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一、所屬領(lǐng)域 人工智能，精密自動(dòng)化，生物分析與檢測(cè)，環(huán)境微生物檢測(cè)，工業(yè)微生物檢測(cè)，細(xì)胞組織分析檢測(cè)。 二、項(xiàng)目介紹 1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 微生物的識(shí)別、計(jì)數(shù)和定性分析一直是食品、醫(yī)藥和生物行業(yè)的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方式勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，且檢測(cè)主觀性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，計(jì)數(shù)和檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確；在對(duì)環(huán)境的微生物監(jiān)測(cè)中，人工方法只能做到抽樣檢測(cè)，無(wú)法做到持續(xù)性檢測(cè)。 近兩年行業(yè)巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開(kāi)始推出圖像識(shí)別技術(shù)的微生物檢測(cè)設(shè)備，其結(jié)果來(lái)自直觀影像，分辨率高，操作難度低。但是這些設(shè)備目前采用的光學(xué)顯微鏡倍數(shù)都在800倍以下，只能進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果要完成相關(guān)定性分析，需要在800倍以上的放大倍數(shù)獲得單細(xì)胞微生物的清晰圖像（如酵母菌，大腸桿菌）。但800倍放大倍數(shù)對(duì)應(yīng)的有效視場(chǎng)只有200微米*200微米，對(duì)計(jì)數(shù)和活性統(tǒng)計(jì)分析又不具備足夠的采樣數(shù)量。目前國(guó)內(nèi)外設(shè)備均沒(méi)有解決好這個(gè)問(wèn)題，對(duì)微生物進(jìn)行定性分析的準(zhǔn)確率低，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。 2. 解決方案 本項(xiàng)目針對(duì)微生物和細(xì)胞活體檢測(cè)中缺乏有效參照物的技術(shù)難點(diǎn)，根據(jù)顯微掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將全景化視域重構(gòu)技術(shù)和微米級(jí)電機(jī)結(jié)合，解決了鏡頭大幅平移過(guò)程中的自動(dòng)對(duì)焦難題和微生物溶液動(dòng)態(tài)環(huán)境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎(chǔ)上，獲得的有效視場(chǎng)增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過(guò)自動(dòng)化圖像采集和拼接，得到完整的微生物圖像；然后結(jié)合傳統(tǒng)的圖像分割以及深度學(xué)習(xí)圖像識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，小樣本高精度動(dòng)態(tài)完成微生物的類型識(shí)別，計(jì)數(shù)，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析 與國(guó)內(nèi)外的主流檢測(cè)設(shè)備對(duì)比，本項(xiàng)目技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在： 1）獨(dú)創(chuàng)的微生物影像全景化視域重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大視角； 2） 解決微生物影像領(lǐng)域小樣本智能識(shí)別和智能檢測(cè)的難題； 3） 檢測(cè)目標(biāo)、檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)流程和邏輯可通過(guò)自然語(yǔ)言定制，提高設(shè)備功能通用性； 4）計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率超過(guò)人工計(jì)數(shù)，準(zhǔn)確率超過(guò)國(guó)內(nèi)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀器一個(gè)數(shù)量級(jí)； 5）第一臺(tái)按照國(guó)家微生物計(jì)數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)研制的微生物計(jì)數(shù)儀。 本項(xiàng)目的第一代產(chǎn)品樣機(jī)與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品對(duì)比，主要性能優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下： 在食品行業(yè)，本項(xiàng)目獲得了青島啤酒北京密云分廠的啤酒原液和相關(guān)酵母菌種，針對(duì)生產(chǎn)用酵母菌采集了大量實(shí)拍圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的酵母菌計(jì)數(shù)和出芽率算法識(shí)別率均在95%以上。 4. 發(fā)展規(guī)劃 按照三步走的方式來(lái)設(shè)定發(fā)展規(guī)劃： 1）基于全景化視域重構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建第一代檢測(cè)儀器，首先進(jìn)入門檻最低的食品微生物檢測(cè)市場(chǎng)，對(duì)啤酒和發(fā)酵乳企業(yè)提供酵母菌檢測(cè)計(jì)數(shù)技術(shù)和設(shè)備； 2） 利用已有技術(shù)積累，進(jìn)入環(huán)境微生物檢測(cè)和高校實(shí)驗(yàn)室市場(chǎng)； 3）最后以食品和環(huán)境檢測(cè)市場(chǎng)為根據(jù)地，進(jìn)入門檻最高的生物醫(yī)藥檢測(cè)市場(chǎng)，提供微生物檢測(cè)和組織檢測(cè)的相關(guān)設(shè)備。 5. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況 已申請(qǐng)3項(xiàng)專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬(wàn)元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業(yè)和環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴； 3）尋找生物醫(yī)藥，醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴和產(chǎn)品測(cè)試環(huán)境。 四、團(tuán)隊(duì)介紹 科研團(tuán)隊(duì)： 1）周悅芝 博士 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系研究員，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，在邊緣計(jì)算和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有豐富的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和杰出的研究成果，在面向醫(yī)學(xué)影像的AI圖像分析方面曾發(fā)表多篇論文，申請(qǐng)或獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。 2）黃權(quán)偉 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)圖像分割及細(xì)胞識(shí)別等相關(guān)算法研發(fā)。 3）梁志偉 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)深度學(xué)習(xí)算法加速研究和實(shí)現(xiàn)。 五、聯(lián)系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號(hào)：20230055

利用自主篩選、鑒定和保藏的一株產(chǎn)精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌 CGMCC1347，通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)其微生物細(xì)胞，用于轉(zhuǎn)化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 發(fā)酵罐發(fā)酵 20 小時(shí)產(chǎn)酶活力達(dá)到 2.17U/mL。采用卡拉膠等凝膠包埋固定化細(xì)胞反復(fù)分批轉(zhuǎn)化 10 次，酶活力不減。用固定化細(xì)胞固定床反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)化，連續(xù) 30 天以上，連續(xù) 30 天 mol 轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在 90-99％，30 天平均稀釋速率 D=0.0735 h-1，固定床反應(yīng)器生產(chǎn)效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化細(xì)胞生產(chǎn)能力 0.0108 g h-1 g -1。本技術(shù)的特點(diǎn)是高產(chǎn)精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌菌株能高效轉(zhuǎn)化精氨酸生成 L-瓜氨酸，對(duì)底物總摩爾轉(zhuǎn)化率高，轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物純度高，作為生物催化劑的微生物細(xì)胞易于培養(yǎng)且安全無(wú)毒，生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件溫和，環(huán)境友好。固定化細(xì)胞可反復(fù)利用多次，或裝柱連續(xù)轉(zhuǎn)化。 

丙酮酸是一種重要的有機(jī)酸，廣泛應(yīng)用于制藥、日化、農(nóng)用化學(xué)品和食品等工業(yè)中，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸具有低成本、高質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。本研究室在自行選育的四重維生素營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株光滑球擬酵母 CCTCC M202019 的基礎(chǔ)上，從代謝能力、魯棒特性和環(huán)境適應(yīng)性等入手，闡釋了影響 T. glabrata 高效積累丙酮酸的關(guān)鍵因素。提出并實(shí)踐了全局高效調(diào)控 T. glabrata 代謝功能的新方法。 

衣康酸是一種不飽和二元脂肪酸。由于衣康酸具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，決定了它具有十分活潑的化學(xué)性質(zhì),既可以自身聚合,也可以和其他分子發(fā)生加成、聚合等化學(xué)反應(yīng),是一種應(yīng)用前景十分廣闊的化學(xué)合成中間體，廣泛應(yīng)用與化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，被譽(yù)為有機(jī)酸領(lǐng)域中皇冠上的寶石。本研究通過(guò)誘變和高通量篩選獲得一株高產(chǎn)衣康酸的生產(chǎn)菌株。

該材料代替硅酸鹽水泥在土壤重金屬鈍化、建筑工地?fù)P塵治理、地基生態(tài)加固、島礁建設(shè)和沙漠治理等領(lǐng)域均具有廣闊應(yīng)用前景，既減少了對(duì)傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的使用量，降低碳排放，還解決了使用過(guò)程的生態(tài)相容性問(wèn)題

成果簡(jiǎn)介：含染料廢水的脫色一直是印染行業(yè)和染料工業(yè)所面臨的重大問(wèn)題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術(shù)如活性炭吸附、化學(xué)絮凝、 臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對(duì)上述有色廢水中的染料進(jìn)行回收，尤其是對(duì)那些含高濃度染料且組分相對(duì)簡(jiǎn)單的 工序廢水進(jìn)行單獨(dú)處理和染料回收，不但解決了其脫色問(wèn)題，還具有較好的 經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開(kāi)發(fā)的染料廢水處理新技術(shù)本

一、成果簡(jiǎn)介 我國(guó)的果蔬生產(chǎn)多較分散，銷售的果蔬要保持新鮮，由采收到市場(chǎng)銷售，所經(jīng)時(shí)間很短，所以市場(chǎng)上的果蔬沒(méi)有充分的時(shí)間進(jìn)行分析。我們必須采用符合我國(guó)產(chǎn)銷特點(diǎn)的檢測(cè)方法，在果蔬進(jìn)入 市場(chǎng)之前進(jìn)行農(nóng)藥殘留的快速測(cè)定，因此開(kāi)發(fā)果蔬采后農(nóng)藥殘留及微生物快速檢測(cè)技術(shù)對(duì)于保障我國(guó)人民的食品安全具有十分重要的意義。本成果建立果蔬采后農(nóng)藥殘留及微生物快速檢測(cè)技術(shù)體 系，已為科研院所、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、政

雄黃本身是一種水不溶性硫化砷礦，具有劑型單一、生物利用率低、臨床用量大等缺點(diǎn)。基于此，我們以甘肅優(yōu)質(zhì)道地礦物藥雄黃為主要原料，成功的借助特定微生物的生物化學(xué)催化作用，建立起一套成熟的針對(duì)雄黃的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，將雄黃中的砷溶解出來(lái)，得到一種新型砷劑。通過(guò)藥理藥效實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該新型砷劑可以有效的通過(guò)阻滯細(xì)胞周期，在體內(nèi)外誘導(dǎo)小鼠腹水瘤S180和肝癌細(xì)胞H22發(fā)生凋亡。同時(shí)，對(duì)荷瘤小鼠的毒副作用較小，對(duì)腫瘤組織具有很強(qiáng)的選擇性。尤其對(duì)多種（多藥耐藥）白血病有良好的體外抑制作用。目前實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與雄黃相比

微生物合成的γ-聚谷氨酸為均聚氨基酸化合物，分子量在100－1000kDa之間，相當(dāng)于500－5000個(gè)左右的谷氨酸單體，具有優(yōu)良的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、粘結(jié)性和極其強(qiáng)的吸水性，從而在高分子材料工程中具有增稠、乳化、凝膠、成膜、保溫、緩釋、助溶、粘結(jié)和強(qiáng)吸水等功能。作為一種生物材料，γ-PGA又具有生物可降解性好、可食、對(duì)人體和環(huán)境無(wú)毒害等優(yōu)點(diǎn)，因而在食品、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和水處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。南開(kāi)大學(xué)專利技術(shù)：一種提高水溶性高聚物發(fā)酵產(chǎn)率的方法（公開(kāi)號(hào)： CN1

植物病原線蟲(chóng)作為一種常見(jiàn)的寄生線蟲(chóng)，具有多寄主、防治難度大、抗藥性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的危害，其中植物根結(jié)線蟲(chóng)和植物孢囊線蟲(chóng)對(duì)農(nóng)作物莊稼危害最大，分布范圍也最廣。 該項(xiàng)目針對(duì)目前植物病原線蟲(chóng)難以防治的問(wèn)題，采用微生物產(chǎn)生的氣味物質(zhì)通過(guò)熏蒸作用抑制病原線蟲(chóng)卵孵化的特點(diǎn)，通過(guò)綜合策略防治植物病原線蟲(chóng)。該技術(shù)不同于目前常用的線蟲(chóng)防治技術(shù)，將直接觸殺和熏蒸等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，并可以控制卵的孵化和殺滅幼蟲(chóng)。對(duì)多種蔬菜、作物的病原線蟲(chóng)具有防治效果，配套條件主要采用符合該菌劑的防治方法和設(shè)備。 該成果旨在防治線蟲(chóng)的同時(shí)減少對(duì)農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境的污染問(wèn)題。相比市面上的化學(xué)藥劑，該成果研發(fā)的微生物制劑具有高效、高產(chǎn)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，將在蔬菜，作為的病原線蟲(chóng)防治方面具有廣闊市場(chǎng)前景。 轉(zhuǎn)化條件：需要中試實(shí)驗(yàn)的資金，中試實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備，大棚實(shí)驗(yàn)條件。 成果完成時(shí)間：2014年12月