本项目在国际上率先发现精浆piRNA是全新的男性不育生物标志物，发表论文并获授权发明专利。NatureReviewsUrology评价道：“在男性生殖系统疾病中（包括男性不育），由于缺乏准确和简易的诊断手段，因此早期诊断和治疗大大受限。存在于精浆中的生物标志物（包括本研究鉴定的piRNA）有望通过液体活检技术实现男性生殖障碍和不孕症的非侵入性诊断。本项目基于精浆piRNA精准定量检测技术，开发男性不育体外诊断试剂盒，通过检测受试者精浆中特异性piRNA的含量，对受试者是否罹患不育进行判断。目前国内外没有同类技术产品，基于现有不孕不育症所面临的诊断水平低下、手段原始落后等不足的现状，本产品作为新增或者补充的诊疗手段，有重大的社会经济效益

一、成果简介 要控制食品安全问题，就需要从农田到餐桌对食品的生产、加工、流通和销售等各个环节进行全程监控和管理。而现有的食品安全监督管理体系普遍建立在仪器分析的基础之上，不仅人力、物 力消耗大，时间成本高，而且信息发布滞后，导致监管部门很难对问题食品进行快速反应。因此，迫切需要大量能够满足现场、快速、准确、灵敏且成本低廉的食品安全分析检测技术。试纸成为了 一个非常令人关注的检测平台，

红外吸收光谱技术基于捕获物质的红外“指纹”来获得物质成分和含量信息，其核心是红外光谱器件和高效紧凑红外光学系统,主要的应用之一是针对气体的传感检测,如有毒有害气体、温室效应气体以及呼吸气体成分和浓度的检测等。相比传统的单气体成分的检测,同时检测多种气体是降低检测成本的有效途径;相比针对未知气体采用实验室傅里叶红外光谱仪的检测，可以现场检测的微小型化红外光谱仪具有更实用且成本更低的优势。另外, 越来越多的场景需要探测精度达到ppb 或亚ppm 精度的高精度气体检测,如有毒有害痕量气体、呼吸气体肺癌早期诊断、果蔬存储中具有催熟剂作用的微量乙烯气体释放的检测等。 现有红外气体传感技术中，基于激光光源的气体传感器虽然易于达到ppb级的高精度检测，但是激光传感器成本昂贵，而低成本的基于热光源的红外气体传感器虽然成本较低，但是却存在精度低的问题。 为了解决上述的精度和成本痛点问题，本成果掌握了高功率热红外光源、可级联长光程气体吸收池、多通道红外探测器和可调谐红外探测器以及多通道微弱信号数字锁相放大检测等技术，开发一系列探测精度到100ppb 以下的多通道红外气体传感器和演示模组，以及基于可调滤波器的小型化红外光谱仪，展示了集成多组分气体检测和现场未知气体成分的光谱仪检测能力，具有高精度和低成本优势，以及小体积和低功耗特点。 （１）高功率热红外光源：MEMS 热光源芯片阵列与微光学准直阵列集成，实现低发散角的高功率红外源。为实现高精度探测所需要的长光程气体吸收池提供足够的红外光能量。 （２）可级联长光程气体吸收池：高精度气体检测需要米级长光程池。现有长光程气体池主要有怀特池、Herriott 型、Chernin 型以及环形吸收池，配合低发散角的激光光源。但是这些吸收池结构复杂，装配难度高，成本高。自主提出的可级联气体池结构简单，光学效率高，且中心对称，加工和装配成本低。 （３）多通道红外探测器：不同敏感波长的红外探测单元集成在同一衬底上，构成多通道器件，可共用一个气体池和光源，节省器件，降低了成本，同时节省了体积和功耗。 （４）可调谐滤波器：采用电调FP 腔和单探测器可以动态选择透射波长进行探测。具有在一定波段内连续扫描实现红外光谱仪的功能，也可以随机定位某个特定波长探测，灵活性强。除了用于已知气体成分的浓度检测，还可用于对含有未知气体种类的应用场景进行气体检测。另外，大口径的压电驱动可调滤波器可用于电力开关柜SF6气体泄露、天然气管道气体泄露以及农作物长势和病虫害监测等场合的红外光谱成像检测。 （５）微小型红外光谱仪：红外光谱仪是在一个较宽的红外波段进行扫描以获取物质的光谱信息，借此探知物质的未知成分。传统的红外光谱仪体积大，主要在实验室使用。本技术采用FP 腔可调滤波器具有体积小结构稳定的特点，易于实现现场检测。 图1 四通道滤波聚焦单元、光学/探测器集成结构以及红外光谱探测器 图2  长光程气体池（平均光程>1米） 图3 可调光谱探测器-PZT压电陶瓷驱动FP腔可调滤波器及可调光谱 图4 红外气体传感器模组 【技术优势】 （1）基于表面微纳结构的窄带滤光片/微透镜阵列技术：实现覆盖中波和长波红外的宽波段滤光/聚焦结构，具有低成本制造优势。 （2）多通道红外探测器集成芯片技术：多通道滤波/聚焦阵列结构与红外探测单元阵列集成，实现多波长光谱探测芯片，具有低成本和小体积优势。 （3）可级联长光程池技术：适合热光源的米级光程气体吸收，实现低成本ppb 级红外气体探测。相比高精度的激光气体传感器，具有成本优势。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 何腾蛟 石油与天然气工程学院/石油与天然气工程   三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 廖柯熹 石油与天然气工程学院 教授 油气管道完整性 四、项目简介 随着油气管道建设规模不断扩大、服役时间长，管道面临的安全风险也日益严峻。目前，全世界有近500万公里油气管道无法进行内检，而市场上管道无损检测技术只能检测管道宏观缺陷，无法检测微观缺陷，不能量化管道应力集中风险。针对这一市场痛点问题，团队研发出一种新型管道安全状态非接触式磁检测装置——PMSI-Sentinel 2.0 。该装置通过分析远程连续采集到的管道磁场数据，可直接精确定位管道的缺陷位置，并判断缺陷损伤等级，从而评估管道安全状态。该技术以其非接触检测、识别微观缺陷、量化应力集中程度的优势打破了市场垄断，填补了管道应力检测领域的技术空缺，为无法进行内检的管道提供全面的解决方案。 目前，团队与校外公司合作建立校企联合实验室，拥有核心发明专利技术10余项，其中包括美国发明专利2项，PMSI技术已成功在新疆、山东、贵州、云南成功应用，共计检测管道200余公里，直接经济效益约500余万元。

本成果获2012年国家科技进步二等奖。该成果针对牵引供电关键设备特殊的负荷特性和运行环境，深入研究其绝缘破坏机理及表征方法，研制了离线和在线相结合的综合检测系统，开发了检测信息相融合的故障诊断与数据管理平台。可实现牵引变压器、GIS、断路器、避雷器、互感器、电缆、套管等关键设备的状态监测，整体水平达到国内领先水平，部分成果达到国际先进水平。该成果已在我国高速及重载铁路进行规模化示范应用，具有完全的知识产权，具有广阔的应用前景。

本项目的创新点主要是采用环形镜解调和GSM数字移动网传输信号的技术。具有响应速度快、调谐范围宽、可实时检测、使用寿命长、抗电磁干扰能力强等优点，有重要实用意义。 光纤光栅传感器阵列的每一个光栅反射率大于90%，线宽小于0.4nm，各光栅中心波长间隔大于1nm。 研制出宽带光源等实验装置，宽带光源输出功率大于1mw，带宽30nm；已成功应用于光纤光栅传感器阵列检测实验。 研制出宽带光源、高双折射光纤环镜滤波边缘滤波解调系统的实验样机。 研制出快

本项目运用免疫学方法和原理，结合最新的纳米科学技术，研制和开发食品 安全检测新技术和新产品。目前已成功开发针对拟除虫菊酯类、三聚氰胺、黄曲 霉毒素、赭曲霉毒素、莱克多巴胺、双酚 A、邻苯二甲酸酯类、重金属铅、重金 属镉、罗丹明 B、赤藓红、碱性橙、磺胺类、牛奶过敏原、花生过敏原、金黄色 葡萄球菌、大肠杆菌 O.157 等多种抗原抗体、ELISA 免疫检测试剂盒、胶体金快 速检测试纸条、免疫亲和柱以及基于碳纳米管材料的新型超灵敏检测传感器。

深圳国际研究生院何永红课题组研制了全自动血涂片显微成像仪，可以对血细胞显微结构成像、分类、计数进行分析，利用成像仪对血涂片细胞形态显微图像进行全自动化的大量采集，利用神经网络算法对这些高清图像进行半监督学习，进而识别新冠肺炎血细胞的特征，用于辅助诊断。 为了尽快将该项技术应用于新冠肺炎的临床诊断，研发人员与合作者已组织了临床实验，成像仪被应用于新冠肺炎患者血涂片检测并发现了“吞噬细胞变大、淋巴细胞减少、 破裂细胞增多” 异常变化，为新冠肺炎快速诊断提供了重要线索。

一、项目简介 智能计算MR成像主要是基于脉冲序列设计、成像、重建、处理与分析的全链路优化思想，利用人工智能领域的深度学习与大数据方法，研究新体制智能计算成像理论、方法与应用，突破现有系统将成像与分析分治难以兼顾的不足，从而为医学临床和科研提供新的、更快的成像手段、更好的成像质量以及更符合实际需求的成像模式。 二、前期研究基础 无 三、应用技术成果1）基于深度学习的信息保持压缩感知重建（左图为填零重建、右图为所提方法）

超高速流式成像分析仪是数字显微技术、微流体力学和图像处理技术的综合应用，用于自动分析颗粒或液体中的悬浮细胞。当样品流过检测区时，仪器会捕捉样品的影像，影像中的每个颗粒将被分析，生成关于颗粒的数量、尺寸、透明度、形态等方面的数据。也能用于实时分析颗粒的动态过程。形态分析软件还可用于分析特殊形态的颗粒，或者用于分离一些亚颗粒群体。该成像仪器利用高速重复频率的激光脉冲作为主动照明光源，利用时空频映射对成像区域进行频分扫描，该扫描完全利用光源本身的光谱特性实现，没有使用机械或电子的扫描装置，因此可以大大提升扫描成像的速度。目前实现了超高速成像仪的帧率可以达到1 百万帧/秒至 20 亿帧/秒的帧率，可以连续记录 10 万帧以上的影像数据，成像分辨率小于1 微米，可以连续观察非周期性的无规律的偶发事件。在应用方面，已经进行了超高速无标记流式细胞成像实验，可以实现对血液细胞当中的早期癌细胞（CTC）进行高精度高通量的筛查，成像通量超过 100 万细胞/秒，是目前常用的流式细胞仪的 1000 倍。另外，在高速气溶胶（PM2.5、PM10）成像机制上也进行了应用，可以实现气溶胶喷口速度在 10 米/秒的情况下进行颗粒成像，目前国际上还没有类似的仪器出现。因此，超高速激光扫描显微成像仪拥有传统检测仪器不具备的特殊功能，通过高速成像，获取传统仪器无法得到的信息，解决多个交叉领域的关键问题。