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面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08
微生物——植物联合原位生态修复技术处理中低浓度 石油污染土壤
针对我国油田区域土壤不同浓度、不同原油物性、不同土壤环境的石油污染，开发物理化学—生物耦合技术以及微生物—植物联合生态修复的分类集成技术，并建立相应的示范工程。在着重开展技术创新与集成的同时，尝试建立油田区污染土壤的修复理论体系、技术规范和评价体系，建设油田区典型石油污染土壤生态修复集成技术的示范工程，同时为在我国大面积开展石油污染土壤修复工作建立一个具有国际先进水平和引领作用的技术研发平台，为我国油田区污染土壤生态功能恢复和环境质量改善提供技术支撑。
南开大学
2021-04-13
水体中主要病原微生物特异分子标识库的建立和快速 检测技术
水是生命得以存在的必要条件，它使我们人类得以繁衍生息，人类的生活、生产、娱乐都离不开水。它同时也是许多病原微生物滋生、传播的场所和载体，这些病原微生物一旦进入人体则将可能使人患病、甚至导致死亡，严重威胁着人类健康。随着社会的发展和生活水平的提高，人们越来越关心自身的健康问题，而各种水体（包括生活饮用水，江河湖泊，游泳场馆等）的安全问题也日益成为人们关注的热点。
因此，为了保护人们的身体健康，对各种水体尤其是饮用水中病原微生物的检测是十分必要和亟需的。本项目旨在建立水体中主要病原微生物特异分子标识库，并以此为基础建立快速检测技术，以实现对包括生活饮用水在内的各种水体中主要病原微生物（致病性细菌和原生动物等）的迅速、准确的检测，为人们的用水安全和水质状况的评估提供依据。
应用价值：
根据我国现行饮用水水质标准及 WHO、USEPA 和欧盟的相关规定，确定芯片的检测范围为 12 种细菌、1 种钩端螺旋体和 2 种原生虫：金黄色葡萄球菌，嗜肺军团菌，粪肠球菌，屎肠球菌，肺炎克雷伯氏菌，铜绿假单胞菌，亲水气单胞，大肠杆菌/志贺氏菌，小肠结肠炎耶尔森氏菌，霍乱弧菌，副溶血弧菌，沙门氏菌，钩端螺旋体，贾第鞭毛虫，隐孢子虫。
南开大学
2021-04-13
微生物菌剂矿化固结修复土壤中重金属污染关键技术
近年来重金属污染事件频发，不仅严重阻碍经济社会的良性发展，而且对人体健康造成不可逆转的损害。我国是人均耕地资源短缺的国家，水、大气等受体的污染物最终将会陆续转移到土壤中。为保证粮食安全问题，2016年国务院印发了《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”。
本成果针对中国日趋严重的土壤重金属污染问题，开展土壤重金属污染生物修复关键技术研发与应用示范，对于大力推进耕地质量保护与提升，解决重金属污染造成的食品安全问题具有重要的意义。
技术特点：
1．综合利用有机物料、微生物等对土壤中重金属的钝化和解毒原理，结合改良土壤、诱导植物抗逆等技术手段，围绕微生物菌剂创新等开展研究；
2．筛选出多种重金属修复优势菌株，研发了复合微生物菌剂的配方及其发酵生产工艺，通过田间试验证明土壤中施用微生物菌剂可明显降低土壤有效态重金属的含量，并可显著降低作物可食用部分中重金属的含量，提高作物对重金属的耐受性，提高土壤pH值，增产效果较明显；
3．实现了多菌株协同发酵培养的创新，在复合微生物菌剂制备工艺上，从菌株的发酵到生产工艺的优化等方面取得了一系列的自主知识产权。
相关技术对于保护生态环境、治理环境污染具有重要的意义，同时为保障农产品安全和促进农民增收提供新途径。
南京工业大学
2021-01-12
白酒中特征风味及风味导向功能微生物关键技术研究与应用
本项目针对我国优势传统白酒技术水平提升，运用现代生物技术和风味化学技术，通过风味物提取、分馏等样品预处理技术集成创新，结合 GC-MS 技术，建立了复杂基质中极微量化合物定性与定量技术体系；通过 GC-O 定性、GC-MS 确认、风味重组等关键技术研究，建立了我国白酒中特征风味化合物研究的共性关键技术平台；通过白酒分子微生态分析、微生物定量分析与代谢物检测等关键技术问题的研究，建立了我国白酒中风味导向微生物关键技术平台。
创新要点
建立白酒中极微量成分定性定量和 GC-O/GC-MS 研究特征风味物质的技术；风味定向，开发一批白酒中重要风味物质产生微生物。
江南大学
2021-04-11
微生物转化生产维生素 C 磷酸酯的关键技术
维生素 C 磷酸酯钠(SAP)作为维生素 C(AsA)多种衍生物中性能最好的一种，克服了 AsA 本身存在的缺陷(如受热、见光易分解和易氧化)，在体内磷酸酶作用下迅速转化成 AsA。SAP 由于其优越的性能被广泛应用于医药、化妆品、食品添加剂、保鲜剂、饲料添加剂等诸多领域。目前，工业化生产 SAP 主要途径为化学合成法，此法反应步聚复杂，条件不易控制，副产物较多，成本也很高。本技术方法通过基因工程手段获得了高产维生素 C 磷酸化酶突变菌株。目前该项目正在酶工程改造，以进一步提高底物的转化率。
江南大学
2021-04-11
偶合法生产SPS新技术
聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)是一种高附加值化学品，在电镀、电池等行业应用广泛，是高端线路板与电池材料制备的必备添加剂。国内现有工艺产品收率低、产品质量差、高端产品严重依赖进口。本项目采用独立开发的合成路线，工艺安全环保，在降低生产成本的同时，可获得高纯度的产品，将替代进口，形成具有自主知识产权的生产新技术。
图1 高端线路板
图2 聚二硫二丙烷磺酸钠
吉林大学
2025-02-10
杂粮深加工技术
杂粮其独特的药用价值和营养保健功能逐渐走上餐桌，成为人们平衡膳食结构的重要品种。虽然杂粮有其独特的功能成分，但许多谷物杂粮食用品质较差，传统的粗加工品口感差，这也是导致杂粮食品消费不多的主要原因。
因此，通过研发杂粮深加工产品，可有效改善杂粮的食用品质，适应人们的需要，为杂粮开拓广阔的销售空间。同时，可以带动杂粮种植业持续发展。
本项目研究开发的杂粮深加工产品可作为早点快餐、休闲食品，集保健食品，食疗防病食品等功能于一体。因此，在早餐谷物食品市场颇具竞争力。在满足人们追求绿色时尚愿望的同时，也为其身体带来美好的感受。
延边大学
2025-02-18
空间目标光学探测感知技术
技术成熟度：技术突破
1.空间目标及星图光学探测仿真系统。由于空间目标探测真实数据获取成本较高，且数据量较少，结果验证困难，团队开发了空间目标及星图光学探测仿真系统。此工作以软件形式呈现，以友好的人机交互界面，根据用户的实际系统参数，提供准确可靠地提供当前时刻空间探测仿真图像，该软件前期经过与stk仿真软件结果比对验证其坐标的准确性，与在轨实测图像进行比对验证其仿真效果的可靠性。目前该软件已经在项目开发过程中广泛使用，为提高系统开发效率、验证算法性能提供有效支撑。
2.空间目标探测感知关键技术及算法体系。该成果以理论及软件开发包形式呈现，团队具备多年的空间探测相关开发经验，并将相关理论及算法构建软件开发包。该SDK开发包基于C++开发，具有较好的泛化能力，具有坐标描述转换、预处理、目标提取、星表制备、星图识别、光学标定、定位定姿定轨等功能，可支撑各层次的空间探测相关开发需求。目前团队基于此SDK开发的顶层软件，采用目标TLE数据库匹配的解决方法，已经完成长光奥闰光电科技有限公司地基望远镜空间目标的感知识别及长光卫星技术股份有限公司的星敏感器在轨图像空间目标自动提取与识别，后续还将采用更多的数据验证完善提升本系统的技术成熟度。
意向开展成果转化的前提条件：
1、长春长光奥闰光电科技有限公司等测站望远镜生产企业，利用本项目的共性技术，实现地基测站的空间目标自动探测感知，为空间安全提供支撑服务。
2、长光卫星技术股份有限公司、吉天星舟空间技术有限公司等遥感卫星公司，通过本技术的转化，可以利用星上光学载荷构建空间态势感知平台，为自身卫星安全提供保障、为国家及其他航天企业的空间安全需求提供数据支撑服务。另外可以在空间光学载荷开发过程中应用空间目标及星图光学探测仿真系统，对光学载荷的精度和鲁棒性进行评估和测试。
长春工业大学
2025-05-20
磁性壳聚糖复合微球制备固定化葡萄糖异构酶的方法
一种磁性壳聚糖复合微球制备固定化葡萄糖异构酶的方法,其特征在于：这种磁性壳聚糖复合微球制备固定化葡萄糖异构酶的方法为：一、向0.4～0.6mol/L的FeCl230～100ml和FeCl350～100ml中,加入分子量为4000的聚乙二醇6.0～10.0g,在磁力搅拌器下充分溶解,再用氨水调节溶液至pH8～10,继续搅拌30min～50min,用重蒸水洗涤抽滤后真空冷冻干燥即得Fe3O4磁核；二、将壳聚糖粉末在3％～6％乙酸中超声分散10min,制0.02～0.08g/ml壳聚糖溶液,通过乳化剂与Fe3O4磁核超声分散并电动搅拌10min进行混合,使之形成微乳体系,并与1％～5％戊二醛交联在2000r/min下继续搅拌2～4h,然后用石油醚、丙酮和重蒸水洗涤,抽滤真空冷冻干燥后即得磁性壳聚糖复合微球；三、将制备好的磁性壳聚糖复合微球先用磷酸缓冲液pH7.0～7.8浸泡,抽滤后加入用缓冲液稀释后的浓度为4mg/ml～16mg/ml的葡萄糖异构酶15～20ml,在室温摇床上振荡4～10h,取出放入4℃静置过夜,倾出上清液,沉淀用蒸馏水洗涤再用上述磷酸缓冲液洗涤,直至洗涤液检测不到戊二醛和游离酶,无紫外吸收,抽滤得固定化葡萄糖异构酶
黑龙江八一农垦大学
2021-05-04