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?  成果簡介：超分辨率圖像重建技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的圖像處理新技術(shù)，其目的是超越成像傳感器、成像和信道的分辨極限，利用所獲低分辨率圖像，實現(xiàn)高分辨率圖像的重建。超高分辨率圖像增強與顯示芯片項目利用超分辨率圖像實時處理技術(shù)，實現(xiàn)從一幅或多幅低分辨率視頻圖像處理獲得高分辨率圖像，在圖像被放大的同時增強圖像更多的細節(jié)，提高圖像的清晰度和分辨率，實現(xiàn)攝像傳感器的低分辨率與顯示器高分辨率之間的匹配，解決目前圖像獲取與顯示分辨率不匹配的瓶頸問題，在現(xiàn)有圖像獲取技術(shù)的基礎(chǔ)上提高顯示器的畫面質(zhì)

在臨床和科研中，識別細胞類型是癌癥診斷、血液分析等的重要內(nèi)容，項目擬開發(fā)一套基于細胞類型解卷積算法，并與基因芯片結(jié)合，建成細胞類型分析設(shè)備。 在血細胞檢測、免疫力評估、癌癥診斷、干細胞移植、腫瘤微環(huán)境分析等臨床應(yīng)用中，必然要判斷樣本中的細胞類型和豐度。目前，臨床使用的方法(染色、流式細胞等)存在：細胞類型判斷不準、過分依賴抗體、流程復(fù)雜等缺陷。單細胞轉(zhuǎn)錄組測序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于細胞泄露等原因，檢測基因不全，導(dǎo)致對細胞類型的判斷有誤，且需要新鮮樣本，實驗較復(fù)雜，后續(xù)分析復(fù)雜。 因此，在臨床和科研中，亟需一種能快速、簡潔、準確地分析樣本中所有細胞類型及其豐度的方法和設(shè)備。項目將開發(fā)一種基于解卷積的細胞類型識別算法，并和基因芯片技術(shù)結(jié)合，集成為細胞類型分析設(shè)備。只通過一組基因的表達水平，判定樣本中所有細胞類型及其豐度；且可根據(jù)組織類型定制芯片，擴展應(yīng)用。該設(shè)備可用于臨床和科研中關(guān)于血液疾病、癌癥、免疫分析等，成本低、操作簡單、準確性好。

1 成果簡介隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關(guān)注。如何對上述問題進行簡單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應(yīng)用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學(xué)檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環(huán)境監(jiān)測和細胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學(xué)、電子、力學(xué)等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標(biāo)記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優(yōu)點。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應(yīng)用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學(xué)基金重點項目、教育部清華大學(xué)自主研究項目等項目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導(dǎo)異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應(yīng)用進行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設(shè)備集成；可批量生產(chǎn)，價格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個數(shù)量級；可實現(xiàn)對傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實現(xiàn)對納米量級大小的物質(zhì)的探測；傳感性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。上述優(yōu)點表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學(xué)，生物，醫(yī)學(xué)等多 個領(lǐng)域均有應(yīng)用價值。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應(yīng)用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經(jīng)多次驗證，可以實現(xiàn)對折射率液體以及納米級薄層物質(zhì)的高靈敏探測，并初步應(yīng)用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結(jié)果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗，環(huán)境監(jiān)測，藥品鑒別等多個領(lǐng)域具有應(yīng)用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。

以組織工程和干細胞治療為代表的再生醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域，有望成為繼藥物和器械治療之后下一個醫(yī)療健康行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。再生醫(yī)學(xué)已在臨床成功地用于皮膚再生，關(guān)節(jié)軟骨重建，肌腱、脊髓損傷修復(fù)，免疫系統(tǒng)功能重建等，并在治療疑難病癥（如遺傳性疾病和心血管類疾病）和各類器官組織（如神經(jīng)、肝臟、心臟、胰腺等）修復(fù)和再生的動物模型和臨床試驗中顯示出良好效果。3D 微組織療法目前在科研領(lǐng)域內(nèi)，也在大動物（犬）椎間盤蛻變、小動物（鼠）皮膚損傷及小動物（鼠）肝衰竭等模型中得到有力驗證。這種可注射3D 微組織平臺技術(shù)可輔助各種類型的細胞治療和組織 再生，有望像藥物傳遞對于藥物治療一樣在細胞治療領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛而重大的影響。其潛在市場主要是各大 醫(yī)院和醫(yī)療機構(gòu)，將成為未來治療重大疑難疾病的利器。

本發(fā)明公開了一種微氣泡發(fā)生器，包括氣泡噴口、流體芯、外殼和端蓋；所述的外殼或端蓋上開設(shè)有進水口。流體芯呈中空梭形結(jié)構(gòu)，且在橫截面直徑最大處環(huán)繞開設(shè)有排氣孔；流體芯放置于氣泡發(fā)生器外殼內(nèi)；外殼一端由端蓋密封，另一端為與外界相連的氣泡噴口。基于擴壓破碎技術(shù)的萬噸級船舶微氣泡發(fā)生裝置，包括進水管、過濾裝置、水泵、連接軟管、微氣泡發(fā)生器、進氣管和鼓風(fēng)機；進水管與水泵相連，且進水管上設(shè)有過濾裝置；水泵通過連接軟管與微氣泡發(fā)生器的進水口相連；微氣泡發(fā)生器的進氣口通過進氣管與鼓風(fēng)機相連。本發(fā)明克服了現(xiàn)有氣幕減阻技術(shù)中存在的難以同時滿足氣泡直徑小和氣量大以及制造成本高、制造困難的問題。

本發(fā)明公開了一種黃土區(qū)陡坡微地形造林方法，首先劃分黃土坡面的立地類型，調(diào)查研究不同立地類型的植被恢復(fù)與重建困難程度，確定對應(yīng)的主要植被類型；然后在相同立地條件的坡面內(nèi)，調(diào)查局部微地形的數(shù)量和特征，并根據(jù)所述微地形的不同生境條件確定所述微地形內(nèi)相應(yīng)的喬木和/或灌木樹種；最后根據(jù)立地類型和微地形共同決定的喬木(或灌木)樹種比例和位置及植物群落結(jié)構(gòu)配置進行林木栽植。形成仿擬自然生態(tài)環(huán)境的喬、灌、草配置模式，適合在氣候干旱、植被生長困難的黃土高原陡坡營造人工林地，人工造林較簡單、存活率高、保存率高。

華東理工大學(xué)在國家“863”項目和上海市納米專項項目的資助下，模擬人體天然紅細胞的結(jié)構(gòu)，采用四步改性復(fù)乳法工藝，以具有良好生物相容性的可降解聚合物為殼材同時包埋血紅蛋白、酶，構(gòu)建粒徑大小為70～200nm、包封率高、高鐵含量低、具有良好攜氧功能的納米微囊型血液代用品。通過協(xié)調(diào)溶劑的擴散速率與復(fù)乳液滴的納米化過程，來調(diào)控和優(yōu)化微球的粒徑、包封率和表面三維結(jié)構(gòu)，采用過氧化物歧化酶、過氧化氫酶、以及高鐵血紅蛋白強還原劑和血漿中小分子還原劑的協(xié)同效應(yīng)來控制微球中高鐵血紅蛋白的含量。建立了微囊中高鐵血紅蛋白含量的控制方法，以小分子為探針，研究了微球表面物質(zhì)的傳遞規(guī)律；以Bruno等人建立的血紅蛋白血氧飽和度的經(jīng)典測試方法為基礎(chǔ)，借鑒脈沖血氧飽和度儀利用近紅外光波對微球的強穿透性以及還原態(tài)血紅蛋白和氧合態(tài)血紅蛋白吸收光譜差值較大的特點，設(shè)計了一種可用于納米微囊血液代用品有效性測試的無損檢測方法。經(jīng)檢測，其攜氧性能指標(biāo)如P50，Hill系數(shù)等與天然血紅蛋白接近，表現(xiàn)出優(yōu)良的攜氧性能。所研制的納米微囊型血液代用品很好地克服了現(xiàn)有血紅蛋白基血液代用品的缺點，有望為臨床血液的嚴重短缺和戰(zhàn)傷救治應(yīng)急輸血提供新的物質(zhì)保證。

該系類成果是對建筑裝飾材料——微晶玻璃制備方法的創(chuàng)新。大大降低了微晶玻璃生產(chǎn)中的能耗，提高了產(chǎn)品的機械強度、耐久性和晶化程度。微晶玻璃制備的達到國際領(lǐng)先水平。成果獲2012年度遼寧省科技發(fā)明一等獎，2006年度遼寧省技術(shù)發(fā)明二等獎，2001年遼寧省科技進步二等獎，并擁有金屬尾礦建筑微晶玻璃的制備方法（發(fā)明專利號：ZL 2004 1 0087656.8）和金屬尾礦建筑微晶玻璃及其一次燒結(jié)制備方法（發(fā)明專利號：ZL 2008 1 0012165.5）兩項專利技術(shù)。

微藻可以通過自身的光合作用高效固定二氧化碳，同時生產(chǎn)生物燃料以及高 附加值產(chǎn)品，已成為國內(nèi)外技術(shù)開發(fā)的熱點。在微藻能源利用工藝流程中，用于 微藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器占總設(shè)備投資和運行成本的一半。由于相關(guān)研究工作的 缺乏，生物反應(yīng)器受微藻光合效率、傳質(zhì)以及光照的限制，體積大、占地寬、成 本高、產(chǎn)率和效率低。為了強化微藻光生物反應(yīng)器中光傳遞，提高光分布的均勻 性，構(gòu)建了內(nèi)嵌空心導(dǎo)光管的新型平板式微藻光生物反應(yīng)器，通過空心導(dǎo)光管的 引入實現(xiàn)了將光能導(dǎo)入反應(yīng)器中光衰減嚴重區(qū)域，提高了反應(yīng)器內(nèi)藻細胞的產(chǎn)量。 在此基礎(chǔ)上，為了優(yōu)化反應(yīng)器的光分布，設(shè)計了內(nèi)置導(dǎo)光板的光生物反應(yīng)器，并 將其用于工業(yè)化中常用的跑道池反應(yīng)器中（如圖1所示），使微藻產(chǎn)量提到了 193. 33%,生物質(zhì)產(chǎn)量達到2. 31g/L,油脂產(chǎn)量達到1258. 65mg/L。導(dǎo)光板目前工 藝成熟，成本低廉，對微藻無毒害作用，因此將其用于微藻產(chǎn)業(yè)化培養(yǎng)的跑道池 反應(yīng)器中，基本不會增加建造及運營成本。按目前藻粉市場價來算，微藻150 元/千克，傳統(tǒng)跑道池反應(yīng)器的收益為0.18元/升，而利用內(nèi)置導(dǎo)光板的跑道池 光生物反應(yīng)器可獲得0.35元/升的收益。同時，在工業(yè)化常用的管式反應(yīng)器的基 礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出了一種新型非連續(xù)光照管式光生物反應(yīng)器，通過間斷遮光方 式，形成了反應(yīng)器內(nèi)明區(qū)和暗區(qū)的周期性分布，實現(xiàn)了微藻在反應(yīng)器內(nèi)流動時的 規(guī)律性明暗交替，從而觸發(fā)閃光效應(yīng)，使微藻生長速率提高了 15%。 在微藻生長到穩(wěn)定期后，需對反應(yīng)器中的微藻進行采收。傳統(tǒng)的采收方式包 括離心、絮凝、氣浮、膜過濾等，這些方法均耗能較多。為了降低采收成本，提出聚丙烯酸系高吸水性樹脂吸收培養(yǎng)基濃縮微藻，吸收后可通過高溫?zé)煔饷撍?收再利用。利用采收后的濕藻進行水熱液化的預(yù)處理方式，將藻細胞破壁，使細 胞內(nèi)的多糖、蛋白質(zhì)、油脂等析出并解聚成小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸，之 后這些小分子物質(zhì)經(jīng)微生物發(fā)酵，產(chǎn)出甲烷、氫氣等高熱值的生物燃料。此外， 微藻破壁后，可直接經(jīng)萃取等過程，得到硫代多糖、二十碳五烯酸（EPA）、二十 二碳六烯酸（DHA）、蝦青素等高附加值產(chǎn)品。其中，硫代多糖具有抗氧化、抗腫 瘤、抗炎、抗病毒等活性，并且可以作為抗凝血劑和免疫調(diào)節(jié)劑。EPA被稱為“血 管清道夫"，能促進循環(huán)系統(tǒng)的健康和防止膽固醇和脂肪在動脈壁上積聚，并對 治療由自身免疫缺陷引起的炎癥有效。DHA俗稱“腦黃金”，是神經(jīng)系統(tǒng)細胞生 長及維持的一種主要成分，是大腦和視網(wǎng)膜的重要構(gòu)成成分，在人體大腦皮層中 含量高達20%,在眼睛視網(wǎng)膜中所占比例最大約50%。蝦青素是已知氧自由基清 除能力最強的天然色素，其抗氧化能力是維生素E的1000倍，雨生紅球藻是最 佳的天然蝦青素來源，含量達到3%-5%,是目前唯一被美國FDA審核準許可用于 人類直接使用的蝦青素產(chǎn)品，我國于2010年批準納入食品新資源產(chǎn)品目錄。 針對微藻生物質(zhì)高效能源化利用的問題，提出太陽能加熱實現(xiàn)微藻水熱預(yù)處理， 再利用水解液和固態(tài)殘渣厭氧發(fā)酵制取富氫甲烷氣，實現(xiàn)微藻全組分轉(zhuǎn)化利用， 并建立了中試系統(tǒng)（如圖2, 3）o通過太陽能水熱水解，微藻發(fā)酵產(chǎn)甲烷過程的 速率和轉(zhuǎn)化率得到顯著提升。

1 成果簡介乳腺癌的發(fā)病率占女性全身各種惡性腫瘤的 7-10%，發(fā)病率位居大城市女性腫瘤的第一位，已成為最威脅女性健康的疾病，且呈逐年升高、越來越年輕化的趨勢。 本成果立足于微電流能夠在電極表面產(chǎn)生大量的氧化自由基，通過透化作用進入細胞，以及使得細胞內(nèi) Ca2+ 濃度大量增加，從而造成細胞死亡的特點，針對放療、化療等腫瘤治療方法過程復(fù)雜、療效不夠理想、治療后易復(fù)發(fā)、毒副作用大等問題，研發(fā)出利用中頻交變微電流抑制乳腺癌的新方法， 所采用中頻交變微電流的頻率為 100-300kHz，電流大小為101-103μA，電場強度為 2-4 V/cm，相比較電化學(xué)療法，減少了使用者的不愉快感及毒副作用；相比較陡脈沖電場的所采用的高電場強度（ >10 kV/cm），使用更安全；而相比較腫瘤治療電場需要長時間不間斷治療，作用時間更短，僅為 30 分鐘，因此中頻交變微電流擁有其自身特有的優(yōu)勢。 該方法證明： 1) 中頻交變微電流可以有效地抑制體外人乳腺癌細胞株 (MCF-7) 增殖，促進細胞凋亡和壞死； 2) 中頻交變微電流殺傷腫瘤細胞的可能機制為影響細胞周期，改變細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改變細胞外部結(jié)構(gòu)使細胞表面產(chǎn)生電穿孔； 3) 中頻交變微電流可有效地抑制荷瘤鼠皮下腫瘤的生長，且輔助化療的效果更好； 4) 中頻交變微電流無化療明顯的毒副作用，安全性好。 目前我們實驗室已經(jīng)完成了兩代中頻微電流治療樣機的研發(fā)， 樣機具有雙通道，頻率范圍為 10-500kHz，內(nèi)置多種刺激模式，多種刺激波形，并且已經(jīng)系統(tǒng)完成了細胞實驗并且取得積極效果，目前正進行動物實驗。 上圖 樣機圖片 在中頻微電流腫瘤治療方面，我們是國內(nèi)唯一的設(shè)備研發(fā)和實驗研究團隊，我們研究發(fā)現(xiàn)中頻微電流能明顯抑制乳腺癌等細胞增生和動物腫瘤生長， 對此并發(fā)表多篇 SCI 文章，在中頻微電流的藥物增敏作用方面也做了大量研究并取得積極成果。2 效益分析各種乳腺疾病患者比率達 52.4%，大大高于女性其他慢性常見病，其死亡率在我國婦女惡性腫瘤中位列第一，現(xiàn)有的乳腺癌治療手段如手術(shù)、放療、化療等均存在殘癌、術(shù)后并發(fā)癥等問題。晚期乳腺癌出現(xiàn)多發(fā)轉(zhuǎn)移、 放化療效果差、 死亡率高。所以，開發(fā)新的乳腺癌治療新技術(shù)意義重大，并且前景廣闊。3 合作方式轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。4 項目所屬行業(yè)領(lǐng)域醫(yī)療衛(wèi)生。