项目成果/简介:表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此 SPR 传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于 SPR 技术的光机电一体化系统。 我校于 1999 年开始从事有关方面的研究，2004 年底研制完成了第一套单通道 SPR 生物医学检测试验系统。最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构 SPR 传感器存在的不足，课题组在天津市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支持下，研制成功基于传感芯片的多通道 SPR 生物医学检测实验系统。这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合 SPR 传感系统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。目前已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以达到实用化。应用范围:所开发的试验系统已经达到了国际先进水平，申请专利两项。产品化后，可以用于疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等，具有很好的应用及市场前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物医学检测分析系统的批量生产成本预计为 10 万元人民币左右，而国际上同类产品（瑞典 BIAcore 公司生产）的最低售价为 10 万美元左右。可见，SPR 生物医学检测分析系统是一种高技术含量、高附加值的产品。 其次，SPR 生物医学检测分析系统中的传感耦合部件因其进口成本很高，目前还是一种半消耗品，即每完成一次测试后需作再生处理，这样可重复使用几次，然后予以更换；即使这样，单次检测成本也在200 元人民币以上。本项研究可以将传感耦合部件集成为便于批量生产的传感芯片，可大幅降低成本。再生技术的研究成功，可以进一步降低使用成本；若能大批量生产，在成本很低的情况下，也可实现一次性使用。预计每个芯片的批量生产成本不到 50 元人民币，售价如果为 100 元人民币，单次检测的成本将大幅降低。这样，一方面便于系统的推广应用，另一方面传感芯片作为一次性消耗品，需求量极大，由耗材产生的利润也是非常可观的。 另外，我们还可以在此项研究的基础上，进一步开发适合于药物靶标、药物开发、案件侦破、环境监测、食品安全检验以及兴奋剂检测等其它众多领域进行检测分析的系列产品，其巨大的经济效益和社会效益是不言而喻的。

表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此 SPR 传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于 SPR 技术的光机电一体化系统。 我校于 1999 年开始从事有关方面的研究，2004 年底研制完成了第一套单通道 SPR 生物医学检测试验系统。最近几年中，我们针对被广泛采用的棱镜耦合结构 SPR 传感器存在的不足，课题组在天津市科技攻关培育项目、国家基金及天津市科技支撑计划重点项目的支持下，研制成功基于传感芯片的多通道 SPR 生物医学检测实验系统。这种新颖的集成化结构具有明显的技术优势，而且符合 SPR 传感系统小型化、仪器化的发展趋势，为系统最终产品化奠定了基础。目前已经完成仪器化，结构设计及操作便利方面还需进一步完善，以便使非专业人员能够完成操作；数据分析算法及软件需要进一步开发，以达到实用化。

本项目是从生物制药顶层设计考虑，通过样本自动存取系统来提高生物制 药的科研水平和效率，采用先进技术解决系统集成中的复杂关键技术问题。项 目针对目前普遍使用冰箱（柜）冷藏样本的缺陷，进行彻底变革，设计全封闭 蜂窝式复合旋转机构，在此基础上，再运用相关技术，设计一种既能高效、安 全存取样本，又能高效利用和管理样本的系统，该系统功能扩展后，可组成智 能自动实验系统。

本实用新型公开一种逆向渗流式生物电极系统。该系统由布水器、电极模块与电极生物三部分组成。其中电极模块包括钛基层、导电胶层与石墨层三部分，钛基层与石墨层通过导电胶层紧密结合。使用时，基质首先利用布水器进入钛基层，之后通过钛基层的孔洞蔓延至石墨层，最后通过石墨层本身的渗透特性被附着的电极生物利用。本实用新型通过逆转基质流动方向，使得基质由生物膜的内层向外层扩散，增强了基质与生物之间的接触，减少生物死区，强化了生物电极对污染物的去除性能以及对能源的回收效果。

表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此SPR传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于SPR技术的光机电一体化系统。 我校于1999年开始从事有关方面的研究，2004年底研制完成了第一套单通道SPR生物医学检

基于导模共振效应的生物检测系统是基于导模共振滤波器共振原理来进行生物样品的检测，具有高灵敏度，高分辨率等优点。主要是依靠检测导模滤滤波器的共振峰值的移动来实现的，当生物分子附着导模共振滤滤波器，就会引起透过或者反射峰值的变化。通过检测峰值的移动量可以分析出生物分子中抗原和抗体的结合度。

XM-C-II综合穿刺训练模型（综合穿刺模拟人）   一、功能特点： ■ XM-C-II综合穿刺训练模型（综合穿刺模拟人）采用高分子材料制成，肤质仿真度高。 ■ 模拟人为大半身女性仿真人体模型，内部各腔囊等采用优质硅胶制成，骨架采用复合树脂制成，胸腔、腹腔、蛛网膜下腔、心包腔中可容纳相应的浆膜腔液。 ■ 控制器：由机箱、微电脑、自动控制集成电路板、各种开关等组成。 ■ 人造髂骨：由仿生材料制成，内含有人造骨髓。 ■ 人造浆膜腔液：由有机化合物及适量色素加水制成。 ■ 可进行胸腔穿刺术、腹腔穿刺术、腰椎穿刺术、心包穿刺术、骨髓穿刺术、气胸穿刺排气术、胸腹部叩诊技能训练、术前无菌术训练及考核。 ■ 模拟人体位的调整自动化：当进行心包穿刺术或胸腔穿刺术时，按动控制器面板按钮，即可使模拟人由平卧位自动变为半卧位或坐位，当进行腰椎穿刺术时，可使平卧位自动变位侧卧位，实习完毕按复位按钮可使模拟人恢复平卧位。 ■ 自动语音提示：当心包穿刺或胸腔穿刺进针部位错误（沿肋骨下缘穿刺），模拟人会发出“穿刺错误 损伤了神经血管！”的语音警告，提示操作者重新正确操作。   二、标准配置： ■ 综合穿刺模拟人：1具 ■ 体位调整实验台：1张 ■ 穿刺针：2根 ■ 电源线：1根 ■ 皮肤修补液：1瓶 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM-II全自动腹部触诊听诊模拟人   一、功能特点： ■ XM-II型全自动腹部触诊听诊模拟人采用高分子材料制成，肤质仿真度高，腹部质地柔软，形象逼真。 ■ 采用微机模拟调控技术自动选择控制模拟人的29种体征，包括：肝脾触诊体征18种、压痛点8种、听诊体征3种。 ■ 腹部体征变换选择完全自动化。 ■ 液晶屏显示所选择的腹部体征。 ■ 肝操作：可设置肝肿大1-7厘米，并可进行肝触诊操作。 ■ 脾操作：可设置脾肿大1-9厘米，并可进行脾触诊操作。 ■ 压痛操作：可对模拟人进行各种压痛点位的触诊，同时模拟人发出“哎呀！疼啊！”的痛苦叫声。 · 胆囊触痛：触诊胆囊触痛（Murphy征阳性）时，可使模拟人突然屏住呼吸，抬手后恢复呼吸。 · 阑尾点压痛：按压右下腹部麦氏点时，模拟人会发出“哎呀，疼啊！”的声音，抬起手后仍会伴有“哎呀，疼啊！”的反跳痛声音。 · 其它压痛点：上腹部压痛、脐部压痛、上输尿管压痛、中输尿管压痛、左上腹部压痛、下腹压痛。 ■ 听诊操作：可实现腹部听诊训练，例如：正常肠鸣音、肠鸣音亢进、腹部血管杂音。 ■ 腹式呼吸操作：可选择“腹式呼吸”与“无呼吸”操作，随模拟人的腹式呼吸肝脾亦随之上下移动。 ■ 技能考核操作：当执行完一种体征后，按下“技能考核”键，即可进行技能考核，学员进行腹部触诊听诊后，回答出体征特征，由教师评定成绩。 ■ 可反复进行练习。   二、标准配置： ■ 全自动腹部触诊模拟人：1台 ■ 电脑控制器：1个 ■ 数据连接线：1根 ■ 电源线：1根 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

XM-C-II综合穿刺训练模型（综合穿刺模拟人）   一、功能特点： ■ XM-C-II综合穿刺训练模型（综合穿刺模拟人）采用高分子材料制成，肤质仿真度高。 ■ 模拟人为大半身女性仿真人体模型，内部各腔囊等采用优质硅胶制成，骨架采用复合树脂制成，胸腔、腹腔、蛛网膜下腔、心包腔中可容纳相应的浆膜腔液。 ■ 控制器：由机箱、微电脑、自动控制集成电路板、各种开关等组成。 ■ 人造髂骨：由仿生材料制成，内含有人造骨髓。 ■ 人造浆膜腔液：由有机化合物及适量色素加水制成。 ■ 可进行胸腔穿刺术、腹腔穿刺术、腰椎穿刺术、心包穿刺术、骨髓穿刺术、气胸穿刺排气术、胸腹部叩诊技能训练、术前无菌术训练及考核。 ■ 模拟人体位的调整自动化：当进行心包穿刺术或胸腔穿刺术时，按动控制器面板按钮，即可使模拟人由平卧位自动变为半卧位或坐位，当进行腰椎穿刺术时，可使平卧位自动变位侧卧位，实习完毕按复位按钮可使模拟人恢复平卧位。 ■ 自动语音提示：当心包穿刺或胸腔穿刺进针部位错误（沿肋骨下缘穿刺），模拟人会发出“穿刺错误 损伤了神经血管！”的语音警告，提示操作者重新正确操作。   二、标准配置： ■ 综合穿刺模拟人：1具 ■ 体位调整实验台：1张 ■ 穿刺针：2根 ■ 电源线：1根 ■ 皮肤修补液：1瓶 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张