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”。

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与其它页岩气开发的压裂技术相比，本技术方案主要具备以下技术优势及创新性:(1) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气实现了低水耗。据美国国家环境保护局(EPA)统计，2010 年单口页岩气井平均用水量在 0.76×104~2.39×104t(取 决于井深、水平段长度、压裂规模)，采用 CO2 干法压裂技术开发国内陆相页岩 气可有效减少对于水的用量，不浪费水资源，不污染地下水。(2) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气对储层伤害小。陆相页岩气储层粘土 矿物含量高，水敏性较强，滑溜水压裂液对储层渗透率伤害严重，CO2 具有良好 的储层保护性能，无残渣，对裂缝壁面和导流床无固相伤害，无水相，消除了水 锁及水敏伤害。(3) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气实现了快返排，国内陆相页岩气储层 压力一般较低，压后返排困难，返排时间长，大量压裂液滞留于井下，CO2 干法 压裂技术压后 CO2 迅速气化，快速排出，返排时间短，返排效率高。(4) 采用 CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气藏具有提高页岩气采收率和减 排的双重意义。页岩气藏中吸附气含量范围较宽，CO2 进入页岩储层中时，可有 效置换 CH4 分子，极大的提高页岩气藏的采收率;同时，CO2 可在页岩储层中永 久性封存，对于减少温室气体排放有着积极的意义。(5) 适用于陆相页岩气储层的 CO2 干法压裂液配方的筛选及优化。采用溶解 性及增粘实验筛选 CO2 增粘剂，并对不同工况下的改良的 CO2 干法压裂液的流变 摩阻、滤失特性进行研究，结合储层特征优化干法压裂液配方，最终形成适用于 国内典型陆相页岩气储层的 CO2 干法压裂液配方。(6) 陆相页岩气 CO2 干法压裂工艺设计。在不加砂、加砂两种状况下，针对 国内典型陆相页岩气储层，分析施工过程中裂缝延伸及支撑机理，对 CO2 压裂工 艺的管柱选择、施工排量、砂比等压裂施工参数进行优化，最终形成适用于国内 典型陆相页岩气藏的干法压裂技术工艺。(4)合作条件(1) 有独立承担民事责任能力的企业法人，具有良好的信誉基础和积极向上 的事业激情。(2) 有相应的投资能力，并且具备一定的市场开拓能力。(3) 有一定的启动资金和市场经验，具备较强的品牌经营意识。

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