Bio-optofluidics Engineering, Science, and Technology Group

바이오광유체공학 연구실

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바이오광유체공학 연구실

바이오광유체공학 연구실에서는 바이오 분야의 중요한 주제를 탐구하기 위한 통합 시스템의 설계와 엔지니어링에 연구의 중점을 두고 있습니다. 의학 미생물학(Medical Microbiology), 에너지 수확(Energy Harvesting), 식량 자원(Food Resources)과 관련한 다양한 연구 주제들을 탐구하고 있습니다. 이러한 연구 활동을 위해 저희 연구실에서는 광유체/미세유체 기술, 라만 분광법, 광집게(Optical Tweezers), 안정 동위원소 추적법(Stable Isotope Probing), 시스템 자동화(기계 학습 포함)와 같은 고급 기술을 활용합니다.

저희 연구실의 연구를 대표하는 두 가지 연구 내용은 다음과 같습니다:
(i) 미생물의 생리(Physiology)을 연구하여 그들의 신진대사 및 기능(Function), 그리고 미생물간 상호 작용을 탐구합니다.
(ii) 미생물, 특히 박테리아를 기능적 특성(Functional Properties)에 따라 분류할 수 있는 시스템을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 개인 맞춤형 프리바이오틱스 및 프로바이오틱스를 위해 미생물 컨소시엄(Consortium)의 설계에 유용하게 적용할 수 있습니다.

In the Bio-optofluidics Engineering, Science, and Technology (BEST) Group, our focus is on designing and engineering integrated systems and platforms to explore pivotal topics in biotechnology. These include medical microbiology, energy harvesting, and food resources. Our approach leverages advanced techniques such as optofluidics/microfluidics, Raman microspectroscopy, optical tweezers, stable isotope probing (SIP), and system automation (including machine learning).

Two significant endeavors exemplify our work:
(i) We investigate the physiology of microorganisms, exploring their metabolisms, functions, and cellular interactions.
(ii) We are actively developing a platform capable of sorting microbial cells, particularly bacteria, based on their functional properties (see the illustration below). This system is pivotal for the targeted design of microbial consortia tailored for personalized prebiotics and probiotics.

Major research field

바이오광유체공학(Bio-optofluidics Engineering), 바이오광계측(Bio-photonic Instrumentation)

Desired field of research

기능적 특성에 따른 셀 분리(Sorting Cells by Functional Properties), 라만 나노프로브의 합성(Synthesis of Raman Nanoprobes)

Research Keywords and Topics

· 광유체공학/미세유체공(Optofluidics/Microfluidics)
· 셀 분리(Cell Sorting)
· 라만 분광법(Raman Microspectroscopy)
· 의학 미생물학(Medical Microbiology)
· 기계학습(Machine Learning)
· 시스템 자동화(System Automation)

Research Publications

· K.S. Lee, Z. Landry, F. Pereira, M. Wagner, D. Berry, W.E. Huang, G. Taylor, J. Kneipp, M. Zhang, J.-X. Cheng and R. Stocker, Raman microspectroscopy for microbiology. Nature Reviews Methods Primers 1, 80 (2021)
· K.S. Lee, F.C. Pereira, M. Palatinszky, L. Behrendt, U. Alcolombri, D. Berry, M. Wagner and R. Stocker, Optofluidic Raman-activated cell sorting for targeted genome retrieval or cultivation of microbial cells with specific functions. Nature Protocols 16, 634–676 (2021)
· K.S. Lee, M. Palatinszky, F.C. Pereira, J. Nguyen, V.I. Fernandez, A.J. Mueller, F. Menolascina, H. Daims, D. Berry, M. Wagner and R. Stocker, An automated Raman-based platform for the sorting of live cells by functional properties. Nature Microbiology 4, 1035-1048 (2019)

국가과학기술표준분류

  • LA. 생명과학
  • LA07. 융합바이오
  • LA0704. 바이오이미징