ブライアン・T・カニンガム

ブライアン・T・カニンガムはアメリカのエンジニア、研究者、学者です。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のドナルド・ビガー・ウィレット工学教授です。電気・コンピュータ工学の教授であり、バイオエンジニアリングの教授でもあります。^[1]

カニンガムの研究分野には、バイオフォトニクス、バイオナノフォトニクス、マイクロ/ナノファブリケーションプロセスと材料、バイオMEMS、ラボオンチップ、マイクロ流体工学、バイオセンシング、および創薬、健康診断、モバイルポイントオブユース検出システム、ライフサイエンス研究、環境モニタリング、動物の健康、食品安全への応用が含まれます。彼は180を超える査読付きジャーナル論文^[2]を執筆または共著しており、86件の特許を保有しています。^[3]

カニンガムは、電磁エネルギーを生物学的分析物に効率的に結合させ、小分子、核酸、タンパク質、ウイルス粒子、細胞、組織などの物質の高信号対雑音比センシングを可能にするナノ構造フォトニック表面の発明と応用で最もよく知られています。^{[4] [5] [6]}

カニンガムは、電気電子技術者協会^[6]、 アメリカ科学振興協会^[7] 、全米発明アカデミー^{[8] 、} 光学会^[9]、アメリカ医学生物工学協会[ 10 ]のフェローです。彼の仕事は、IEEEセンサー評議会技術功績賞（2010年）^{[11]、医学}生物学会（EMBS）技術功績賞（2014年）、IEEEセンサー評議会著名講演者賞（2013年）、IEEEフォトニクス協会著名講演者賞（2018-2019年）を通じて認められています。^[12]

カニンガムは1986年にイリノイ大学アーバナシャンペーン校で電気・コンピュータ工学の学士号を取得。その後イリノイ大学でさらに教育を受け、1987年に修士号、1990年に博士号を取得した。1990年から1991年にかけて、サンディア国立研究所の化合物半導体研究グループのポスドク科学者として、赤外線フォトダイオードセンサー用途のInAsSb歪み層超格子のエピタキシャル結晶成長法の開発に貢献した。^[13]

カニンガムは1991年から1995年までレイセオンの研究部門に勤務し、赤外線センサー製造のグループリーダーを務めた。1995年にチャールズ・スターク・ドレイパー研究所のマイクロマシンセンサーグループに技術スタッフの上級メンバーとして加わり、後にMEMSセンサーのグループリーダーやバイオエンジニアリングプログラムのテクニカルディレクターなどの管理職を務めた。ドレイパー研究所では、バイオセンサー、マイクロ流体工学、組織工学の取り組みを開始した。ドレイパー研究所在籍中、カニンガムはMITスローンビジネススクールのコースに出席し、MITで生物学のコースを聴講した。^[13]

2000年6月にSRUバイオシステムズを設立し、創薬や診断に応用するためのフォトニック結晶（PC）バイオセンサー、検出機器、アッセイを商品化した。^{[14] SRUバイオシステムズは2012年にXBody Biosciencesに売却され、その後}Juno Therapeuticsに売却された。^[15]

カニンガムは2004年にイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のECE学部に准教授として加わり、マイクロ・ナノテクノロジー研究所（MNTL）にナノセンサーグループを設立した。イリノイ大学では、NSFが資金提供している革新的計測技術センター（CiiT）の所長を務めたほか、^[16]新設のバイオエンジニアリング学部に加わった最初の教員の1人で、バイオエンジニアリング大学院プログラムの初代所長を務めた。^[6]

2014年にMNTLの所長に任命され、2015年にはドナルド・ビガー・ウィレット工学教授に任命された。^[6]

カニンガムは自身の研究グループを率いることに加えて、カール・R・ウォースゲノム生物学研究所（IGB）のがん精密医療のためのオミックスナノテクノロジー（ONC-PM）テーマのPIを務めており、メイヨークリニックの臨床医と協力してがん診断のための液体生検アプローチの開発チームを率いています。^[17]

1980年代後半、カニンガムは、MOCVDエピタキシャル成長とハロゲン化炭素ガス源を利用した最初の研究者を含む、炭素不純物を使用した化合物半導体（GaAsおよびInGaAs）への高濃度p型ドーピングを実証した最初の研究者になりました。^[18]カニンガムはまた、蛍光レポーターと表面増強ラマンレポーターの増強に対する誘電体ベースの光共鳴表面の有効性を実証した最初の研究者でもあり、特に、光レポーターの励起と光子の抽出を同時に強化するために、同じ構造に複数の共鳴を意図的に設計することにより実証しました。^[19]

2000 年代初頭、カニンガムはフォトニック結晶ラベルフリー バイオセンサーに関する重要な研究を行いました。彼は、小分子、^[20]核酸、タンパク質、ウイルス、および細胞のラベルフリー検出にフォトニック結晶光共振器を使用することを初めて実証しました。これには、光バイオセンサーの最初のロールツーロール製造プロセス、最初の光バイオセンサー マイクロプレート、および高スループット薬物スクリーニングおよび診断用の一連の高スループット検出機器の開発が含まれます。^[6] 2004 年、カニンガムは「BIND システムでのラベルフリー アッセイ」を執筆しました。この論文は、マイクロプレート形式のフォトニック結晶バイオセンサーを医薬品発見アプリケーションに適用した最初の出版物であり、タンパク質に結合する小分子、薬物と細胞の相互作用、およびタンパク質相互作用のモジュレーターのスクリーニングを行う最初の方法を示しました。^[21]

2000年代半ば、カニンガムはフォトニック結晶による光子放出体の増強に関する研究を開始しました。彼はフォトニック結晶表面上の光子放出体（量子ドット、蛍光体、SERSタグ）からの増強励起と増強方向性抽出の複合効果を初めて実証しました。^[22]

2010年代初頭のカニンガムのフォトニック結晶顕微鏡に関する研究では、フォトニック結晶スラブを表面として利用する新しい形態の顕微鏡が実証され、初めて生細胞のラベルフリー運動イメージングや誘電体や金属ナノ粒子の高信号雑音検出に応用されました。^{[23] [24]}

カニンガムは2010年代初頭にスマートフォン分光バイオセンサーの研究を始めました。2013年に彼は「スマートフォンを使用したラベルフリーバイオ検出」という論文を執筆しました。この論文は、スマートフォンのカメラを生物学的アッセイを測定するための分光計として機能させる最初の例でした。^[25]

2010年代後半、カニンガムの研究はデジタル解像度の生体分子センシングに焦点を当て始めました。マクロスケールの電磁エネルギーをプラズモニックナノアンテナに結合するという新しい概念を使用して、カニンガムグループは、新しい形式のバイオセンサー顕微鏡（光共振器吸収顕微鏡）を初めて報告し、それを新しい生化学アプローチと組み合わせて、シンプルで安価な機器でタンパク質または核酸ターゲットを超高感度でシングルステップで増幅なしで検出しました。^[26]

• 2008年 - グレインジャープログラム新技術賞
• 2009年 - ラボオートメーション協会、トップ10論文イノベーション賞
• 2010年 - 医学研究プログラム優秀アドバイザー賞
• 2010 - IEEE センサー協議会技術功績賞
• 2012年 - IEEEフェロー
• 2012年 - AIMBEフェロー
• 2013年 - IEEEセンサー協議会 特別講師
• 2013年 - マサチューセッツ優秀賞、SRUバイオシステムズ、中小企業商業優秀協会
• 2013年 - 全米発明家アカデミー会員
• 2014年 - アメリカ光学会フェロー
• 2014年 - IEEE 医学生物学工学協会 (EMBS) 技術功績賞
• 2016年 - AAASフェロー
• 2018年 - 高等研究センター准教授
• 2018年 - IEEEフォトニクス協会 特別講師
• 2018 - アンドリュー・ヤン研究賞: 生体組織バイオセンサー
• 2019 - RSCフェロー
• 2023 - マイケル・S・フェルド バイオフォトニクス賞

• Canady, TD, Li, N., Smith, LD, Lu, Y., Kohli, M., Smith, AM, & Cunningham, BT (2019). 光子共振器吸収顕微鏡による一塩基選択性マイクロRNAのデジタル解像度検出。米国科学アカデミー紀要、116(39), 19362–19367。
• Chan, LL, Pineda, M., Heeres, JT, Hergenrother, PJ, & Cunningham, BT (2008). フォトニック結晶バイオセンサーを用いたタンパク質−DNA相互作用の阻害剤を発見するための一般的な方法 ACS Chemical Biology, 3(7), 437–448.
• Cunningham, BT, Li, P., Schulz, S., Lin, B., Baird, C., Gerstenmaier, J., … Laing, L. (2004). BIND システムによるラベルフリーアッセイ。Journal of Biomolecular Screening, 9(6), 481–490。
• Gallegos, D., Long, KD, Yu, H., Clark, PP, Lin, Y., George, S., … Cunningham, BT (2013). スマートフォンを使用したラベルフリーバイオ検出。Lab on a Chip、13(11)、2124。
• Ganesh, N., Zhang, W., Mathias, PC, Chow, E., Soares, JANT, Malyarchuk, V., … Cunningham, BT (2007). フォトニック結晶表面上の量子ドットからの蛍光発光の増強。Nature Nanotechnology, 2(8), 515–520.
• Liu, J.-N., Huang, Q., Liu, K.-K., Singamaneni, S., & Cunningham, BT (2017). 高度に協調的なプラズモニック-フォトニック結合を備えたナノアンテナ-マイクロキャビティハイブリッド。Nano Letters, 17(12), 7569–7577.
• Zhuo, Y., Hu, H., Chen, W., Lu, M., Tian, L., Yu, H., … Cunningham, BT (2014). フォトニック結晶増強顕微鏡を用いた単一ナノ粒子の検出。The Analyst、139(5)、1007–1015。
• Zhuo, Y., Choi, JS, Yu, H., Harley, BA, & Cunningham, BT (2015). フォトニック結晶増強顕微鏡 (PCEM) を使用した生細胞接着の動的ラベルフリーイメージング。Cleo: 2015。