美國約翰斯霍普金斯大學博士申請攻略(Prof. Barman)

今天我們(men) 將帶大家深入解析約翰斯霍普金斯大學 機械工程係的博士生導師Prof.Barman，通過這樣的“方法論”，讓大家學會(hui) 如何從(cong) 了解一個(ge) 導師開始，到後期更好地撰寫(xie) 套磁郵件及其他文書(shu) 。

研究領域解析和深入探討

教授的研究專(zhuan) 長涵蓋生物工程、光學與(yu) 光譜學，特別關(guan) 注光子學方法在複雜生物學研究與(yu) 醫學診斷中的應用。其核心研究致力於(yu) 開發集成光子學解決(jue) 方案，解決(jue) 生物學和醫學領域中的複雜問題，尤其是生物分子的表征、藥物與(yu) 生物係統的相互作用、以及微流控平台的快速測量。教授的工作在生物光子學、納米材料和人工智能（AI）領域取得了顯著進展，尤其是在使用表麵增強拉曼光譜（SERS）技術檢測疾病進展及相關(guan) 生物標誌物方麵。

教授的研究還涉及開發無創的光譜學與(yu) 成像工具，探索生物分子及生物物理現象。通過先進的計算方法，教授團隊能夠深入分析光譜數據，推動跨多個(ge) 生物學層次的研究，從(cong) 單分子傳(chuan) 感到組織和有機體(ti) 行為(wei) 的監測。尤其在癌症早期檢測和分子細胞分析方麵，教授團隊開發了納米結構探針用於(yu) 高靈敏度的分子物質檢測，並利用量化組織微光譜學技術，研究不同譜標記物在細胞類型和癌症分級中的應用。

此外，教授團隊在生物傳(chuan) 感器、DNA自組裝、分子生物學、細胞生物學以及數據科學等多學科領域也取得了突破，尤其在AI輔助定量相位成像、病毒監測和DNA納米技術探針的開發上取得了顯著進展。

精讀教授所發表的文章

1.Gold nanoprism enhanced SERS aptasensor for simultaneous detection of thrombin and VEGF

期刊: Sensors and Actuators B: Chemical (2025)

本文介紹了一種基於(yu) 金納米棱柱增強的表麵增強拉曼光譜（SERS）傳(chuan) 感器，用於(yu) 同時檢測血栓素和血管內(nei) 皮生長因子（VEGF）。通過優(you) 化金納米結構，顯著提高了SERS靈敏度，使其能夠在複雜的生物樣本中高效檢測這兩(liang) 種生物標誌物。這項技術具有重要的臨(lin) 床應用前景，尤其在早期心血管疾病與(yu) 癌症檢測中，能夠提供非侵入性的快速診斷。

2.To Acquire or Not to Acquire: Evaluating Compressive Sensing for Raman Spectroscopy in Biology

期刊: ACS Sensors (2024)

本文探討了壓縮傳(chuan) 感在拉曼光譜學中的應用，評估其在生物學中采集光譜數據的有效性。通過減少采樣點並提高數據處理效率，壓縮傳(chuan) 感顯著減少了實驗時間和成本，同時保持了信號質量。這為(wei) 生物學研究提供了新的思路，尤其是在需要高通量分析時，提高了拉曼光譜技術的實際應用價(jia) 值。

3.Multiplexed SERS Detection of Serum Cardiac Markers Using Plasmonic Metasurfaces

期刊: Advanced Science (2024)

本研究利用等離子體(ti) 超表麵技術開發了一種多重SERS傳(chuan) 感平台，用於(yu) 檢測血清心髒標誌物。通過設計特定納米結構，平台能夠同時檢測多種心髒疾病相關(guan) 的生物標誌物，如心肌損傷(shang) 標誌物。該技術具備高靈敏度和選擇性，為(wei) 心血管疾病的早期診斷提供了重要支持，且具有廣泛的臨(lin) 床應用前景。

4.Disordered glass nanowire substrates produce in vivo-like astrocyte morphology revealed by optical diffraction tomography

期刊: bioRxiv (2024)

本文介紹了一種無序玻璃納米線基底的應用，通過光學衍射層析成像技術揭示了體(ti) 外培養(yang) 的星形膠質細胞的體(ti) 內(nei) 類形態。研究表明，通過調控納米結構，能夠更好地模擬細胞在體(ti) 內(nei) 的生長環境，為(wei) 神經科學與(yu) 細胞生物學研究提供了新的工具。這項技術不僅(jin) 為(wei) 細胞培養(yang) 提供了新的視角，也助力於(yu) 癌症與(yu) 神經退行性疾病的研究。

5.Investigating In Vivo Tumor Biomolecular Changes Following Radiation Therapy Using Raman Spectroscopy

期刊: ACS Omega (2024)

本研究采用拉曼光譜技術研究放射治療後腫瘤生物分子的變化。通過對腫瘤微環境的光譜分析，揭示了放療對腫瘤細胞代謝與(yu) 蛋白質表達等生物標誌物的影響。這項研究不僅(jin) 增進了對放療機製的理解，還為(wei) 放療後的腫瘤評估提供了新的非侵入性方法，具有廣泛的臨(lin) 床應用潛力，尤其在癌症治療中的腫瘤反應監測方麵。

6.Label-free Raman spectroscopy reveals tumor microenvironmental changes induced by intermittent fasting for the prevention of breast cancer in animal model

期刊: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy (2024)

本文探討了間歇性禁食對乳腺癌預防的作用，通過無標記拉曼光譜技術揭示腫瘤微環境的變化。研究發現，間歇性禁食能夠調節腫瘤微環境中的代謝途徑，從(cong) 而降低癌症進展的風險。拉曼光譜作為(wei) 一種非侵入性的技術，在無需化學標記的情況下，能夠提供腫瘤微環境的詳細光譜信息，為(wei) 癌症預防和治療提供了新的思路。

教授的學術地位

作為(wei) 機械工程係的教授，教授在生物醫學成像和生物工程領域具有重要學術地位，尤其在光子學、納米材料及人工智能的結合應用上取得了卓越成就。他目前還擔任約翰霍普金斯大學Sidney Kimmel癌症中心和放射學及放射科學係的聯合教授，並因其創新性研究多次獲得多個(ge) 獎項，包括NIH MIRA獎、NIH創新獎及約翰霍普金斯大學Catalyst獎。

教授的學術影響力廣泛，已經發表135篇期刊文章和140篇會(hui) 議論文，並獲得15項美國專(zhuan) 利。其研究成果已被全球多位研究者引用，展現了他在生物光子學、納米材料和人工智能領域的深遠影響。

有話說

教授的研究涉及多個(ge) 高端技術領域，如光子學、納米材料、表麵增強拉曼光譜（SERS）技術、以及生物光子學和人工智能的結合應用，學生應首先表現出對這些技術和應用場景的深入理解。

1. SERS技術與個性化醫療結合：

   盡管SERS技術在癌症早期檢測中已經取得了突破，學生可以提出如何通過將SERS與(yu) 精準治療結合，提供個(ge) 性化的分子標記物或治療響應預測。例如，可以探索SERS技術如何根據個(ge) 體(ti) 的基因背景、腫瘤微環境的差異，精確預測藥物的效果，進而推動精準醫學的發展。

2. 利用AI增強拉曼光譜數據分析：

   教授的研究結合了人工智能與(yu) 光譜數據分析，學生可以提出如何利用深度學習(xi) 或強化學習(xi) 算法，進一步提升SERS數據的準確性和分析速度。例如，使用AI進行大規模數據挖掘和模式識別，幫助從(cong) 更複雜的生物標誌物中提取潛在的疾病診斷信息。

3. 微流控平台與(yu) AI輔助生物檢測的結合：

   利用教授在微流控平台上的研究，結合AI技術開發快速診斷工具，能夠實時監控多種生物分子，進行高通量檢測。例如，開發基於(yu) AI的自動化分析係統，用於(yu) 快速檢測癌症標誌物，推動早期疾病診斷的應用。

4. 無標記拉曼光譜在腫瘤預防中的應用：

   教授的研究中涉及使用無標記拉曼光譜進行癌症的非侵入性檢測，學生可以提出如何將這一技術擴展到其他類型的疾病預防和早期檢測中。例如，結合無創拉曼光譜與(yu) 間歇性禁食、營養(yang) 幹預等治療方式，開發早期癌症預防工具，特別是針對乳腺癌等高發癌症的早期篩查。

博士背景

Kimi，985機械工程碩士，現為(wei) 港三機械工程博士生。研究方向為(wei) 智能製造和機器人學，專(zhuan) 注於(yu) 工業(ye) 4.0背景下的自動化生產(chan) 係統優(you) 化。曾在《Journal of Mechanical Design》和《Robotics and Computer-Integrated Manufacturing》發表過論文。獲得IEEE機器人與(yu) 自動化國際會(hui) 議最佳學生論文獎。