相里辰：突破科技边界的材料科学家与生物传感器创新者

作者：王欣淇

中国科学院材料研究所 发表时间：2023年10月

相里辰，德克萨斯州立大学材料科学博士，目前在美国国立护理研究所（NINR）和美国国立卫生研究院（NIH）担任研究员。他在材料科学和工程领域的前沿领域进行研究，特别是生物传感器的开发，在多个研究项目中发挥了领导和关键作用。相里辰的研究成果在国际范围内得到了认可和支持，为生物工程领域带来了巨大的推动力。特别是生物传感器的开发，在多个研究项目中发挥了领导和关键作用，包括开发汗液生物传感器以诊断创伤性脑损伤，开发新型“分子浮标”核酸分离方法，开发纸基侧向流测定法和折纸诊断法以检测胃肠道病原体等，著有一本书的章节，论文15篇，被引用870多次；获批专利2项，多次参加该领域会议并发表报告，出版物在本领域得到了全球科学界的高度认可。

早期经历奠定科学基础

相里辰的求学之路始于上海海洋大学食品科学与技术专业，在此期间，他积极参加科研活动并发表多篇论文。之后，他获得德克萨斯州立大学化学硕士学位，并在此期间逐渐将研究方向集中在材料科学和工程领域。最终，相里辰在德克萨斯州立大学获得了材料科学、工程和商业化的博士学位，并在生物医学材料和生物力学工程研究方面崭露头角。

材料领域新秀科学家, 专注于生物传感器研究

在毕业之前，相里辰已经开始专注于生物医学工程方面的研究，主要是在生物材料和生物传感器方向的研究以及快速检测试剂盒的开发。这些试剂盒是为满足不同领域的迫切需求而量身定制的，包括传染病、脑损伤诊断、睡眠研究和伤口愈合监测等。自2014年以来，他开始深入研究生物传感器的开发，并早期认识到石墨烯作为构建生物传感器基底的潜力。相里辰所领导的研究团队取得了重大突破，在快速检测试剂盒和生物传感器领域具有很高的实用价值。团队的研究已被美国政府认可为国家的高度优先需求，对于快速检测和诊断具有极其重要的意义，有望对该领域的未来发展产生积极的影响。

突破科技边界的成果

相里辰博士在生物材料领域，尤其是生物传感器方面的研究取得了跨领域的突破性成果，引起了学术界广泛关注和赞誉。早在2012年，他通过原位合成方法成功地制备了一种磷酸锆（ZrP）纳米复合材料，开创性运用原位插层方法打破了传统材料的局限，突破性地将各种物质无缝地结合到 ZrP层，使其性能得到了显著提升。2015年，该项研究成果在《化学通讯杂志》上发表，这项突破性的成果不仅为材料科学带来了新的思路和可能性，也为开发先进材料的应用领域注入了新的生机。

相里辰博士所开发的中空二氧化硅微球技术引发了学术界和工业界的热切关注。他成功地探索出一种一种基于折纸的垂直流分析法，可精确地从复杂的生物混合物中分离出病原体DNA。这项创新技术利用低密度中空微球的浮力特性，实现了快速分离，而无需昂贵的仪器设备。这一研究属于是诊断领域的变革性成就。相关成果发表于2018年《分析方法》杂志并被作为封面论文，这一研究计划核心的折纸诊断设备也已获得美国专利，该技术已发表于顶级科学期刊，并获得了美国专利，彰显了其在诊断领域的重大突破。

相博士及其团队利用了石墨烯的显著属性，运用了复杂的制备工艺，在柔性 Kapton薄膜基底上精细地沉积单个石墨烯单层，并在石墨烯单层的表面被策略性地用金纳米颗粒和抗体功能，使生物传感器能够以低得惊人的0.1 ug/ml的浓度检测到诺如病毒的存在。这种级别的灵敏度是开创性的，相博团队的生物传感器成功研发在COVID-19大流行时期在世界范围催化出了广泛的研究，基于其涟漪效应，专门用于COVID-19检测的类似传感器得以研发生产。

相里辰博士在生物材料和生物传感器领域具备显著的创新和领先地位，他现任NIH多个科学项目和临床协议的负责人，致力于在生物传感器技术方面取得进一步突破性进展。他在材料科学和生物传感器研究方面的创新能力和卓越成就推动了生物材料领域的重大进步，促进了材料创新并拓展了现有技术的视野。