Briana T. Cunninghama

Briana Cunninghama
Briana Cunninghama
Narodowość	amerykański
Tytuł	Katedra inżynierii elektrycznej i komputerowej ufundowana przez absolwentów firmy Intel
Współmałżonek	Leanne M. (McNamara) Cunningham
Dzieci	Andrea Cunningham, Allison Cunningham
Wykształcenie
Edukacja	; ; Licencjat, Inżynieria elektryczna i komputerowa (1986) Magister, Inżynieria elektryczna i komputerowa (1987) Doktorat, Inżynieria elektryczna i komputerowa (1990)
Alma Mater	Uniwersytet illinois w Urbana-Champaign
Praca akademicka
Instytucje	Uniwersytet illinois w Urbana-Champaign

Brian T. Cunningham to amerykański inżynier, badacz i pracownik naukowy. Jest profesorem inżynierii Donalda Biggara Willetta na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign . Jest profesorem inżynierii elektrycznej i komputerowej oraz profesorem bioinżynierii.

Zainteresowania naukowe Cunninghama obejmują biofotonikę , bionanofotonikę, procesy i materiały mikro /nanoprodukcji, Bio-MEMS , lab-on-a-chip , mikrofluidykę , bioczujniki i zastosowania w odkrywaniu leków, diagnostyce zdrowotnej, mobilnych systemach wykrywania punktów użycia, życiu badania naukowe, monitorowanie środowiska, zdrowie zwierząt i bezpieczeństwo żywności. Jest autorem lub współautorem ponad 180 recenzowanych artykułów w czasopismach i posiada 86 patentów.

Cunningham jest najbardziej znany z wynalezienia i zastosowania nanostrukturalnych powierzchni fotonicznych, które skutecznie łączą energię elektromagnetyczną z biologicznymi anality , umożliwiając wykrywanie wysokiego sygnału do szumu materiałów, które obejmują małe cząsteczki, kwasy nukleinowe , białka, cząsteczki wirusów, komórki i tkanki.

Cunningham jest członkiem Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników , Amerykańskiego Stowarzyszenia Postępu Naukowego , Narodowej Akademii Wynalazców , Towarzystwa Optycznego oraz Amerykańskiego Instytutu Inżynierii Medycznej i Biologicznej . Jego praca została doceniona przez IEEE Sensors Council Technical Achievement Award (2010), Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS) Technical Achievement Award (2014), IEEE Sensors Council Distinguished Lectureship (2013) oraz IEEE Photonics Society Distinguished Wykładowca (2018-2019).

Edukacja

Cunningham uzyskał tytuł licencjata z inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign w 1986 r. Kontynuował dalszą edukację na Uniwersytecie Illinois, uzyskując tytuł magistra w 1987 r. i stopień doktora. w 1990. W latach 1990-1991 był pracownikiem naukowym podoktoranckim w Sandia National Laboratory w grupie badawczej półprzewodników złożonych, gdzie przyczynił się do rozwoju metod wzrostu kryształów epitaksjalnych dla naprężonych warstw supersieci InAsSb do zastosowań w czujnikach fotodiodowych na podczerwień.

Kariera

Cunningham pracował w dziale badawczym firmy Raytheon w latach 1991-1995, gdzie był liderem grupy ds. produkcji czujników podczerwieni. W 1995 roku dołączył do Micromachined Sensors Group w Charles Stark Draper Laboratory jako starszy członek personelu technicznego, gdzie później pełnił funkcje kierownicze, w tym Lidera Grupy ds. Czujników MEMS i Dyrektora Technicznego ds. Programów Bioinżynierii. W Draper Laboratory Cunningham zainicjował prace nad bioczujnikami, mikroprzepływami i inżynierią tkankową. Pracując w Draper Laboratory, Cunningham uczęszczał na kursy w MIT Sloan Business School i audytował kursy z biologii na MIT .

W czerwcu 2000 roku założył SRU Biosystems, firmę zajmującą się komercjalizacją bioczujników fotonicznych (PC), przyrządów do wykrywania i testów do zastosowań w odkrywaniu i diagnostyce leków. SRU Biosystems został sprzedany XBody Biosciences w 2012 roku, który następnie został sprzedany firmie Juno Therapeutics .

Cunningham dołączył do wydziału Wydziału ECE na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign w 2004 roku jako profesor nadzwyczajny, gdzie założył Nanosensors Group w Micro and Nanotechnology Laboratory (MNTL). W Illinois Cunningham był dyrektorem finansowanego przez NSF Center for Innovative Instrumentation Technology (CiiT) i służył jako jeden z pierwszych wykładowców, aby dołączyć do nowo utworzonego Wydziału Bioinżynierii, gdzie był założycielem i dyrektorem Programu Absolwentów Bioinżynierii.

W 2014 roku został powołany na stanowisko dyrektora MNTL. Został mianowany profesorem inżynierii Donalda Biggara Willetta w 2015 roku.

Oprócz kierowania własną grupą badawczą, Cunningham pełni funkcję PI w temacie Omics Nanotechnology for Cancer Precision Medicine (ONC-PM) w Carl R. Woese Institute for Genomic Biology (IGB), gdzie kieruje zespołem ds. płynnych biopsji w diagnostyce raka we współpracy z klinicystami z Mayo Clinic .

Badania i praca

Pod koniec lat 80-tych Cunningham jako pierwszy zademonstrował ciężkie domieszkowanie typu p w złożonym półprzewodniku (GaAs i InGaAs) przy użyciu zanieczyszczeń węglowych, w tym jako pierwszy wykorzystał wzrost epitaksjalny MOCVD i źródło gazowego halogenku węgla. Cunningham był również pierwszym, który zademonstrował skuteczność optycznie rezonansowych powierzchni opartych na dielektryku w celu wzmocnienia fluorescencji i wzmocnionych powierzchniowo reporterów ramanowskich, w szczególności poprzez celowe zaprojektowanie wielu rezonansów w tej samej strukturze w celu jednoczesnego wzmocnienia wzbudzenia reporterów optycznych i ekstrakcji fotony.

Na początku 2000 roku Cunningham wykonał znaczącą pracę nad bioczujnikami bez znaczników kryształów fotonicznych. Jako pierwszy zademonstrował zastosowanie rezonatorów optycznych z kryształu fotonicznego do bezznacznikowego wykrywania małych cząsteczek, kwasów nukleinowych, białek, wirusów i komórek, w tym opracował pierwszy proces produkcji typu „roll-to-roll” dla dowolnego bioczujnika optycznego, pierwsze mikropłytki z bioczujnikami optycznymi oraz rodzina wysokowydajnych instrumentów detekcyjnych do wysokowydajnych badań przesiewowych i diagnostyki leków. W 2004 roku Cunningham jest autorem „Bez etykietowych testów w systemie BIND”. Artykuł ten stanowił pierwszą publikację dotyczącą zastosowania fotonicznych biosensorów krystalicznych w formacie mikropłytek do zastosowań farmaceutycznych, która pokazała pierwsze metody wykrywania wiązania małych cząsteczek z białkami, interakcji komórek z lekami i modulatorów przesiewowych pod kątem interakcji białek.

W połowie 2000 roku Cunningham rozpoczął badania nad wzmacnianiem kryształów fotonicznych emiterów fotonów. Jako pierwszy zademonstrował połączone efekty wzmocnionego wzbudzenia i wzmocnionej ekstrakcji kierunkowej z emiterów fotonów (kropki kwantowe, fluorofory, znaczniki SERS) na powierzchni kryształu fotonicznego.

Praca Cunninghama nad fotoniczną mikroskopią kryształową na początku 2010 roku zademonstrowała nową formę mikroskopii, która wykorzystuje płytkę z kryształu fotonicznego jako powierzchnię i zastosowała ją po raz pierwszy do obrazowania kinetycznego żywych komórek bez znaczników oraz wykrywania szumów o wysokim sygnale nanocząstki dielektryczne lub metaliczne.

Cunningham rozpoczął pracę nad spektroskopowymi bioczujnikami smartfonów na początku 2010 roku. W 2013 roku napisał artykuł „Biodetekcja bez etykiet za pomocą smartfona”. Artykuł ten stanowił pierwszy przypadek przystosowania aparatu smartfona do działania jako spektrometr do pomiaru testu biologicznego.

Pod koniec 2010 roku badania Cunninghama zaczęły koncentrować się na wykrywaniu biomolekularnym w rozdzielczości cyfrowej. Wykorzystując nowatorską koncepcję łączenia energii elektromagnetycznej ze skali makro w plazmoniczne nanoanteny, grupa Cunningham jako pierwsza zgłosiła nową formę mikroskopii bioczujnikowej (mikroskopia absorpcyjna rezonatora fotonicznego) i powiązała ją z nowatorskimi podejściami biochemicznymi do ultraczułych, jednoetapowych, wykrywanie białek lub docelowych kwasów nukleinowych bez amplifikacji za pomocą prostego/niedrogiego instrumentu.

Nagrody i wyróżnienia

2008 - Nagroda Programowa Grainger dla Nowych Technologii
2009 - Stowarzyszenie Automatyki Laboratoriów, Nagroda Innowacyjności za 10 najlepszych prac
2010 - Nagroda dla najlepszego doradcy programu Medical Scholars
2010 - Nagroda za osiągnięcia techniczne Rady ds. Czujników IEEE
2012 - Stypendysta IEEE
2012 - Stypendysta AIMBE
2013 - Wybitny wykładowca IEEE Sensors Council
2013 - Massachusetts Excellence Award, SRU Biosystems, Small Business Institute for Excellence in Commerce
2013 - Fellow, Narodowa Akademia Wynalazców
2014 - Członek Amerykańskiego Towarzystwa Optycznego
2014 - Nagroda za osiągnięcia techniczne IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS).
2016 - Stypendysta AAAS
2018 - Associate, Centrum Studiów Zaawansowanych
2018 - Wybitny wykładowca IEEE Photonics Society
2018 - Nagroda naukowa Andrew Yang: Bioczujniki żywej tkanki
2019 - Stypendysta RSC

Wybrane publikacje

Canady, TD, Li, N., Smith, LD, Lu, Y., Kohli, M., Smith, AM i Cunningham, BT (2019). Wykrywanie mikroRNA w rozdzielczości cyfrowej z selektywnością pojedynczej zasady za pomocą mikroskopii absorpcyjnej rezonatora fotonicznego. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116 (39), 19362–19367.
Chan, LL, Pineda, M., Heeres, JT, Hergenrother, PJ i Cunningham, BT (2008). Ogólna metoda wykrywania inhibitorów interakcji białko-DNA za pomocą fotonicznych biosensorów krystalicznych. Biologia chemiczna ACS, 3 (7), 437–448.
Cunningham, BT, Li, P., Schulz, S., Lin, B., Baird, C., Gerstenmaier, J., … Laing, L. (2004). Testy bez etykiet w systemie BIND. Journal of Biomolecular Screening, 9 (6), 481–490.
Gallegos, D., Long, KD, Yu, H., Clark, PP, Lin, Y., George, S., … Cunningham, BT (2013). Biodetekcja bez etykiet za pomocą smartfona. Laboratorium na chipie, 13(11), 2124.
Ganesh, N., Zhang, W., Mathias, PC, Chow, E., Soares, JANT, Malyarchuk, V., … Cunningham, BT (2007). Zwiększona emisja fluorescencji z kropek kwantowych na powierzchni kryształu fotonicznego. Natura Nanotechnologia, 2 (8), 515–520.
Liu, J.-N., Huang, Q., Liu, K.-K., Singamaneni, S. i Cunningham, BT (2017). Hybrydy nanoantenowo-mikrownękowe z wysoce współpracującym sprzężeniem plazmoniczno-fotonicznym. Listy Nano, 17 (12), 7569–7577.
Zhuo, Y., Hu, H., Chen, W., Lu, M., Tian, L., Yu, H., … Cunningham, BT (2014). Wykrywanie pojedynczych nanocząstek za pomocą mikroskopii wzmocnionej kryształami fotonicznymi. Analityk, 139 (5), 1007–1015.
Zhuo, Y., Choi, JS, Yu, H., Harley, BA i Cunningham, BT (2015). Dynamiczne obrazowanie bez etykiet adhezji żywych komórek za pomocą mikroskopii wzmocnionej kryształami fotonicznymi (PCEM). Cleo: 2015.