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項(xiàng)目簡介： 表面等離子共振（SPR）生物傳感技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的 用于分析生物分子相互作用的一項(xiàng)技術(shù)。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比 較，具有樣品不需要純化、標(biāo)記，并且可以實(shí)時(shí)、動態(tài)、高靈敏檢測 等優(yōu)點(diǎn)，因此 SPR 傳感器在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如疫苗 研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、基因測序、案件 偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項(xiàng)目的目的是研制 一種基于 SPR 技術(shù)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關(guān)方面的研究，2004 年底研制完成了 第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測試驗(yàn)系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結(jié)構(gòu) SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津 市科技攻關(guān)培育項(xiàng)目、國家基金及天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支 持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 這種新穎的集成化結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系 統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)。目前 已經(jīng)完成儀器化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作便利方面還需進(jìn)一步完善，以便使 非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進(jìn)一步開發(fā)，以 達(dá)到實(shí)用化。 技術(shù)水平及應(yīng)用前景 所開發(fā)的試驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，申請專利兩項(xiàng)。產(chǎn) 品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、藥物 開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等， 具有很好的應(yīng)用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分析系統(tǒng)的批量生產(chǎn)成 本預(yù)計(jì)為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產(chǎn)品（瑞典 BIAcore 公 司生產(chǎn)）的最低售價(jià)為 10 萬美元左右。可見，SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分 析系統(tǒng)是一種高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。 其次，SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分析系統(tǒng)中的傳感耦合部件因其進(jìn)口成 本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理， 這樣可重復(fù)使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在 200 元人民幣以上。本項(xiàng)研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生 產(chǎn)的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術(shù)的研究成功，可以進(jìn)一步 降低使用成本；若能大批量生產(chǎn)，在成本很低的情況下，也可實(shí)現(xiàn)一 次性使用。預(yù)計(jì)每個(gè)芯片的批量生產(chǎn)成本不到 50 元人民幣，售價(jià)如 果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，另一方面?zhèn)鞲行酒鳛橐淮涡韵钠罚枨罅繕O大， 由耗材產(chǎn)生的利潤也是非常可觀的。 另外，我們還可以在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)適合于藥物 靶標(biāo)、藥物開發(fā)、案件偵破、環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢驗(yàn)以及興奮劑檢 測等其它眾多領(lǐng)域進(jìn)行檢測分析的系列產(chǎn)品，其巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社 會效益是不言而喻的。 

這種生物可降解的吸油材料是利用天然纖維制成的，吸油性能可達(dá)到20~40g／g。 該材料的特點(diǎn)是不吸水僅吸油，可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 1. 海面油輪船大面積污染的油回收； 2. 建筑物的防水材料； 3. 水廠的進(jìn)水口防油處理； 4. 公路、大堤等的吸油防水材料； 5. 人體內(nèi)外的吸油材料。

我國每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有機(jī)肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等的細(xì)菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫和系列化菌劑；開發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和富含有益微生物的生物有機(jī)肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計(jì)研發(fā)了以布爾 瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開發(fā)了系列化的微生物好氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項(xiàng)目已申請國家專利 50 項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項(xiàng)、實(shí)用新型專利 5 項(xiàng)；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項(xiàng)目有關(guān)技術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益；本項(xiàng)目已獲得 2017 年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎。

項(xiàng)目成果/簡介:表面等離子共振（SPR）生物傳感技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的用于分析生物分子相互作用的一項(xiàng)技術(shù)。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標(biāo)記，并且可以實(shí)時(shí)、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點(diǎn)，因此 SPR 傳感器在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項(xiàng)目的目的是研制一種基于 SPR 技術(shù)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關(guān)方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測試驗(yàn)系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結(jié)構(gòu) SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關(guān)培育項(xiàng)目、國家基金及天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這種新穎的集成化結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)。目前已經(jīng)完成儀器化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作便利方面還需進(jìn)一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進(jìn)一步開發(fā)，以達(dá)到實(shí)用化。應(yīng)用范圍:所開發(fā)的試驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，申請專利兩項(xiàng)。產(chǎn)品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等，具有很好的應(yīng)用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分析系統(tǒng)的批量生產(chǎn)成本預(yù)計(jì)為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產(chǎn)品（瑞典 BIAcore 公司生產(chǎn)）的最低售價(jià)為 10 萬美元左右。可見，SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分析系統(tǒng)是一種高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。 其次，SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測分析系統(tǒng)中的傳感耦合部件因其進(jìn)口成本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理，這樣可重復(fù)使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在200 元人民幣以上。本項(xiàng)研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生產(chǎn)的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術(shù)的研究成功，可以進(jìn)一步降低使用成本；若能大批量生產(chǎn)，在成本很低的情況下，也可實(shí)現(xiàn)一次性使用。預(yù)計(jì)每個(gè)芯片的批量生產(chǎn)成本不到 50 元人民幣，售價(jià)如果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，另一方面?zhèn)鞲行酒鳛橐淮涡韵钠罚枨罅繕O大，由耗材產(chǎn)生的利潤也是非常可觀的。 另外，我們還可以在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)適合于藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、案件偵破、環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢驗(yàn)以及興奮劑檢測等其它眾多領(lǐng)域進(jìn)行檢測分析的系列產(chǎn)品，其巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是不言而喻的。

將計(jì)算機(jī)自然語言處理方法和生物本體學(xué)方法結(jié)合起來，發(fā)展一套面向生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立了一個(gè)文獻(xiàn)挖掘平臺。該平臺可以對生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)隱含在文獻(xiàn)中的生物學(xué)實(shí)體及其聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)深層次的生物醫(yī)學(xué)知識，自動獲取大量的第一手生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。例如，挖掘與人類基因相關(guān)的信息，挖掘蛋白質(zhì)相關(guān)信息，發(fā)現(xiàn)基因的功能，發(fā)現(xiàn)基因與疾病之間，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)之間的相互作用等。/line對于一組給定的文獻(xiàn)，該平臺首先進(jìn)行句法分析和生物學(xué)術(shù)語標(biāo)定，然后進(jìn)行語義分析，提煉每條語句的生物學(xué)含義，提取文獻(xiàn)中的生物醫(yī)學(xué)關(guān)聯(lián)特性，以發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)中的基因、蛋白質(zhì)、疾病以及它們的關(guān)系。

一、 項(xiàng)目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據(jù)此分析其內(nèi)部電磁過程，對于揭示生命活動本質(zhì)和醫(yī)學(xué)診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫(yī)學(xué)電磁場問題數(shù)值求解方法及應(yīng)用進(jìn)行研究，1997年主持了國家自然科學(xué)基金電工學(xué)科首個(gè)生物電磁領(lǐng)域課題“生物醫(yī)學(xué)電磁逆問題求解的數(shù)值方法研究”。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度在生物醫(yī)學(xué)電磁問題數(shù)學(xué)建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數(shù)學(xué)模型、靜態(tài)和動態(tài)求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內(nèi)心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實(shí)時(shí)監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進(jìn)行檢測與功能成像。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學(xué)二、三等獎各1項(xiàng)；完成和承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級項(xiàng)目10余項(xiàng)；出版專著2本，發(fā)表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項(xiàng)。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的用于分析生物分子相互作用的一項(xiàng)技術(shù)。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標(biāo)記，并且可以實(shí)時(shí)、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點(diǎn)，因此 SPR 傳感器在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項(xiàng)目的目的是研制一種基于 SPR 技術(shù)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關(guān)方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測試驗(yàn)系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結(jié)構(gòu) SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關(guān)培育項(xiàng)目、國家基金及天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這種新穎的集成化結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)。目前已經(jīng)完成儀器化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作便利方面還需進(jìn)一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進(jìn)一步開發(fā)，以達(dá)到實(shí)用化。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規(guī)模也越來越大。本項(xiàng)目目前研發(fā)的手性氨基酸包含L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）本項(xiàng)目采用一鍋化反應(yīng)，以廉價(jià)的L-蘇氨酸為原料，經(jīng)過工程菌催化合成2-氨基丁酸，反應(yīng)時(shí)間10-12 h，原料的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上，2-氨基丁酸的產(chǎn)量達(dá)到100 g/L以上。 2）以消旋化蘇氨酸為原料，進(jìn)行酶法拆分制備D-蘇氨酸。底物添加量達(dá)到2.5 M,反應(yīng)10 h內(nèi)達(dá)到完全拆分，D-蘇氨酸ee值為99%。 3）以天冬氨酸為原料，采用工程菌催化反應(yīng)10-12 h，L-天冬氨酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到了94.4 %，L-天冬酰胺產(chǎn)量可達(dá)120 g/L，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到12.4 g/(L•h)。 4）基于構(gòu)建的基因工程菌，采用偶聯(lián)輔酶再生技術(shù)，轉(zhuǎn)化廉價(jià)底物合成L-叔亮氨酸，反應(yīng)24 h，底物轉(zhuǎn)化率達(dá)95%，產(chǎn)量達(dá)到100 g/L以上水平。 5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）發(fā)酵和生物合成正在陸續(xù)開展中。 6）多種高效酶制劑的工程菌株構(gòu)建、發(fā)酵產(chǎn)酶以及多種中間體的制備。如蘇氨酸脫氨酶、亮氨酸脫氫酶、甲酸脫氫酶、ω-轉(zhuǎn)氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫(yī)藥中間體。

該技術(shù)制備的生物組織材料是一種以豬主動脈血管為基體,以氧化海藻酸鈉為交聯(lián)劑制備的人工器官用生物組織材料。

成果介紹目前國內(nèi)外現(xiàn)有工業(yè)規(guī)模的生物質(zhì)氣化技術(shù)，普遍存在生物質(zhì)氣化效率低、燃?xì)庵薪褂秃扛叩葐栴}。燃?xì)庵薪褂秃仍斐赡茉蠢速M(fèi)，又易造成堵塞，加快設(shè)備損耗，氣化島整體使用壽命不長。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影響了生物質(zhì)氣化集中供應(yīng)，不利于進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化。 為了解決目前存在的諸多問題，東南大學(xué)針對我國國情和農(nóng)作物廢棄物的特點(diǎn)，采用流化床低溫氣化+高溫熔融氣化制取焦油含量極低的中熱值可燃?xì)猓壳耙呀ǔ稍摴に嚨娜仗幚斫斩捔?噸的成套示范工程，已穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行2000小時(shí)以上，獲得了熱值7MJ/Nm3的可燃?xì)猓扇細(xì)庵薪褂秃啃∮?mg/Nm3，遠(yuǎn)小于人工煤氣國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物質(zhì)中碳元素轉(zhuǎn)化率96.5[[[[[%]]]]]，能量綜合利用效率90.7％，單位MJ的可燃?xì)獬杀镜陀谔烊粴狻Ｊ袌銮熬氨炯夹g(shù)可廣泛用于煤爐改造、糧食烘干，也可為居民提供可燃?xì)猓瑢涌旌椭C社會及新農(nóng)村建設(shè)的步伐具有重要意義。本技術(shù)已申請國家發(fā)明專利7件（授權(quán)5件），發(fā)表學(xué)術(shù)論文24篇，獲國家科技支撐計(jì)劃、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持。