对于传统的单条直道的芯片设计,Chai等[26]采用多室设计的微流控芯片,如图4(b)所示,令水稻的分枝根生长到一组径向的花瓣形室中,用以研究渗透胁迫图4㊀应用于不同植物的芯片Fig.4㊀Chips for different plants (模拟干旱环境)对根系发育的影响,发现随着聚乙二醇(PEG6000,用于营造渗透胁迫)浓度的增加,根的生长变慢,根毛的数量和长度增加,根尖边缘细胞的发育和聚集增多㊂为了方便显微观察,微流控芯片的尺寸普遍设计得较小,并且使用拟南芥等小型草本物种,这让根-菌互作的长期化观察以及对个体较大的木本植物的研究成为挑战㊂Noirot-Gros等[27]设计的根系-微生物相互作用芯片(RMI-chip),如图4(c)所示,通道长达36mm,可以培养山杨(木本植物)幼苗的根超过1个月,并且可以连续使用显微镜观察根-菌互作㊂研究发现细菌需要在山杨根部表面形成生物膜才能持久定殖㊂RMI芯片加以修改或优化,可以用于长期观察生长缓慢的植物,或者短期研究生长较快的植物㊂此外,设计功能导向性很强的特殊结构芯片,如Massalha等[10]的TRIS系统还有一个双根通道版本,在同一腔室里生长2株拟南芥的根,并设计了分隔结构避免双根的物理接触,却允许微生物948第6期㊀㊀㊀㊀陈登博,等.基于微流控的植物根部-微生物相互作用研究进展细胞和信号分子的自由流动,以直观地显示细菌对不同基因型株系根部的定殖偏好㊂根据具体需求而设计开发出来的微流控芯片更能满足各种植物生长的特殊需求,也是微流控芯片的优势之一㊂图5㊀空间环境下微流控技术在根-菌互作研究中的运用Fig.5㊀Application of microfluidic technique in the study of root-bacteria interaction in spatial environment6㊀根-菌互作空间研究现状及展望㊀㊀高等植物是BLSS 的功能核心,但空间环境因素导致植物生长处于逆境,对植物的生长发育具有显著影响㊂在太空飞行等空间环境下发现在微重力下生长的植物表现出对植物病菌的敏感性增加[28],地面3D 回转模拟微重力效应下的实验也证明了在模拟微重力效应下病菌更易侵染植物[29-31]㊂一方面可能是因为微重力对细胞壁的重生和木质素的合成起到了抑制作用[32],从而利于病原真菌的侵染;另一方面推测是微重力影响了植物宿主与自身微生物的相互作用㊂虽然植物遗传适应相对较慢,但植物共生的微生物却能够很快地适应环境变化[33]㊂而植物根际微生物组是植物的第2套基因组的组成部分,在植物生长发育过程当中起着至关重要的作用㊂植物益生菌对植物具有保护机制,可以形成生物膜以及生产植物激素从而提高植物个体抵御非外来的微生物环境胁迫的免疫能力㊁诱导免疫抗性等多种手段,从而来增强其对宿主的免疫抗逆㊁抗病能力[34],且微生物是BLSS 中必然存在的一个链环,因此有必要研究空间环境下植物的根-菌互作㊂但是受控条件下植物根际微生物的结构变化以及潜在威胁微生物研究甚少㊂由于空间实验的空间有限,即使对于探空火箭等所拥有的超过10cm ˑ10cm ˑ10cm 体积的实验空间[35-36],对于使用传统栽培方式的根-菌互作研究也明显不够㊂而且,由于空间搭载机会的稀缺和昂贵,很多实验必须先期在地面开展,在回转仪等模拟的微重力环境下进行[37-38]㊂与真正的空间实验相似,回转仪可供实验的区域非常狭小,同样难以容纳传统栽培方式的植株㊂微流控技术可以成为空间生物学研究中很有前途的工具,已经运用在国际空间站或卫星搭载的太空实验上㊂如应用于国际空间站的一种新的不依赖培养物的微生物监测系统(the Lab-On-a-Chip Application Development Portable Test Sys-tem,LOCAD-PTS)[39],在15min 内定量分析了舱室表面的内毒素(革兰氏阴性细菌和真菌的标志)㊂在目前第一个长时间的活体生物立方体卫星实验中,Nicholson 等[40]开展生命有机体轨道空间环境生存性(Space Environment Survivability ofLiving Organisms,SESLO)实验6个月,测定了枯草芽孢杆菌孢子在空间环境中长期静止(14㊁91和181天)后的萌发㊁生长和代谢情况㊂但目前空间生物学研究中,未将微流控技术应用在植物根-菌互作研究上㊂而微流控芯片体积小,且目前已有一些微流控根-菌互作研究没有采用注射泵,同样可实现根际营养液的更新[15]㊂微流控芯片作为载体更能满足研究需求㊂因此,如图5所示,对于长期进化适应1G 重力的地球环境的植物而言,空间微重力环境属于典型的逆境环境,可能导58载人航天第28卷致植物菌群失调,但目前对其机理并不清楚㊂基于微流控技术能更直观地研究植物-微生物在空间极端环境下相互作用机理,并可以通过其机理精准调控植物根部菌群,使植物拥有更大的固碳能力和更强的抗逆特性㊂微流控技术在根-菌互作研究中的显著优势能进一步帮助研究者理解植物学和微生物学研究的热点问题㊂但在空间环境下基于微流控技术开展植物根-菌互作研究依然存在着许多问题:①空间环境下,植物根生长会改变方向,对基于微流控技术的根菌互作观察有一定影响;②在芯片设计的过程中还需要考虑表面张力会成为界面的主要力;③目前的微流控技术主要针对在透明基底上成像,这将偏离自然土壤系统中根际的群落结构㊂这些问题需要利用更有效的方法来解决㊂7㊀结语㊀㊀目前,已有研究将微流控技术运用于根-菌互作中,显著提高了实验效率与根菌研究结果的分辨率㊂然而迄今为止,国际上在空间环境下应用微流控技术研究植物-微生物相互作用仍是空白㊂微流控技术具有便于对根菌互作实时成像以及对根际化学环境的操控/采样等优势,能够精细刻画反映出空间环境下植物-微生物互作规律,有益于揭示植物-微生物稳态对空间环境效应的响应与适应机制,从而助力空间环境下植物健康稳定生产,为BLSS空间实际构建应用奠定基础㊂参考文献(References)[1]㊀Sasse J,Martinoia E,Northen T.Feed your friends:Do plantexudates shape the root microbiome?[J].Trends in PlantScience,2018,23(1):25-41.[2]㊀李月明,杨帆,韩沛霖,等.植物根系分泌物响应非生物胁迫机理研究进展[J].应用与环境生物学报,2022,28(4):1-10.Li Y M,Yang F,Han P L,et al.Research progress on themechanism of root exudates in response to abiotic stresses[J].Chinese Journal of Applied&Environmental Biology,2022,28(4):1-10.(in Chinese)[3]㊀Ahmad R A,Michael D J,Segun G.Synergistic plant-mi-crobes interactions in the rhizosphere:A potential headway forthe remediation of hydrocarbon polluted soils[J].Internation-al Journal of Phytoremediation,2019,21(1/7):71-83.[4]㊀Berendsen R L,Vismans G,Yu K,et al.Disease-inducedassemblage of a plant-beneficial bacterial consortium[J].Isme Journal,2018,12(6):1496-1507.[5]㊀Jacoby R,Peukert M,Succurro A,et al.The role of soil mi-croorganisms in plant mineral nutrition-current knowledge andfuture directions[J].Frontiers in Plant Science,2017,(9):1-8.[6]㊀Ren K,Zhou J,Wu H.Materials for microfluidic chip fabri-cation[J].Accounts of Chemical Research,2013,46(11):2396-2406.[7]㊀Mcdonald J C,Duffy D C,Anderson J R,et al.Fabricationof microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane)[J].Elec-trophoresis:An International 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北航医工交叉试验班主要课程
北航医工交叉试验班的主要课程包括以下几个方面：
1. 基础医学课程：如解剖学、生理学、病理学、药理学等，为学生提供医学基础知识。

2. 工程科学课程：包括工程力学、材料力学、传热学、流体力学等，为学生提供工程科学基础。

3. 医工交叉课程：如医学图像处理、医学信号处理、生物医学传感器、生物材料等，介绍医学与工程学的交叉应用。

4. 医工实验课程：主要以实验室实践为主，如生物医学信号处理实验、医学成像实验、生物材料实验等，培养学生的实验操作能力。

5. 临床医学课程：为学生提供基本的临床医学知识，如诊断学、内科学、外科学等，以增加对医学实践的了解。

6. 医工交叉项目实践：包括毕业设计和科研项目实践，让学生进行实际项目的研究与实践，培养解决实际问题的能力。

以上是北航医工交叉试验班的主要课程内容，具体详情可参考北航相关官方发布的课程大纲。

北京航空航天大学生物与医学工程学院成立
叶慧
【期刊名称】《中国医疗器械信息》
【年(卷),期】2008(014)011
【摘要】@@ 2008年10月23日在北京航空航天大学新主楼举行了"北京航空航天大学生物与医学工程学院成立大会".
【总页数】1页(P58)
【作者】叶慧
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.厚积薄发,扬帆启航访北京航空航天大学生物与医学工程学院樊瑜波院长 [J], 叶慧
2.北京联合大学生物化学工程学院生物工程研究所成立 [J],
3.纳米芯片筑梦医疗——记北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾 [J], 徐飞
4.纳米芯片筑梦医疗--记北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾 [J], 徐飞
5.“透视”生物组织——记北京航空航天大学生物与医学工程学院副教授汪待发[J], 谢更好
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北航医工交叉试验班就业岗位北航医工交叉试验班是一所培养医学和工程交叉人才的专业班级，学生在这里将接受系统的医学和工程知识培训，为他们未来的就业岗位打下坚实的基础。

在北航医工交叉试验班的学生毕业后，他们可以选择多个就业方向。

首先，他们可以选择进入医疗器械和医疗设备制造公司工作。

这些公司需要医学和工程背景的人才来研发和设计新型医疗器械和设备，以满足不断增长的医疗需求。

毕业生可以在这些公司担任产品工程师、研发工程师或质量控制工程师等职位，参与医疗器械的研发、测试和生产过程。

毕业生还可以选择进入医院工作。

他们可以成为医院的工程师或技术支持人员，负责医疗设备的维护和修理。

医院内的各种医疗设备需要定期保养和维修，以确保其正常运行。

医工交叉试验班的学生具备医学和工程的知识背景，可以很好地胜任这些工作。

此外，他们还可以在医院的科研部门从事医学工程研究，参与医学仪器的改进和创新。

除了在医疗器械制造公司和医院工作，毕业生还可以选择进入科研院所或高校从事科研工作。

医工交叉试验班培养的学生具备跨学科的背景，可以在科研领域中发挥重要作用。

他们可以参与医学工程领域的前沿研究，为医学科技的发展做出贡献。

在科研院所或高校工作，他们可以担任研究助理、科研工程师或教师等职位，传授自己所学的知识，培养更多的医学和工程交叉人才。

毕业生还可以选择创业的道路。

医疗器械和医疗设备市场潜力巨大，创业可以成为毕业生实现个人价值的一种途径。

他们可以自主创办医疗器械公司，开发和销售自己的产品。

通过创业，毕业生可以实现自己的创新理念，推动医疗器械和医疗设备领域的发展。

北航医工交叉试验班的毕业生在就业岗位上有着广泛的选择。

无论是进入医疗器械制造公司、医院工作，还是从事科研工作或创业，他们都可以发挥自己的专业优势，为医学和工程领域的发展做出贡献。

北航医工交叉试验班的学生将在实践中不断锤炼自己的技能和知识，为未来的就业岗位做好充分的准备。