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超聲造影劑（USCA）是用于增強(qiáng)超聲強(qiáng)度、提高超聲診斷正確性、精確度和靈敏度的一種媒質(zhì)。USCA是臨床超聲檢查的消耗品，在國內(nèi)各大醫(yī)院進(jìn)口高檔超聲設(shè)備的同時，也需要相當(dāng)數(shù)量的高質(zhì)量造影劑。因此，研制能批量生產(chǎn)、合適劑型、消毒滅菌的USCA是一項迫切而極具經(jīng)濟(jì)效益的項目。現(xiàn)階段國內(nèi)使用的USCA基本上依賴進(jìn)口，價格昂貴。 合成生物降解高分子材料制作的USCA具有粒徑更理想（3～5μm），粒徑分布更集中（粒徑大于8μm的粒子小于8%）、體內(nèi)穩(wěn)定性高、抗壓力性能好、反聲源性高等優(yōu)點，而且還

微馬達(dá)是一種自驅(qū)動的微納米機(jī)器人，具有優(yōu)良的運(yùn)動性能和精準(zhǔn)導(dǎo)航的性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的潛在應(yīng)用前景，然而目前國內(nèi)外均尚無市場化的微馬達(dá)產(chǎn)品。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 血管支架植入是治療心血管疾病的有效干預(yù)手段，但現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)材料制備得到的血管支架存在生物相容性不足、需要手動導(dǎo)絲引入額外的形狀擴(kuò)張裝置等問題，而且，為了確保植入的準(zhǔn)確性，需要采用高侵入的介入方法，容易造成血管再狹窄和動脈損傷，從而降低了治療的有效性。因此，需要研發(fā)一類能有效克服現(xiàn)有問題，能實現(xiàn)低侵入、高精準(zhǔn)治療的新型血管支架系統(tǒng)，以拓寬微馬達(dá)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。 開發(fā)的磁性螺旋形形狀記憶微馬達(dá)血管支架，可以模擬細(xì)菌鞭毛的高效運(yùn)動，無線旋轉(zhuǎn)磁場下旋轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)化為平移運(yùn)動，實現(xiàn)磁性微馬達(dá)血管支架在血管內(nèi)的精確無線三維導(dǎo)航。配合磁驅(qū)動馬達(dá)的運(yùn)動性能，控制血管支架在體內(nèi)運(yùn)動到達(dá)目標(biāo)位置，微馬達(dá)支架具有形狀記憶功能，以對機(jī)體無害的無線超聲觸發(fā)形狀恢復(fù)，可以撐開狹窄血管。整體設(shè)計可以簡化支架植入流程，并且螺旋形的設(shè)計可以適應(yīng)旋動流現(xiàn)象，使植入位點的血管壁切應(yīng)力得到維持，抑制支架植入內(nèi)膜增生不良反應(yīng)的發(fā)生，降低侵入性和植入風(fēng)險，并有望實現(xiàn)完全遠(yuǎn)程智能操控支架植入。

一、所屬領(lǐng)域 人工智能，精密自動化，生物分析與檢測，環(huán)境微生物檢測，工業(yè)微生物檢測，細(xì)胞組織分析檢測。 二、項目介紹 1. 痛點問題 微生物的識別、計數(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)的人工檢測方式勞動強(qiáng)度比較大，且檢測主觀性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，計數(shù)和檢測結(jié)果不準(zhǔn)確；在對環(huán)境的微生物監(jiān)測中，人工方法只能做到抽樣檢測，無法做到持續(xù)性檢測。 近兩年行業(yè)巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開始推出圖像識別技術(shù)的微生物檢測設(shè)備，其結(jié)果來自直觀影像，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)對應(yīng)的有效視場只有200微米*200微米，對計數(shù)和活性統(tǒng)計分析又不具備足夠的采樣數(shù)量。目前國內(nèi)外設(shè)備均沒有解決好這個問題，對微生物進(jìn)行定性分析的準(zhǔn)確率低，無法滿足市場需求。 2. 解決方案 本項目針對微生物和細(xì)胞活體檢測中缺乏有效參照物的技術(shù)難點，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)和微米級電機(jī)結(jié)合，解決了鏡頭大幅平移過程中的自動對焦難題和微生物溶液動態(tài)環(huán)境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎(chǔ)上，獲得的有效視場增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過自動化圖像采集和拼接，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)圖像識別的優(yōu)勢，小樣本高精度動態(tài)完成微生物的類型識別，計數(shù)，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競爭優(yōu)勢分析 與國內(nèi)外的主流檢測設(shè)備對比，本項目技術(shù)優(yōu)勢主要體現(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)域小樣本智能識別和智能檢測的難題； 3） 檢測目標(biāo)、檢測內(nèi)容、檢測流程和邏輯可通過自然語言定制，提高設(shè)備功能通用性； 4）計數(shù)準(zhǔn)確率超過人工計數(shù)，準(zhǔn)確率超過國內(nèi)細(xì)胞計數(shù)儀器一個數(shù)量級； 5）第一臺按照國家微生物計數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)研制的微生物計數(shù)儀。 本項目的第一代產(chǎn)品樣機(jī)與國內(nèi)外同類產(chǎn)品對比，主要性能優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢如下： 在食品行業(yè)，本項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，針對生產(chǎn)用酵母菌采集了大量實拍圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的酵母菌計數(shù)和出芽率算法識別率均在95%以上。 4. 發(fā)展規(guī)劃 按照三步走的方式來設(shè)定發(fā)展規(guī)劃： 1）基于全景化視域重構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建第一代檢測儀器，首先進(jìn)入門檻最低的食品微生物檢測市場，對啤酒和發(fā)酵乳企業(yè)提供酵母菌檢測計數(shù)技術(shù)和設(shè)備； 2） 利用已有技術(shù)積累，進(jìn)入環(huán)境微生物檢測和高校實驗室市場； 3）最后以食品和環(huán)境檢測市場為根據(jù)地，進(jìn)入門檻最高的生物醫(yī)藥檢測市場，提供微生物檢測和組織檢測的相關(guān)設(shè)備。 5. 知識產(chǎn)權(quán)情況 已申請3項專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業(yè)和環(huán)境檢測領(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)品測試環(huán)境。 四、團(tuán)隊介紹 科研團(tuán)隊： 1）周悅芝 博士 清華大學(xué)計算機(jī)系研究員，項目負(fù)責(zé)人，在邊緣計算和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有豐富的開發(fā)經(jīng)驗和杰出的研究成果，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，申請或獲得多項國家發(fā)明專利。 2）黃權(quán)偉 清華大學(xué)計算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)圖像分割及細(xì)胞識別等相關(guān)算法研發(fā)。 3）梁志偉 清華大學(xué)計算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)深度學(xué)習(xí)算法加速研究和實現(xiàn)。 五、聯(lián)系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號：20230055

倉儲害蟲每年在世界范圍內(nèi)造成的損失在 10 億美元以上。目前的防治方法都以化學(xué)農(nóng)藥（熏蒸劑）為主，但隨著人們對農(nóng)藥殘留、害蟲抗藥性等問題的日益關(guān)注，研究包括生物防治在內(nèi)的綠色替代方法越來越受到重視。該技術(shù)研究了殺蟲微生物、天敵昆蟲、以及植物源殺蟲劑等環(huán)境友好型防治方法的應(yīng)用基礎(chǔ)。研究了主要天敵昆蟲麥蛾柔繭蜂滯育及擴(kuò)繁機(jī)制；系統(tǒng)調(diào)查了我國不同倉儲生態(tài)系統(tǒng)殺蟲微生物蘇云金芽孢桿菌的資源及其與麥蛾柔繭蜂互作機(jī)制；研究了植物提取物對主要倉儲害蟲的殺蟲活性及其機(jī)理；在闡明倉儲害蟲的抗藥性機(jī)理基礎(chǔ)上，集成了倉儲害蟲綜合防治技術(shù)體系。對解決倉儲害蟲熏蒸殘留等問題具有重要意義。 利用生物防治資源來防治倉儲害蟲具有安全，高效、無污染、無殘留等優(yōu)點，具有廣闊的市場前景及預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益。 轉(zhuǎn)化條件：蘇云金芽胞桿菌、麥蛾柔繭蜂和植物源殺蟲活性物質(zhì)等在實際應(yīng)用過程中需要大規(guī)模擴(kuò)繁的場地和條件 成果完成時間：2013年

采用本技術(shù)，以煅蛋殼/貝殼基專用催化劑脂肪酸甲酯(或乙酯)，即生物柴 油的生成，同時將反應(yīng)生成的甘油部分或全部的與催化劑進(jìn)行二次反應(yīng)，得到塑217 料熱穩(wěn)定劑甘油鈣，從而可避免堿性甘油的產(chǎn)生，實現(xiàn)生物柴油的綠色、無污染 化生產(chǎn)。投資 800 萬元建設(shè)一套年產(chǎn) 30000 噸生物柴油，聯(lián)產(chǎn) 1800 噸甘油鈣的 裝置，可將副產(chǎn)甘油的產(chǎn)量減少為 1000 噸左右，同時獲得 1800 噸甘油鈣，按 1.6 萬元/噸計，年增產(chǎn)值 2500 萬元以上，利潤 1500 萬元以上。 

主要針對我國甾體藥物原料來源單一、初加工污染嚴(yán)重、甾體藥物合成路線 長等問題，重點開展薯蕷皂苷元清潔生產(chǎn)、植物甾醇生物轉(zhuǎn)化以及屈螺酮重要中 間體三羥基雄甾烯酮化學(xué)合成路線的生物替代等技術(shù)研究，旨在大幅度降低原料、能耗及生產(chǎn)成本。 創(chuàng)新要點 利用有高效轉(zhuǎn)化能力的菌種，建立甾體的一步發(fā)酵或半合成技術(shù)，開發(fā)綠色的產(chǎn)物萃取技術(shù)及原位隨程提取新工藝。 

磷脂酶 D 是一種用于磷脂改性的工業(yè)化生產(chǎn)用酶，近年來研究較多且效果比較明顯的是通過微生物發(fā)酵的方法獲得磷脂酶 D。磷脂酶 D 主要用于兩個方面：一是從卵磷脂出發(fā)，通過磷酸基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，制備含量較少的磷脂化合物，如磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）等；二是通過轉(zhuǎn)移反應(yīng)合成新的磷脂衍生物，用在藥物學(xué)領(lǐng)域。磷脂酰絲氨酸是磷脂中的一種，天然含量稀少，但它是大腦中主要的酸性磷脂，能控制和調(diào)節(jié)細(xì)胞膜關(guān)鍵蛋白的功能狀態(tài)，提高腦細(xì)胞的活力，改善大腦功能、修復(fù)大腦損傷，成為“腦專一性營養(yǎng)物質(zhì)”。本項目通過菌種篩選獲得一株高產(chǎn)磷脂酶 D 的肉桂鏈霉菌菌株。通過發(fā)酵優(yōu)化，發(fā)酵酶活可達(dá)到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生產(chǎn)。 

Levan 果聚糖是一種由果聚糖蔗糖酶(levansucrase，EC2.4.1.10)催化轉(zhuǎn)移果糖殘基到蔗糖的碳鏈上，通過促進(jìn)碳鏈延伸而形成的 β-(2→6)果聚糖。Levan果聚糖與菊粉（菊糖）結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于菊糖是以 β-(2→1)糖苷鍵連接而成的多糖。Levan 果聚糖有一定的溫度穩(wěn)定性，熔點為 225 °C，玻璃熔點為 141 °C。它能溶解于水或水的混合溶劑中，溶解度隨溫度的升高而增加，且因聚合度不同而不同，聚合度越低，溶解度越大。Levan 果聚糖除了具有天然多糖的共同特點外，還具有本身的一些特性，這使它可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在食品方面，它可作為功能性食品的重要組成部分、低聚糖生產(chǎn)的原材料以及乳化劑和成膜劑等。在醫(yī)藥方面，levan 果聚糖具有抗腫瘤、免疫調(diào)控、抗感染等作用，還可以作為血漿的替代品。除此以外，由于它具有與透明質(zhì)酸一樣的保濕效果以及對人體角化細(xì)胞和纖維原細(xì)胞相似的增殖作用，可以作為化妝品添加劑使用。因此，levan果聚糖的生產(chǎn)具有巨大的市場前景。由于 levan 果聚糖在植物中含量很低，天然提取及分離成本很高，不適宜工業(yè)化大生產(chǎn)。而酶法合成較為簡單，是目前大量合成 levan 果聚糖唯一有效的方法。

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。本研究室在自行選育的四重維生素營養(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。本研究通過誘變和高通量篩選獲得一株高產(chǎn)衣康酸的生產(chǎn)菌株。