过敏性疾病已经成为世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、过敏性湿疹、食物过敏和过敏性休克等均与特异性免疫球蛋白 E（IgE）介 导的免疫反应密切相关，但目前过敏疾病的治疗药物存在副作用，不宜长期使用。江南大学食品生物技术中心经过多年的积累，通过体外高通量筛选。细 胞、动物模型，人群临床试食及多组学机制解析等手段，研究得到能够有效调 节免疫，缓解过敏性疾病，可长期食用无毒副作用的益生菌；并以此为基础， 开发了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术，并攻克了菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。 主要成果包括： （1）研发得到 3 株有效缓解不同过敏性疾病的益生菌，长双歧杆菌 CCFM1029 通过降低血清中总 IgE 水平，皮肤组织 IL-4、IL-13 水平，局部组织 中组胺的释放，以及炎症细胞的浸润，缓解过敏性湿疹；短双歧杆菌 CCFM1067 通过改善肥大细胞炎症浸润，降低皮肤组织中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮 肤组织中 IL-10 的表达，最终实现缓解特应性皮炎症状；罗伊氏乳杆菌 CCFM1040 显著降低过敏性哮喘小鼠肺部病理炎症，抑制血清中尘螨特异性免疫30 球蛋白 IgG1 的产生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，缓解过 敏性哮喘症状； （2）通过剖析益生菌的底物代谢规律和关键限制性生长因子，建立科学有 效的益生菌特异性增殖培养体系，并基于生长过程碳氮代谢规律，提出遵循底 物消耗规律的自动补料技术和发酵精准化自动控制工艺。益生菌增殖密度达到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是传统培养方法的 5~10 倍； （3）开发了提高益生菌消化道耐受性的关键技术，解决了菌株通过胃肠道 后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术，使功能 菌株在胃酸环境下的存活率达到 95%以上，在胆盐环境下的存活率达到 90%以上。 

项目简介本课题采用可生物降解的海藻酸钠作为载药材料，发明一种载药缓释系统，充分发挥海藻酸钠自膨胀、缓慢降解特性，维持局部血药浓度，从而达到最佳治疗效 果。在血管栓塞治疗中，与传统的栓塞剂碘油相比，维持药效时间更长，栓塞确切有效。海藻酸钠微球具有生物可降解性和组织相容性，其安全、无毒、降解周期可控、无长期异物刺激以及介入部位疼痛轻微或无疼痛感等特点。该产品的颗粒表面带有一定的负电荷，使颗粒之间相斥，在储存和使用中不凝聚、不堵管，在体内膨胀并嵌顿在使用部位，定位性更好。为今后研究开发生物“多功能微球”创造了良好的平台。以可生物降解的海藻酸钠为主要材料包裹临床一线使用的抗癌药物多柔比星或柔红霉素，通过不同的装载药物的方法的对比，寻找出了最佳方法和条件，制备了具有缓释功能的多柔比星－海藻酸钠微球、柔红霉素－海藻酸钠微球。粒径和降解时间可控可调，药物/载体比高于50%，包封率最高达到 99.5%。项目团队 齐宪荣教授现任北京大学药学院教授、博士生导师、北京市药学会药剂专业委员会委员、中国药学会药剂专业委员会委员、药物技术创新服务专业委员会副主任委员等。齐宪荣教授担任国家“外专千人”和“高端人才”计划评审专家，国家重点新产品计划评审专家，国家自然科学基金、博士后科学基金、北京市自然科学基金、北京市中小企业创新基金、 北京市企业研究开发项目等评审专家。 齐宪荣教授主要研究方向为靶向递送系统、纳米技术与生物技术的研究。作为第一完成人，齐宪荣教授获 2001 年度北京市科技进步奖；作为主要完成人，获得教育部自然科学奖、中国中西医结合学会科学技术一等奖等多项奖励。应用范围 本研究以海藻酸钠微球为平台，可通过介入治疗学方法，治疗肝癌、肾癌等实体肿瘤，也可用于植入给药或肿瘤瘤周注射等治疗恶性肿瘤。项目阶段 临床前研究。知识产权已经获得相关专利授权。合作方式 技术转让。

本课题采用可生物降解的海藻酸钠作为载药材料，发明一种载药缓释系统，充分发挥海藻酸钠自膨胀、缓慢降解特性，维持局部血药浓度，从而达到最佳治疗效 果。在血管栓塞治疗中，与传统的栓塞剂碘油相比，维持药效时间更长，栓塞确切有效。 海藻酸钠微球具有生物可降解性和组织相容性，其安全、无毒、降解周期可控、无长期异物刺激以及介入部位疼痛轻微或无疼痛感等特点。该产品的颗粒表面带有一定的负电荷，使颗粒之间相斥，在储存和使用中不凝聚、不堵管，在体内膨胀并嵌顿在使用部位，定位性更好。为今后研究开发生物“多功能微球”创造了良好的平台。 以可生物降解的海藻酸钠为主要材料包裹临床一线使用的抗癌药物多柔比星或柔红霉素，通过不同的装载药物的方法的对比，寻找出了最佳方法和条件，制备了具有缓释功能的多柔比星－海藻酸钠微球、柔红霉素－海藻酸钠微球。粒径和降解时间可控可调，药物/载体比高于50%，包封率最高达到99.5%。

约 30%的人类肿瘤是由于 ras 原癌基因突变后激活导致 RAS 蛋 白表达水平增高造成的。以 ras 信号通路为靶标的抗肿瘤治疗也成为 肿瘤治疗学的研究热点，因此，RAS 已成为公认的筛选抗癌药物靶 标。2005 年 12 月 20 日美国 FDA 批准的晚期肾细胞癌治疗药物 Nexavar, 其直接靶标就是 Ras&

本课题采用可生物降解的海藻酸钠作为载药材料，发明一种载药缓释系统，充分发挥海藻酸钠自膨胀、缓慢降解特性，维持局部血药浓度，从而达到最佳治疗效 果。在血管栓塞治疗中，与传统的栓塞剂碘油相比，维持药效时间更长，栓塞确切有效。 海藻酸钠微球具有生物可降解性和组织相容性，其安全、无毒、降解周期可控、无长期异物刺激以及介入部位疼痛轻微或无疼痛感等特点。该产品的颗粒表面带有一定的负电荷，使颗粒之间相斥，在储存和使用中不凝聚、不堵管，在体内膨胀并嵌顿在使用部位，定位性更好。为今后研究开发生物“多功能微球”创造了良好的平台。 以可生物降解的海藻酸钠为主要材料包裹临床一线使用的抗癌药物多柔比星或柔红霉素，通过不同的装载药物的方法的对比，寻找出了最佳方法和条件，制备了具有缓释功能的多柔比星－海藻酸钠微球、柔红霉素－海藻酸钠微球。粒径和降解时间可控可调，药物/载体比高于50%，包封率最高达到99.5%。

约30%的人类肿瘤是由于ras原癌基因突变后激活导致RAS蛋白表达水平增高造成的。以ras信号通路为靶标的抗肿瘤治疗也成为肿瘤治疗学的研究热点，因此，RAS已成为公认的筛选抗癌药物靶标。2005年12月20日美国FDA批准的晚期肾细胞癌治疗药物Nexavar,其直接靶标就是Ras信号途径，可抑制Raf/MEK/ERK信号传导通路，直接抑制肿瘤生长。 兰州大学根据中药复方等的特性，经过数年艰苦努力，通过大量高通量筛选分析，得到了一种可治疗ras原癌基因过度激活肿瘤的中药复方及其提取物，该复方及其提取物通过下调原癌基因Ras通路的过度激活，达到治疗肿瘤的目的，且毒性低，无致畸作用，无生殖毒性，适于在制备治疗ras原癌基因过度激活引起的肿瘤药物中应用，有望开发成一种新的抗肿瘤药物。 该研究为兰州大学独创，已申报核心专利，兰州大学具有知识产权。目前正在进行该药的临床前研究。

面向河道生态恢复的固化材料多维应用技术，即将河道底泥原位资源化，通过排水作业或带水作业，制成砌块型和颗粒型吸附材料，其中砌块用于河道护岸或护坡建设，吸附材料用于河道底质覆盖层或生态护坡。面向生态恢复的河道基础设计不单单是河道基础设施的设计，而是综合考虑护岸护坡的植生性与生态兼容性，要求研制出的生态型护坡材料，不但具有一定的强度，能满足护坡防洪防冲刷的需求，还能提供植物以及微生物群落生长的空间，实现岸和水之间的亲水交换，具备一定净化水质的功能，具有良好的生态效益，最终实现河道生态系统的自我恢复。

该方案针对寒旱区户厕用水不便、冬季上冻、清掏成本高等问题，提出了一种创新解决方案。通过太阳能加热技术与柔性材料结合，有效减缓冬季上冻问题，同时提高粪便堆肥发酵效率，确保极寒天气下的正常使用。方案优势如下： 人性化设计：粪便无害化处理减少蚊蝇滋生和异味，提升农村人居环境。温感座圈、扶手、置物架及太阳能照明等设施，提高冬季如厕舒适度和老年人如厕安全性。 环境友好：便器无需用水，粪尿经无害化处理后可直接还田利用，降低环境污染风险和碳排放。 经济可持续：相比同类设备，施工和使用成本显著降低。高效防冻措施减少施工复杂度，太阳能加热和好氧堆肥技术降低水电支出，减量化处理减少清掏频率，便于农民自行还田利用，进一步降低维护成本。 获得UNICEF（联合国儿童基金会） 2024imaGen Ventures全球挑战赛，最终十佳项目（中国唯一团队），获得国际可持续专家一致好评，5月份正式发布。

一、所属领域 人工智能，精密自动化，生物分析与检测，环境微生物检测，工业微生物检测，细胞组织分析检测。 二、项目介绍 1. 痛点问题 微生物的识别、计数和定性分析一直是食品、医药和生物行业的重要一环。传统的人工检测方式劳动强度比较大，且检测主观性强，标准难以统一，计数和检测结果不准确；在对环境的微生物监测中，人工方法只能做到抽样检测，无法做到持续性检测。 近两年行业巨头们（如GE，安捷伦，赛默飞等）开始推出图像识别技术的微生物检测设备，其结果来自直观影像，分辨率高，操作难度低。但是这些设备目前采用的光学显微镜倍数都在800倍以下，只能进行计数，如果要完成相关定性分析，需要在800倍以上的放大倍数获得单细胞微生物的清晰图像（如酵母菌，大肠杆菌）。但800倍放大倍数对应的有效视场只有200微米*200微米，对计数和活性统计分析又不具备足够的采样数量。目前国内外设备均没有解决好这个问题，对微生物进行定性分析的准确率低，无法满足市场需求。 2. 解决方案 本项目针对微生物和细胞活体检测中缺乏有效参照物的技术难点，根据显微扫描设备的结构，将全景化视域重构技术和微米级电机结合，解决了镜头大幅平移过程中的自动对焦难题和微生物溶液动态环境中的影像拼接难题，在保证1000倍放大的基础上，获得的有效视场增加到10毫米*10毫米的范围；再通过自动化图像采集和拼接，得到完整的微生物图像；然后结合传统的图像分割以及深度学习图像识别的优势，小样本高精度动态完成微生物的类型识别，计数，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 竞争优势分析 与国内外的主流检测设备对比，本项目技术优势主要体现在： 1）独创的微生物影像全景化视域重构技术，实现0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大视角； 2） 解决微生物影像领域小样本智能识别和智能检测的难题； 3） 检测目标、检测内容、检测流程和逻辑可通过自然语言定制，提高设备功能通用性； 4）计数准确率超过人工计数，准确率超过国内细胞计数仪器一个数量级； 5）第一台按照国家微生物计数检测标准开发研制的微生物计数仪。 本项目的第一代产品样机与国内外同类产品对比，主要性能优势和技术优势如下： 在食品行业，本项目获得了青岛啤酒北京密云分厂的啤酒原液和相关酵母菌种，针对生产用酵母菌采集了大量实拍图像数据，优化后的酵母菌计数和出芽率算法识别率均在95%以上。 4. 发展规划 按照三步走的方式来设定发展规划： 1）基于全景化视域重构技术，构建第一代检测仪器，首先进入门槛最低的食品微生物检测市场，对啤酒和发酵乳企业提供酵母菌检测计数技术和设备； 2） 利用已有技术积累，进入环境微生物检测和高校实验室市场； 3）最后以食品和环境检测市场为根据地，进入门槛最高的生物医药检测市场，提供微生物检测和组织检测的相关设备。 5. 知识产权情况 已申请3项专利。 三、合作需求 1）寻求500-800万元天使投资； 2）寻找高校研究所，食品工业和环境检测领域的客户、渠道伙伴； 3）寻找生物医药，医学临床领域的客户、渠道伙伴和产品测试环境。 四、团队介绍 科研团队： 1）周悦芝 博士 清华大学计算机系研究员，项目负责人，在边缘计算和深度学习等领域有丰富的开发经验和杰出的研究成果，在面向医学影像的AI图像分析方面曾发表多篇论文，申请或获得多项国家发明专利。 2）黄权伟 清华大学计算机系硕士，负责图像分割及细胞识别等相关算法研发。 3）梁志伟 清华大学计算机系硕士，负责深度学习算法加速研究和实现。 五、联系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果编号：20230055

丙酮酸是一种重要的有机酸，广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中，微生物发酵法生产丙酮酸具有低成本、高质量等优势。本研究室在自行选育的四重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母 CCTCC M202019 的基础上，从代谢能力、鲁棒特性和环境适应性等入手，阐释了影响 T. glabrata 高效积累丙酮酸的关键因素。提出并实践了全局高效调控 T. glabrata 代谢功能的新方法。