Brian T. Cunningham - Brian T. Cunningham

Brian Cunningham
Národnostamerický
TitulIntel Alumni Endowed Chair of Electrical and Computer Engineering
Manžel (y)Leanne M. (McNamara) Cunningham
DětiAndrea Cunningham, Allison Cunningham
Akademické pozadí
VzděláváníBS, elektrotechnika a počítačové inženýrství (1986)
M.S., Electrical and Computer Engineering (1987)
Ph.D., elektrotechnika a počítačové inženýrství (1990)
Alma materUniversity of Illinois v Urbana-Champaign
Akademická práce
InstituceUniversity of Illinois v Urbana-Champaign

Brian T. Cunningham je americký inženýr, výzkumný pracovník a akademik. Je profesorem inženýrství Donalda Biggara Willetta na University of Illinois v Urbana-Champaign. Je profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství a profesorem bioinženýrství.[1]

Cunninghamovy výzkumné zájmy zahrnují biofotonika, bionanophotonics, mikro / nanofabrikační procesy a materiály, Bio-MEMS, laboratoř na čipu, mikrofluidika, biosenzování a aplikace v oblasti objevování drog, diagnostiky zdraví, mobilních detekčních systémů v místě použití, výzkumu biologických věd, monitorování životního prostředí, zdraví zvířat a bezpečnosti potravin. Je autorem nebo spoluautorem více než 180 recenzovaných časopisů[2] a je držitelem 86 patentů.[3]

Cunningham je nejvíce známý svým vynálezem a aplikací nanostrukturovaných fotonických povrchů, které účinně spojují elektromagnetickou energii s biologickou analytů, umožňující vysoké snímání signálu od šumu u materiálů, které obsahují malé molekuly, nukleové kyseliny, proteiny, virové částice, buňky a tkáně.[4][5][6]

Cunningham je členem Institute of Electrical and Electronics Engineers,[6] Americká asociace pro rozvoj vědy,[7] Národní akademie vynálezců,[8] Optická společnost,[9] a Americký institut pro lékařské a biologické inženýrství.[10] Jeho práce byla oceněna na základě ceny IEEE Sensors Council Technical Achievement Award (2010)[11] the Inženýrství v medicíně a biologii (EMBS) Award Technical Achievement Award (2014) a IEEE Sensors Council Distinguished Lectureship (2013) a IEEE Photonics Society Distinguished Lectureship (2018-2019).[12]

Vzdělávání

Cunningham získal titul B.S. v oboru elektrotechniky a výpočetní techniky na University of Illinois v Urbana-Champaign v roce 1986. Ve svém dalším vzdělávání pokračoval na University of Illinois, kde získal titul M.S. v roce 1987 a Ph.D. v roce 1990. V letech 1990-1991 působil jako postdoktorandský vědec na Sandia National Laboratory ve výzkumné skupině složených polovodičů, kde se podílel na vývoji metod růstu epitaxních krystalů pro superlatice napjatých vrstev InAsSb pro aplikace infračervených fotodiodových senzorů.[13]

Kariéra

Cunningham pracoval ve výzkumné divizi v Raytheon od roku 1991 do roku 1995, kde působil jako vedoucí skupiny pro výrobu infračervených senzorů. V roce 1995 nastoupil do společnosti Micromachined Sensors Group v Charles Stark Draper Laboratory jako vedoucí pracovník technického personálu, kde později působil v manažerských rolích, které zahrnovaly vedoucího skupiny pro senzory MEMS a technického ředitele pro programy bioinženýrství. V Draperově laboratoři zahájil Cunningham úsilí v oblasti biosenzorů, mikrofluidiky a tkáňového inženýrství. Zatímco v Draper Laboratory, Cunningham navštěvoval kurzy v MIT Sloan Business School a auditované kurzy biologie na MIT.[13]

V červnu 2000 byla založena společnost SRU Biosystems, společnost, která komercializovala biosenzory, detekční nástroje a testy fotonických krystalů (PC) pro aplikace při objevování a diagnostice drog.[14] SRU Biosystems byl prodán společnosti XBody Biosciences v roce 2012, která byla následně prodána Juno Therapeutics.[15]

Cunningham nastoupil na fakultu katedry ECE na University of Illinois v Urbana-Champaign v roce 2004 jako docent, kde založil Nanosensors Group v Micro and Nanotechnology Laboratory (MNTL). V Illinois působil Cunningham jako ředitel Centra pro inovativní přístrojové technologie (CiiT) financovaného NSF,[16] a sloužil mezi počáteční fakultou, aby se připojil k nově vytvořenému oddělení bioinženýrství, kde byl zakládajícím ředitelem postgraduálního programu bioinženýrství.[6]

V roce 2014 byl jmenován ředitelem MNTL. V roce 2015 byl jmenován profesorem strojírenství Donalda Biggara Willetta.[6]

Kromě vedení své vlastní výzkumné skupiny slouží Cunningham jako PI tématu Omics Nanotechnology for Cancer Precision Medicine (ONC-PM) na Carl R. Woese Institute for Genomic Biology (IGB), kde ve spolupráci s klinickými lékaři vede tým pro vývoj přístupů k diagnostice rakoviny pomocí kapalné biopsie Klinika Mayo.[17]

Výzkum a práce

Na konci 80. let se Cunningham stal prvním výzkumníkem, který demonstroval těžký doping typu p ve složeném polovodiči (GaAs a InGaAs) s použitím uhlíkových nečistot, včetně prvního, který využíval epitaxní růst MOCVD a zdroj plynného halogenidu uhlíku.[18] Cunningham byl také první, kdo demonstroval účinnost opticky rezonančních povrchů na bázi dielektrika pro zvýšení fluorescence a povrchově vylepšených Ramanových reportérů, zejména prostřednictvím záměrného návrhu více rezonancí do stejné struktury pro současné zvýšení excitace optických reportérů a extrakci fotony.[19]

Na začátku roku 2000 provedl Cunningham významnou práci na biosenzorech bez štítků fotonických krystalů. Byl první, kdo demonstroval použití optických rezonátorů fotonických krystalů pro detekci malých molekul bez označení,[20] nukleové kyseliny, proteiny, viry a buňky, včetně vývoje prvního výrobního procesu typu roll-to-roll pro jakýkoli optický biosenzor, prvních optických biosenzorových mikrodesek a rodiny vysoce výkonných detekčních nástrojů pro vysoce výkonné testování a diagnostiku léčiv.[6] V roce 2004 napsal Cunningham „Testy bez štítků v systému BIND“. Tento příspěvek představoval první publikaci pro aplikaci biosenzorů fotonických krystalů ve formátu mikrodestiček pro aplikace farmaceutických objevů, která ukázala první metody detekce vazby malých molekul na proteiny, buněčných interakcí s léky a screeningu modulátorů interakcí proteinů.[21]

V polovině 2000s, Cunningham zahájil výzkum na vylepšení fotonických krystalů fotonových zářičů. Byl prvním, kdo demonstroval kombinované účinky zvýšené excitace a zvýšené směrové extrakce z fotonových zářičů (kvantové tečky, fluorofory, značky SERS) na povrchu fotonického krystalu.[22]

Cunninghamova práce na mikroskopii fotonických krystalů na počátku 2010 ukázala novou formu mikroskopie, která využívá fotonickou krystalovou desku jako povrch a poprvé ji použila pro kinetické zobrazování živých buněk bez označení a pro detekci vysokého signálu-šumu dielektrické nebo kovové nanočástice.[23][24]

Cunningham začal pracovat na spektroskopických biosenzorech chytrých telefonů počátkem 2010. V roce 2013 napsal článek „Biodetekce bez použití štítků pomocí chytrého telefonu“. Tento článek představoval první případ přizpůsobení fotoaparátu smartphonu tak, aby fungoval jako spektrometr pro měření biologického testu.[25]

Na konci 2010 se Cunninghamův výzkum začal zaměřovat na biomolekulární snímání v digitálním rozlišení. S využitím nového konceptu pro spojení elektromagnetické energie z makro měřítka do plazmonických nanoanten byla skupina Cunningham první, kdo ohlásil novou formu biosenzorové mikroskopie (Photonic Resonator Absorption Microscopy) a spojil ji s novými biochemickými přístupy pro ultravysoké, jednokrokové detekce proteinů nebo cílů nukleových kyselin bez amplifikace jednoduchým / levným nástrojem.[26]

Ceny a vyznamenání

  • 2008 - Cena programu Grainger pro rozvíjející se technologie
  • 2009 - Asociace pro automatizaci laboratoří, cena za inovaci pro 10 nejlepších příspěvků
  • 2010 - Cena vynikajících poradců programu Medical Scholars Program
  • 2010 - Cena IEEE Sensors Council za technické úspěchy
  • 2012 - IEEE Fellow
  • 2012 - AIMBE Fellow
  • 2013 - IEEE Sensors Council Distinguished Lecturer
  • 2013 - Massachusetts Excellence Award, SRU Biosystems, Small Business Institute for Excellence in Commerce
  • 2013 - Fellow, National Academy of Inventors
  • 2014 - člen optické společnosti v Americe
  • 2014 - Cena za technické úspěchy IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS)
  • 2016 - člen AAAS
  • 2018 - spolupracovník, Centrum pro pokročilá studia
  • 2018 - IEEE Photonics Society Distinguished Lecturer
  • 2018 - Andrew Yang Research Award: Biosenzory živé tkáně
  • 2019 - člen RSC

Vybrané publikace

  • Canady, T. D., Li, N., Smith, L. D., Lu, Y., Kohli, M., Smith, A. M. a Cunningham, B. T. (2019). Detekce digitálního rozlišení mikroRNA s jednobázovou selektivitou absorpční mikroskopií fotonického rezonátoru. Sborník Národní akademie věd, 116 (39), 19362–19367.
  • Chan, L. L., Pineda, M., Heeres, J. T., Hergenrother, P. J. a Cunningham, B. T. (2008). Obecná metoda pro objevování inhibitorů interakcí protein-DNA pomocí fotonických krystalových biosenzorů. ACS Chemical Biology, 3 (7), 437–448.
  • Cunningham, B. T., Li, P., Schulz, S., Lin, B., Baird, C., Gerstenmaier, J.,… Laing, L. (2004). Testy bez štítků v systému BIND. Journal of Biomolecular Screening, 9 (6), 481–490.
  • Gallegos, D., Long, K. D., Yu, H., Clark, P. P., Lin, Y., George, S., ... Cunningham, B. T. (2013). Biodetekce bez štítků pomocí chytrého telefonu. Lab on a Chip, 13 (11), 2124.
  • Ganesh, N., Zhang, W., Mathias, P. C., Chow, E., Soares, J. A. N. T., Malyarchuk, V.,… Cunningham, B. T. (2007). Zvýšená emise fluorescence z kvantových teček na povrchu fotonického krystalu. Nature Nanotechnology, 2 (8), 515–520.
  • Liu, J.-N., Huang, Q., Liu, K.-K., Singamaneni, S., & Cunningham, B. T. (2017). Hybridy nanoanténa – mikrodutina s vysoce kooperativní plazmonicko-fotonickou vazbou. Nano Letters, 17 (12), 7569–7577.
  • Zhuo, Y., Hu, H., Chen, W., Lu, M., Tian, ​​L., Yu, H., ... Cunningham, B. T. (2014). Detekce jednotlivých nanočástic pomocí mikroskopie vylepšené fotonickými krystaly. Analytik, 139 (5), 1007–1015.
  • Zhuo, Y., Choi, J. S., Yu, H., Harley, B. A., & Cunningham, B. T. (2015). Dynamické zobrazování adheze živých buněk bez použití štítků pomocí mikroskopie vylepšené fotonickými krystaly (PCEM). Cleo: 2015.

Reference

  1. ^ „Brian T. Cunningham“.
  2. ^ „Brian T. Cunningham - Google Scholar“.
  3. ^ „Patenty Briana T. Cunninghama“.
  4. ^ „Brian T. Cunningham“.
  5. ^ „Nové formy mikroskopie umožňují nanostrukturované povrchy“.
  6. ^ A b C d E „Brian Cunningham - člen IEEE“.
  7. ^ „Členové AAAS“.
  8. ^ „Členové Národní akademie vynálezců“.
  9. ^ „OSA Fellows 2014“.
  10. ^ „Adresář spolupracovníků AIMBE“.
  11. ^ „Ocenění rady senzorů 2010.
  12. ^ „Brian T. Cunningham jmenován významným lektorem pro společnost IEEE Photonics Society“.
  13. ^ A b „Brian T. Cunningham“.
  14. ^ „Cunningham se rozhodl vést laboratoř mikro a nanotechnologií“.
  15. ^ „Juno Therapeutics získává X-Body za více než 44 milionů USD“.
  16. ^ „Centrum pro inovativní přístrojové technologie (CiiT)“.
  17. ^ „Omics Nanotechnology for Cancer Precision Medicine“.
  18. ^ „Difúze uhlíku v nedopovaném GaA typu n a typu p“.
  19. ^ „Povrchově vylepšené Ramanovy nanodomy“.
  20. ^ Zhuo, Yue; Cunningham, Brian (2015). „Biosenzorové zobrazování bez štítků na povrchech fotonických krystalů“. Senzory. 15 (9): 21613–21635. doi:10,3390 / s150921613. PMC  4610529. PMID  26343684. S2CID  2294726.
  21. ^ Cunningham, B. T .; Li, P .; Schulz, S .; Lin, B .; Baird, C .; Gerstenmaier, J .; Genick, C .; Wang, F .; Fajn, E .; Laing, L. (2004). „Testy bez štítků v systému BIND“. Journal of Biomolecular Screening. 9 (6): 481–90. doi:10.1177/1087057104267604. PMID  15452334.
  22. ^ „Vylepšená fluorescence fotonických krystalů: vývoj struktur senzorů a detekce“.
  23. ^ "Fotonická krystalická mikroskopie".
  24. ^ Cunningham, B. T .; Zhang, M .; Zhuo, Y .; Kwon, L .; Race, C. (2015). „Nedávné pokroky v biosenzování fotonickými krystaly: recenze“. Deník senzorů IEEE. 16 (10): 3349–3366. doi:10.1109 / JSEN.2015.2429738. PMC  5021450. PMID  27642265.
  25. ^ Gallegos, D .; Long, K. D .; Yu, H .; Clark, P. P .; Lin, Y .; George, S .; Nath, P .; Cunningham, B. T. (2013). „Biodetekce bez použití štítků pomocí chytrého telefonu“. Laboratoř na čipu. 13 (11): 2124–32. doi:10.1039 / c3lc40991k. PMID  23609514.
  26. ^ „Detekce digitálního rozlišení mikroRNA s jednobázovou selektivitou absorpční mikroskopií fotonického rezonátoru“.