在临床和科研中，识别细胞类型是癌症诊断、血液分析等的重要内容，项目拟开发一套基于细胞类型解卷积算法，并与基因芯片结合，建成细胞类型分析设备。 在血细胞检测、免疫力评估、癌症诊断、干细胞移植、肿瘤微环境分析等临床应用中，必然要判断样本中的细胞类型和丰度。目前，临床使用的方法(染色、流式细胞等)存在：细胞类型判断不准、过分依赖抗体、流程复杂等缺陷。单细胞转录组测序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于细胞泄露等原因，检测基因不全，导致对细胞类型的判断有误，且需要新鲜样本，实验较复杂，后续分析复杂。 因此，在临床和科研中，亟需一种能快速、简洁、准确地分析样本中所有细胞类型及其丰度的方法和设备。项目将开发一种基于解卷积的细胞类型识别算法，并和基因芯片技术结合，集成为细胞类型分析设备。只通过一组基因的表达水平，判定样本中所有细胞类型及其丰度；且可根据组织类型定制芯片，扩展应用。该设备可用于临床和科研中关于血液疾病、癌症、免疫分析等，成本低、操作简单、准确性好。

1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

以组织工程和干细胞治疗为代表的再生医学是现代医学最具发展潜力的领域，有望成为继药物和器械治疗之后下一个医疗健康行业的支柱产业。再生医学已在临床成功地用于皮肤再生，关节软骨重建，肌腱、脊髓损伤修复，免疫系统功能重建等，并在治疗疑难病症（如遗传性疾病和心血管类疾病）和各类器官组织（如神经、肝脏、心脏、胰腺等）修复和再生的动物模型和临床试验中显示出良好效果。3D 微组织疗法目前在科研领域内，也在大动物（犬）椎间盘蜕变、小动物（鼠）皮肤损伤及小动物（鼠）肝衰竭等模型中得到有力验证。这种可注射3D 微组织平台技术可辅助各种类型的细胞治疗和组织 再生，有望像药物传递对于药物治疗一样在细胞治疗领域产生广泛而重大的影响。其潜在市场主要是各大 医院和医疗机构，将成为未来治疗重大疑难疾病的利器。

本发明公开了一种微气泡发生器，包括气泡喷口、流体芯、外壳和端盖；所述的外壳或端盖上开设有进水口。流体芯呈中空梭形结构，且在横截面直径最大处环绕开设有排气孔；流体芯放置于气泡发生器外壳内；外壳一端由端盖密封，另一端为与外界相连的气泡喷口。基于扩压破碎技术的万吨级船舶微气泡发生装置，包括进水管、过滤装置、水泵、连接软管、微气泡发生器、进气管和鼓风机；进水管与水泵相连，且进水管上设有过滤装置；水泵通过连接软管与微气泡发生器的进水口相连；微气泡发生器的进气口通过进气管与鼓风机相连。本发明克服了现有气幕减阻技术中存在的难以同时满足气泡直径小和气量大以及制造成本高、制造困难的问题。

本发明公开了一种黄土区陡坡微地形造林方法，首先划分黄土坡面的立地类型，调查研究不同立地类型的植被恢复与重建困难程度，确定对应的主要植被类型；然后在相同立地条件的坡面内，调查局部微地形的数量和特征，并根据所述微地形的不同生境条件确定所述微地形内相应的乔木和/或灌木树种；最后根据立地类型和微地形共同决定的乔木(或灌木)树种比例和位置及植物群落结构配置进行林木栽植。形成仿拟自然生态环境的乔、灌、草配置模式，适合在气候干旱、植被生长困难的黄土高原陡坡营造人工林地，人工造林较简单、存活率高、保存率高。

华东理工大学在国家“863”项目和上海市纳米专项项目的资助下，模拟人体天然红细胞的结构，采用四步改性复乳法工艺，以具有良好生物相容性的可降解聚合物为壳材同时包埋血红蛋白、酶，构建粒径大小为70～200nm、包封率高、高铁含量低、具有良好携氧功能的纳米微囊型血液代用品。通过协调溶剂的扩散速率与复乳液滴的纳米化过程，来调控和优化微球的粒径、包封率和表面三维结构，采用过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、以及高铁血红蛋白强还原剂和血浆中小分子还原剂的协同效应来控制微球中高铁血红蛋白的含量。建立了微囊中高铁血红蛋白含量的控制方法，以小分子为探针，研究了微球表面物质的传递规律；以Bruno等人建立的血红蛋白血氧饱和度的经典测试方法为基础，借鉴脉冲血氧饱和度仪利用近红外光波对微球的强穿透性以及还原态血红蛋白和氧合态血红蛋白吸收光谱差值较大的特点，设计了一种可用于纳米微囊血液代用品有效性测试的无损检测方法。经检测，其携氧性能指标如P50，Hill系数等与天然血红蛋白接近，表现出优良的携氧性能。所研制的纳米微囊型血液代用品很好地克服了现有血红蛋白基血液代用品的缺点，有望为临床血液的严重短缺和战伤救治应急输血提供新的物质保证。

该系类成果是对建筑装饰材料——微晶玻璃制备方法的创新。大大降低了微晶玻璃生产中的能耗，提高了产品的机械强度、耐久性和晶化程度。微晶玻璃制备的达到国际领先水平。成果获2012年度辽宁省科技发明一等奖，2006年度辽宁省技术发明二等奖，2001年辽宁省科技进步二等奖，并拥有金属尾矿建筑微晶玻璃的制备方法（发明专利号：ZL 2004 1 0087656.8）和金属尾矿建筑微晶玻璃及其一次烧结制备方法（发明专利号：ZL 2008 1 0012165.5）两项专利技术。

微藻可以通过自身的光合作用高效固定二氧化碳，同时生产生物燃料以及高 附加值产品，已成为国内外技术开发的热点。在微藻能源利用工艺流程中，用于 微藻培养的光生物反应器占总设备投资和运行成本的一半。由于相关研究工作的 缺乏，生物反应器受微藻光合效率、传质以及光照的限制，体积大、占地宽、成 本高、产率和效率低。为了强化微藻光生物反应器中光传递，提高光分布的均匀 性，构建了内嵌空心导光管的新型平板式微藻光生物反应器，通过空心导光管的 引入实现了将光能导入反应器中光衰减严重区域，提高了反应器内藻细胞的产量。 在此基础上，为了优化反应器的光分布，设计了内置导光板的光生物反应器，并 将其用于工业化中常用的跑道池反应器中（如图1所示），使微藻产量提到了 193. 33%,生物质产量达到2. 31g/L,油脂产量达到1258. 65mg/L。导光板目前工 艺成熟，成本低廉，对微藻无毒害作用，因此将其用于微藻产业化培养的跑道池 反应器中，基本不会增加建造及运营成本。按目前藻粉市场价来算，微藻150 元/千克，传统跑道池反应器的收益为0.18元/升，而利用内置导光板的跑道池 光生物反应器可获得0.35元/升的收益。同时，在工业化常用的管式反应器的基 础上，创新性的提出了一种新型非连续光照管式光生物反应器，通过间断遮光方 式，形成了反应器内明区和暗区的周期性分布，实现了微藻在反应器内流动时的 规律性明暗交替，从而触发闪光效应，使微藻生长速率提高了 15%。 在微藻生长到稳定期后，需对反应器中的微藻进行采收。传统的采收方式包 括离心、絮凝、气浮、膜过滤等，这些方法均耗能较多。为了降低采收成本，提出聚丙烯酸系高吸水性树脂吸收培养基浓缩微藻，吸收后可通过高温烟气脱水回 收再利用。利用采收后的湿藻进行水热液化的预处理方式，将藻细胞破壁，使细 胞内的多糖、蛋白质、油脂等析出并解聚成小分子的单糖、氨基酸、脂肪酸，之 后这些小分子物质经微生物发酵，产出甲烷、氢气等高热值的生物燃料。此外， 微藻破壁后，可直接经萃取等过程，得到硫代多糖、二十碳五烯酸（EPA）、二十 二碳六烯酸（DHA）、虾青素等高附加值产品。其中，硫代多糖具有抗氧化、抗肿 瘤、抗炎、抗病毒等活性，并且可以作为抗凝血剂和免疫调节剂。EPA被称为“血 管清道夫"，能促进循环系统的健康和防止胆固醇和脂肪在动脉壁上积聚，并对 治疗由自身免疫缺陷引起的炎症有效。DHA俗称“脑黄金”，是神经系统细胞生 长及维持的一种主要成分，是大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中 含量高达20%,在眼睛视网膜中所占比例最大约50%。虾青素是已知氧自由基清 除能力最强的天然色素，其抗氧化能力是维生素E的1000倍，雨生红球藻是最 佳的天然虾青素来源，含量达到3%-5%,是目前唯一被美国FDA审核准许可用于 人类直接使用的虾青素产品，我国于2010年批准纳入食品新资源产品目录。 针对微藻生物质高效能源化利用的问题，提出太阳能加热实现微藻水热预处理， 再利用水解液和固态残渣厌氧发酵制取富氢甲烷气，实现微藻全组分转化利用， 并建立了中试系统（如图2, 3）o通过太阳能水热水解，微藻发酵产甲烷过程的 速率和转化率得到显著提升。

1 成果简介乳腺癌的发病率占女性全身各种恶性肿瘤的 7-10%，发病率位居大城市女性肿瘤的第一位，已成为最威胁女性健康的疾病，且呈逐年升高、越来越年轻化的趋势。 本成果立足于微电流能够在电极表面产生大量的氧化自由基，通过透化作用进入细胞，以及使得细胞内 Ca2+ 浓度大量增加，从而造成细胞死亡的特点，针对放疗、化疗等肿瘤治疗方法过程复杂、疗效不够理想、治疗后易复发、毒副作用大等问题，研发出利用中频交变微电流抑制乳腺癌的新方法， 所采用中频交变微电流的频率为 100-300kHz，电流大小为101-103μA，电场强度为 2-4 V/cm，相比较电化学疗法，减少了使用者的不愉快感及毒副作用；相比较陡脉冲电场的所采用的高电场强度（ >10 kV/cm），使用更安全；而相比较肿瘤治疗电场需要长时间不间断治疗，作用时间更短，仅为 30 分钟，因此中频交变微电流拥有其自身特有的优势。 该方法证明： 1) 中频交变微电流可以有效地抑制体外人乳腺癌细胞株 (MCF-7) 增殖，促进细胞凋亡和坏死； 2) 中频交变微电流杀伤肿瘤细胞的可能机制为影响细胞周期，改变细胞内部结构，改变细胞外部结构使细胞表面产生电穿孔； 3) 中频交变微电流可有效地抑制荷瘤鼠皮下肿瘤的生长，且辅助化疗的效果更好； 4) 中频交变微电流无化疗明显的毒副作用，安全性好。 目前我们实验室已经完成了两代中频微电流治疗样机的研发， 样机具有双通道，频率范围为 10-500kHz，内置多种刺激模式，多种刺激波形，并且已经系统完成了细胞实验并且取得积极效果，目前正进行动物实验。 上图 样机图片 在中频微电流肿瘤治疗方面，我们是国内唯一的设备研发和实验研究团队，我们研究发现中频微电流能明显抑制乳腺癌等细胞增生和动物肿瘤生长， 对此并发表多篇 SCI 文章，在中频微电流的药物增敏作用方面也做了大量研究并取得积极成果。2 效益分析各种乳腺疾病患者比率达 52.4%，大大高于女性其他慢性常见病，其死亡率在我国妇女恶性肿瘤中位列第一，现有的乳腺癌治疗手段如手术、放疗、化疗等均存在残癌、术后并发症等问题。晚期乳腺癌出现多发转移、 放化疗效果差、 死亡率高。所以，开发新的乳腺癌治疗新技术意义重大，并且前景广阔。3 合作方式转让或者联合推广。4 项目所属行业领域医疗卫生。

1 成果简介乳腺癌的发病率占女性全身各种恶性肿瘤的 7-10%，发病率位居大城市女性肿瘤的第一位，已成为最威胁女性健康的疾病，且呈逐年升高、越来越年轻化的趋势。 本成果立足于微电流能够在电极表面产生大量的氧化自由基，通过透化作用进入细胞，以及使得细胞内 Ca2+ 浓度大量增加，从而造成细胞死亡的特点，针对放疗、化疗等肿瘤治疗方法过程复杂、疗效不够理想、治疗后易复发、毒副作用大等问题，研发出利用中频交变微电流抑制乳腺癌的新方法， 所采用中频交变微电流的频率为 100-300kHz，电流大小为101-103μA，电场强度为 2-4 V/cm，相比较电化学疗法，减少了使用者的不愉快感及毒副作用；相比较陡脉冲电场的所采用的高电场强度（ >10 kV/cm），使用更安全；而相比较肿瘤治疗电场需要长时间不间断治疗，作用时间更短，仅为 30 分钟，因此中频交变微电流拥有其自身特有的优势。 该方法证明： 1) 中频交变微电流可以有效地抑制体外人乳腺癌细胞株 (MCF-7) 增殖，促进细胞凋亡和坏死； 2) 中频交变微电流杀伤肿瘤细胞的可能机制为影响细胞周期，改变细胞内部结构，改变细胞外部结构使细胞表面产生电穿孔； 3) 中频交变微电流可有效地抑制荷瘤鼠皮下肿瘤的生长，且辅助化疗的效果更好； 4) 中频交变微电流无化疗明显的毒副作用，安全性好。 目前我们实验室已经完成了两代中频微电流治疗样机的研发， 样机具有双通道，频率范围为 10-500kHz，内置多种刺激模式，多种刺激波形，并且已经系统完成了细胞实验并且取得积极效果，目前正进行动物实验。 上图 样机图片 在中频微电流肿瘤治疗方面，我们是国内唯一的设备研发和实验研究团队，我们研究发现中频微电流能明显抑制乳腺癌等细胞增生和动物肿瘤生长， 对此并发表多篇 SCI 文章，在中频微电流的药物增敏作用方面也做了大量研究并取得积极成果。2 效益分析各种乳腺疾病患者比率达 52.4%，大大高于女性其他慢性常见病，其死亡率在我国妇女恶性肿瘤中位列第一，现有的乳腺癌治疗手段如手术、放疗、化疗等均存在残癌、术后并发症等问题。晚期乳腺癌出现多发转移、 放化疗效果差、 死亡率高。所以，开发新的乳腺癌治疗新技术意义重大，并且前景广阔。3 合作方式转让或者联合推广。4 项目所属行业领域医疗卫生。