本项目以嵌入式控制器为核心，结合现代电子测量技术、智能控制技术、 工程流体力学、呼吸力学等多学科知识，研发一款智能呼吸机，主要用来治疗 睡眠呼吸暂停综合症、慢性阻塞性肺病等疾病，同时开发基于 Android 系统的 智能手机数据采集与通信系统，并构建物联网健康信息管理系统和健康信息云 平台，通过云传输实现患者与医生及其医疗机构的双向远程监控与服务。

随着气田开发越来越多，天然气井运行压力大、温度高、时间长的特点也越来越突出。若生产过程中出现气体泄露，易导致气井环空带压或泄露事故。若泄露气体中含硫化氢等有毒有害气体，将对人身及财产安全造成巨大危害。气密封检测技术可以及时对入井油套管丝扣密封性进行预报，避免因丝扣密封失效造成重大事故及巨大经济损失。因此，在油套管入井前进行丝扣的密封性检测已成为国内很多陆地油气田的强制要求。 针对传统气密封检测系统存在的检测时间长、操作步骤繁杂、占地空间大、控压精度低、气体消耗快等问题，我们提出了全新的“油套管螺纹连接气密封自动检测系统”。 本系统采用气体直接连续增压技术，检测中持续增压稳压，解决了间歇水力增压技术检测时间长的问题，每个丝扣约节省45秒检测时间，一千米管道可节省70分钟。采用自动控制系统控制检测步骤自动执行，解决了人工成本高、步骤多、重复性差的问题。新增气体回收系统，回收率达到75%，每检测1000米套管，节省30瓶气源约1.2万元气源费用。全新撬装设计，集成度高、占地面积小，一车全装下。并有专为海洋平台设计的紧凑型撬装，功能不减、体积减半，更多的气源，更快的换装。目前，本系统及配套工具已在江苏金坛储气库、辽宁盘锦等地应用30余口井，现场反馈良好。 本系统已申请20余项发明专利，并已形成完备的知识产权保护群。

本发明公开了一种基于拉曼光谱技术的等鞭金藻中胡萝卜素分布的检测方法，采用拉曼光谱仪，获取活体等鞭金藻藻液样本的拉曼光谱原始信息；以色素中的胡萝卜素为例，结合曼光谱仪获取胡萝卜素标准品的谱线；将获得的等鞭金藻藻液样本的原始拉曼数据进行预处理，结合胡萝卜素的标准品谱线，指认等鞭金藻藻液样本的拉曼谱峰对应的谱峰位置；选取一定区域的藻液样本进行面扫描，将胡萝卜素对应的特征谱峰处的拉曼强度值进行积分，即可得到等鞭金藻藻液中胡萝卜素分布的化学图像。本发明解决了现有检测方法需要对样本进行染色或复杂的化学处理，操作相对繁琐、耗时、耗力的问题。

研制了国际首例稳定可逆的单分子光开关器件（ Science ,  2016 ,  352 , 1443;  J. Phys. Chem. Lett. ,  2017 ,  8 , 2849）；观察到了低温下联苯基团由于σ单键的旋转产生的精细立体电子效应（ Nano Lett. ,  2017 ,  17 , 856）；研究了分子间主客体相互作用的动力学过程（ Sci. Adv .,  2016 ,  2 , e1601113），揭示了羰基和羟胺反应形成酮肟的分子机制（ Sci. Adv. ,  2018 ,  4 , eaar2177），证实了利用单分子电学检测方法研究单分子反应动力学的可行性，为实现单分子化学反应的可视化研究迈出了重要的一步。他们利用硅基单分子器件实现了具有单碱基对分辨率的DNA杂交/脱杂交动力学过程的研究（ Angew. Chem. Int. Ed. ,  2016 ,  55 , 9036）；在单分子水平上揭示了分子马达水解的动力学过程（ ACS Nano , 2018 ,  11 , 12789），展现了单分子器件在单分子生物物理研究方面的可靠性。

该项目研究了一种能识别莱克多巴胺的单克隆抗体，所述单克隆抗体是由杂交瘤细胞Rac所分泌的，该杂交瘤细胞保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:C201186。还研究了用于检测莱克多巴胺的酶联免疫技术和试剂盒及其在莱克多巴胺检测中的应用。 该项目属于检测分析和免疫学技术领域，与现有技术相比，该项目制备的单克隆抗体能够特异性识别莱克多巴胺，酶联免疫方法及试剂盒能检测更低浓度的莱克多巴胺残留，检测灵敏度、准确度高，精密度好。 成果完成时间：2014年

针对我国茶叶、粮谷、蔬菜、水果等具有复杂基质的农产品中有机磷和磺酰脲类农药残留，发展新型预处理方法和材料。应用组合分子印迹技术和溶胶-凝胶分子印迹技术，制备并筛选出高吸附容量、高选择性的分子印迹聚合物材料，包括固相萃取吸附剂和分子印迹整体柱。建立快速、灵敏、准确地从复杂基质茶叶、粮谷、蔬菜、水果中测定有机磷和磺酰脲类农药残留的新方法、新体系。有利于提高我国食品安全检测技术，更好地促进经济发展。

针对我国茶叶、粮谷、蔬菜、水果等具有复杂基质的农产品中有机磷和磺酰脲类农药残留，发展新型预处理方法和材料。应用组合分子印迹技术和溶胶-凝胶分子印迹技术，制备并筛选出高吸附容量、高选择性的分子印迹聚合物材料，包括固相萃取吸附剂和分子印迹整体柱。建立快速、灵敏、准确地从复杂基质茶叶、粮谷、蔬菜、水果中测定有机磷和磺酰脲类农药残留的新方法、新体系。有利于提高我国食品安全检测技术，更好地促进经济发展。

1.发明了种源特异性基因筛选方法，建立了简便、特异性强、适用的牛（普通牛、水牛）、羊（山羊、绵羊）、猪、马、驴、狗、兔、狐狸、水貂、鸡、鸭、小鼠、大鼠等种源成分鉴定方法。利用全基因组序列信息，自创生物信息分析流程，筛选物种特异的核基因DNA序列。 2.发明了适于牛、羊、猪转基因成分现场快检的LAMP试剂盒6种。6种外源基因LAMP可视化快速检测试剂盒，可进行牛、羊、猪中外源基因——人乳铁蛋白、人α-乳清蛋白、人抗凝血酶III、人溶菌酶基因、人乙肝表面抗原基因、ω-3脂肪酸去饱和酶基因的检测，不需要PCR仪和电泳仪，检测时长由普通PCR的2小时缩短到30分钟，检测限达到0.01%（w/w），灵敏度是PCR的10-100倍。 3.发明了胶体金免疫层析试纸条。研制出人乳铁蛋白和α-乳清蛋白检测的竞争性试纸条各2种，5分钟内可完成准确检测。用于鲜牛奶、鲜羊奶和奶粉中乳铁蛋白和α-乳清蛋白的定性检测。 成果可在畜产品、食品、饲料检测机构和企业、出入境检验系统进行应用，可为企业原料的真实性把关，确保畜产品和食品的真实性和信誉，具有显著的社会效益和经济效益。 转化条件：分子生物学常规设备和条件。 成果完成时间：2016年2月

利用硅基单分子器件研究了分子马达水解的动力学过程，发现了无标记的电学检测方法观察到的分子马达的转动速度要比荧光标记的方法快一个数量级（ACS Nano 2018, 11, 12789）以苯环为骨架、芴基为核心的共轭分子，并在末端修饰上氨基，通过稳定的酰胺键将带有羰基官能团的功能分子连接在石墨烯电极之间，通过使用自主搭建的高速电学测试平台对化学反应进行了实时监测。大的共轭结构以及酰胺共价键的强耦合保证了分子具有良好的导电性；在化学反应进行的过程中，分子结构的变化将导致分子轨道发生改变，从而影响导电通道，影响器件的电导特性。

本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。