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集电化学、光谱和质谱方法于一体的单细胞成像仪
世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统”
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
南京大学化学化工学院陈洪渊院士领衔的科研团队，在国家自然科学基金重大科研仪器专项支持下，联合清华大学、东南大学、中国医学科学院药物研究所的研究人员，攻克了单个细胞内分子反应动力学过程高时空分辨和微弱信号精准测量的技术瓶颈，研制成世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统”。
首次阐明单细胞内溶酶体中生物催化反应机制；创建了胞内不同空域热传导系数的准确测量，阐明胞内热量产生与耗散机制以及胞内“出汗”与机体“出汗”散热的生命整体一致性；研制成的极紫外(VUV)质谱成像，摆脱了MALDI技术对电离介质的依赖，极大地降低了二次离子质谱(SIMS)的电离碎片，从而降低了重构分子结构的难度，显著提升了我国生命与健康领域高端科研仪器的国际竞争力。
本项目迄今已发表研究论文逾百篇。包括PNAS 4篇，NatureComm. 2篇，Science Adv.1篇，JACS 6篇，Angew. Chem. Int. Ed. 6篇，Anal. Chem. 49篇等。申请了国内专利41件，国际专利1件，授权18件。项目组成员获得教育部“长江学者奖励计划”青年学者以及2018年度仪器仪表学会分析仪器分会“朱良漪分析仪器青年创新奖”；所研发的“单细胞活性分析仪”获“2018年度科学仪器行业优秀新产品奖”及“2021年度日内瓦发明金奖”。
南京大学
2022-08-12
天津市级课程思政优秀案例-Python数据分析与应用 - 奥运奖牌数据分析
本思政案例值巴黎奥运会火热举办之际，以奥运会数据为载体，引导学生运用Python的Pandas库进行数据清洗、筛选与聚合分析，并通过Plotly工具实现数据可视化。案例巧妙融合数据分析技能培养与思政教育，通过剖析我国奥运奖牌数据变化，让学生直观感受国家体育事业的蓬勃发展，深切领悟体育强国战略背后蕴含的国家意志与民族精神。同时，鼓励学生从数据中探寻体育精神内核，内化于心、践之于行，涵养积极人生态度与爱国情怀。此外，案例数据可视化呈现国际竞技格局，助学生理解多元包容、拓宽国际化视野，增强民族自豪感与文化自信，实现知识传授与价值引领的有机统一。
天津市大学软件学院
2025-05-21
磁共振成像造影剂
肿瘤靶向性磁共振成像造影剂 肿瘤靶向性磁共振成像造影剂对肿瘤细胞具有强的亲和性，能主动地改变在体内的自然分布，导向并富集至肿瘤组织或细胞内，可被肿瘤摄取，实现靶向成像，提高成像对比度和清晰度，造影效果好，用量低，毒性小。已经完成了造影剂的合成工艺和制剂研究，结构表征，毒性试验，小白鼠体内H22肝癌、艾氏腹水癌的肿瘤磁共振成像实验，小白鼠体内药物分布试验。结果表明，这类肿瘤靶向性造影剂能有效地检测肿瘤病变。属西药新药第一类。
武汉工程大学
2021-04-11
穿透浑浊介质清晰成像技术
针对国防、遥感、智能交通、水下勘探等领域穿透云雨雾霾等浑浊介质清晰成像难题，提供一种基于光场成像的计算成像技术。在50 m成像距离处，标准靶标常规成像最高对比度不超过0.1的情况下，实现分辨率高于512×512，对比度不低于0.6的成像效果。为国防、遥感、智能交通、水下勘探等领域环境监测、目标识别等奠定理论和技术基础。 本项目研究团队长期从事精密光电测试及成像理论和技术科研工作。在国防基础科研等项目支持下，深入研究了微光成像、红外可见光融合成像、相位成像、光场成像理论和方法，并基于上述理论研发了微小型成像系统样机，在地面、空中蹬不同微小型平台得到应用；与美国加州大学伯克利分校研究团队合作，解决强散射介质条件下无法清晰成像相关的技术难题。先后获得国防技术发明奖三等奖2项，授权国家发明专利20余项，发表学术论文30余篇。
北京理工大学
2021-02-01
多功能线粒体荧光成像剂
项目简介 一种新型线粒体靶向性荧光成像剂可用于细胞内铜离子的检测。该成像剂微溶于水， 具有良好的脂溶性和细胞渗透性， 较低的细胞毒性的特点，它在溶液中显示浅黄色，在 590 nm 有较强的荧光发射，能进入 HepG-2 细胞显示绿色荧光成像（如图）。此外，该化 合物在溶液中能与铜离子形成 1:1 的络合物， 而导致荧光显著变化，可用于活体细胞中 在其它金属离子存在的情况下检测 Cu2+， 铜离子检测限度达到 0.01µM。 金属铜离子在 体内聚集，是产生神经退行行疾病的重
江苏大学
2021-04-14
多排光声成像技术
成果创新点 成果图片： 主要技术创新路径：高速三维容积成像，有重要原始 创新性； 关键技术指标：成像光谱范围 690 – 950 nm，1200 – 2400 nm； 传感器阵元数目 1024； 单波长成像时间分辨率 1 帧每秒；空间分辨率 300 µm； 成像深度至 3-4 cm； 技术成熟度 关键技术研发阶段 市场前景 研发的多排光声断层成像仪
中国科学技术大学
2021-04-14
多排光声成像技术
主要技术创新路径：高速三维容积成像，有重要原始创新性；
关键技术指标：成像光谱范围 690 – 950 nm，1200 –2400 nm； 传感器阵元数目 1024；单波长成像时间分辨率 1 帧每秒；空间分辨率 300 µm；成像深度至 3-4 cm；
中国科学技术大学
2023-05-17
智能高分辨成像光谱装备
我国的高光谱成像技术起步较晚，但受日益增长的并十分迫切的社会、经济需求的激励，光谱成像技术及应用得到快速发展，光谱分析被用来解决物理学、化学、生物学、地质学、地球物理学、医学和其它学科中的基础问题和应用问题。技术团队完成以柱面C_T消像差专利结构和Offner结构为核心的紫外、可见光、近红外、短波红外、中波红外五型高光谱成像仪产品研发，实现宽波段覆盖、成像性能好、光谱分辨率高于国外同价位产品，竞争力高。同时积极拓展开发成像光谱仪产品的应用，已研发兼具空间成像和光谱分析能力的微细样品成像分析仪器——显微成像光谱仪，用于材料和生物应用。此外配套研制了功能强大的成像光谱数据采集与处理分析软件，提出了全并行处理机制，大大缩短光谱数据获取和光谱重建时间，较国外产品用户体验更便捷友好，便于大面积推广。
图1.短波红外成像光谱仪
北京理工大学
2022-12-05
快照式光谱成像芯片
利用超表面与图像传感器集成的新方案实现快照式光谱成像芯片，结合计算光谱分析原理及重建算法，研制出了可见光波段、高精度的光谱成像芯片。
清华大学
2021-02-24
X线数字直接成像系统
X线数字直接成像装置是我们多年科研工作的阶段性成果。这是一种利用现代数字成像技术和计算机图像处理系统，提高传统X线机的质量和档次的X线成像和明室透视装置。该装置采用了数字图像冻结技术，实现明室透视，改善了放射医生的工作环境。与普通X线透视相比，由于成像时间短，可以保持在屏幕上供医生仔细观察，从而降低了X线剂量。同X线电视系统相比，不仅价格低，而且可以得到同
西安交通大学
2021-01-12