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項目成果/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，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，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。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術(shù)的光機電一體化系統(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)培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測實驗系統(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)計及操作便利方面還需進一步完善，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一步開發(fā)，以達(dá)到實用化。應(yīng)用范圍:所開發(fā)的試驗系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了國際先進水平，申請專利兩項。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，也可實現(xiàn)一次性使用。預(yù)計每個芯片的批量生產(chǎn)成本不到 50 元人民幣，售價如果為 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，我們還可以在此項研究的基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)適合于藥物靶標(biāo)、藥物開發(fā)、案件偵破、環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢驗以及興奮劑檢測等其它眾多領(lǐng)域進行檢測分析的系列產(chǎn)品，其巨大的經(jīng)濟效益和社會效益是不言而喻的。

本發(fā)明公開了一種拋物柱面反射棱鏡耦合的表面等離子共振傳感器，包括光發(fā)射組件、光接收組件和用于接收光發(fā)射組件發(fā)出的光線并將其反射至光接收組件的光反射組件。所述的光發(fā)射組件沿光線方向依次設(shè)有光源、擴束鏡、準(zhǔn)直鏡、濾光片和矩形光闌；所述的光反射組件由拋物柱面反射棱鏡和位于拋物柱面反射棱鏡的焦線部位的金屬薄膜組成；所述的光接收組件由接收光反射組件發(fā)出的光線的偏振分光棱鏡、用于接收偏振分光棱鏡發(fā)出s光的第一CCD陣列和用于接收偏振分光棱鏡發(fā)出p光的第二CCD陣列組成。本發(fā)明表面等離子共振傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，光束匯聚準(zhǔn)確，制作與調(diào)試簡便，有效提高了角度調(diào)制型表面等離子共振傳感器的檢測穩(wěn)定性。

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，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，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。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術(shù)的光機電一體化系統(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)培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學(xué)檢測實驗系統(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)計及操作便利方面還需進一步完善，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一步開發(fā)，以達(dá)到實用化。

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，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，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。本項目的目的是研制一種基于SPR技術(shù)的光機電一體化系統(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

項目研究背景： 通過項目的研究將醫(yī)學(xué)上常用的成像序列做了優(yōu)化， 使之能夠用于食品科學(xué)的研究，并進行了 NMR 輔助試驗系統(tǒng)的設(shè)計與制 造，完成了相關(guān)軟件的編寫，在國際上首次提出 NMR 狀態(tài)圖概念，在研 究中發(fā)現(xiàn) NMR 狀態(tài)圖對食品儲藏過程中的化學(xué)反映的影響及最佳儲存溫 度有指導(dǎo)意義。 技術(shù)原理： T2 Mapping 圖的技術(shù)。 這部分工作是 NMR/MRI 技術(shù)在食 品科學(xué)研究應(yīng)用的

基于導(dǎo)模共振效應(yīng)的生物檢測系統(tǒng)是基于導(dǎo)模共振濾波器共振原理來進行生物樣品的檢測，具有高靈敏度，高分辨率等優(yōu)點。主要是依靠檢測導(dǎo)模濾濾波器的共振峰值的移動來實現(xiàn)的，當(dāng)生物分子附著導(dǎo)模共振濾濾波器，就會引起透過或者反射峰值的變化。通過檢測峰值的移動量可以分析出生物分子中抗原和抗體的結(jié)合度。

成果簡介：距離選通技術(shù)利用脈沖激光器和選通攝像機，脈沖發(fā)射和開啟成 像時間的先后分開不同距離上的散射光和目標(biāo)場景反射光，使被目標(biāo)場景反射回來的輻射脈沖剛好在攝像機選通開啟時間內(nèi)到達(dá)攝像機并成像。利用激 光距離選通夜視成像技術(shù)，研制水下考察勘探成像觀察儀，實現(xiàn)對海洋、湖泊、水庫等的水下觀察、勘探和救援等。實現(xiàn)水下圖像的對比度增強，適合 深水或夜間使用，其觀察距離較裸眼遠(yuǎn) 5-7 倍，較傳統(tǒng)攝像裝置遠(yuǎn) 2-4 倍。 項

成果與項目的背景： 目前，一些熱力管線、石油部門采油現(xiàn)場由于泄漏的問題，每年造成國家資 產(chǎn)的損失十分嚴(yán)重。且微滲漏是大事故的預(yù)警。本項目為生產(chǎn)第一線的檢測現(xiàn)場 應(yīng)用研發(fā)了一套輔助性地下管道巡線及檢測裝備。 研究建立了熱力管道周圍溫場分布模型，進行了從管道到地表的土壤層中溫 度梯度的研究。針對管道支路與滲漏檢測的生產(chǎn)第一線的迫切需要，設(shè)計了一種 專用的復(fù)合紅外熱成像儀，兼有管道走向指示及泄漏報警等功能。 81天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)原理： 依據(jù)目標(biāo)和背景之間的溫度差異來探測識別目標(biāo)，采用紅外熱成像法檢測這 些溫度異常，推測地下輸油管道的分布狀態(tài)，對地下熱力管道進行檢測，探知管 道走向以及是否有偷油支管，并能夠準(zhǔn)確定位管道的分支點，為長期、慢速的泄 漏情況的檢測及準(zhǔn)確定位提供了一種快捷、準(zhǔn)確的檢測手段。該儀器由紅外鏡頭、 紅外探測器、成像電路、分析軟件、顯示部分和電源部分構(gòu)成。本項目為便攜結(jié) 構(gòu)，可以隨身攜帶，亦可以車載，便于實時觀察。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 該成果經(jīng)過天津市科委組織專家鑒定，鑒定結(jié)果為，該項目總體水平達(dá)到國 際先進水平。目前專利正在受理中，受理號為：200520025335.5。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 在現(xiàn)場應(yīng)用方面：本項目為熱力及石油管線檢測現(xiàn)場提供了一種急需裝備， 大大降低了檢測成本，有效地減少了原油的漏失，節(jié)約了國家能源，提高了油田 的經(jīng)濟效益，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 在市場銷售方面：本項目研發(fā)儀器是一種新的地下輸油管道巡線及支路檢測 輔助設(shè)備，該儀器成本為 12 萬元人民幣，按每臺售價 20 萬元來算，其經(jīng)濟效益 是可觀的。 在產(chǎn)品化推廣方面：本產(chǎn)品擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)，可以形成工業(yè)產(chǎn)品在全國 油田相關(guān)部門進行推廣使用，具有廣闊的應(yīng)用市場前景。 應(yīng)用領(lǐng)域：石油行業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域。 產(chǎn)業(yè)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 主要部件需要進口，加工設(shè)備和廠房面積要求不高，投資規(guī)模在 200 萬左右， 預(yù)計產(chǎn)品化后的銷售額為每月 20~40 萬左右。 合作方式及條件： 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或者技術(shù)合作，共同開發(fā)銷售并利潤分紅。 13 光纖周界安全檢測儀 14 分布式光纖管道安全預(yù)警系統(tǒng) 82天津大學(xué)科技成果選編 15 葉片振動測量系統(tǒng) 16 大型儲罐罐底腐蝕聲發(fā)射檢測技術(shù)

　　針對國防、遙感、智能交通、水下勘探等領(lǐng)域穿透云雨霧霾等渾濁介質(zhì)清晰成像難題，提供一種基于光場成像的計算成像技術(shù)。在50 m成像距離處，標(biāo)準(zhǔn)靶標(biāo)常規(guī)成像最高對比度不超過0.1的情況下，實現(xiàn)分辨率高于512×512，對比度不低于0.6的成像效果。為國防、遙感、智能交通、水下勘探等領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)識別等奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。 　　本項目研究團隊長期從事精密光電測試及成像理論和技術(shù)科研工作。在國防基礎(chǔ)科研等項目支持下，深入研究了微光成像、紅外可見光融合成像、相位成像、光場成像理論和方法，并基于上述理論研發(fā)了微小型成像系統(tǒng)樣機，在地面、空中蹬不同微小型平臺得到應(yīng)用；與美國加州大學(xué)伯克利分校研究團隊合作，解決強散射介質(zhì)條件下無法清晰成像相關(guān)的技術(shù)難題。先后獲得國防技術(shù)發(fā)明獎三等獎2項，授權(quán)國家發(fā)明專利20余項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。

項目簡介 一種新型線粒體靶向性熒光成像劑可用于細(xì)胞內(nèi)銅離子的檢測。該成像劑微溶于水， 具有良好的脂溶性和細(xì)胞滲透性， 較低的細(xì)胞毒性的特點，它在溶液中顯示淺黃色，在 590 nm 有較強的熒光發(fā)射，能進入 HepG-2 細(xì)胞顯示綠色熒光成像（如圖）。此外，該化 合物在溶液中能與銅離子形成 1:1 的絡(luò)合物， 而導(dǎo)致熒光顯著變化，可用于活體細(xì)胞中 在其它金屬離子存在的情況下檢測 Cu2+， 銅離子檢測限度達(dá)到 0.01μM。 金屬銅離子在 體內(nèi)聚集，是產(chǎn)生神經(jīng)退行行疾病的重