通过对QCM（石英晶体微天平）技术和检测标的物的化学特性的研究，课题组成功研制出一种基于石英晶体微天平（QCM）的生物医学农业等多领域快速低成本检测技术新型自动检测系统。课题组与中国农业科学院和四川大学生物治疗国家重点实验室建立了良好的长期合作关系。所研制的系统已经在中国农业科学院和四川大学生物治疗国家重点实验室的配合下完成了测试和实验，拿到了大量实验数据资料，完成了系统效能评估。经过实验得到数据说明了课题组研制的测试系统具有实时性好、分辨率高、成本低、体积小、操作方便等优点。该测试系统的检测精度可以达到纳克级别。

一、所属领域 人工智能，精密自动化，生物分析与检测，环境微生物检测，工业微生物检测，细胞组织分析检测。 二、项目介绍 1. 痛点问题 微生物的识别、计数和定性分析一直是食品、医药和生物行业的重要一环。传统的人工检测方式劳动强度比较大，且检测主观性强，标准难以统一，计数和检测结果不准确；在对环境的微生物监测中，人工方法只能做到抽样检测，无法做到持续性检测。 近两年行业巨头们（如GE，安捷伦，赛默飞等）开始推出图像识别技术的微生物检测设备，其结果来自直观影像，分辨率高，操作难度低。但是这些设备目前采用的光学显微镜倍数都在800倍以下，只能进行计数，如果要完成相关定性分析，需要在800倍以上的放大倍数获得单细胞微生物的清晰图像（如酵母菌，大肠杆菌）。但800倍放大倍数对应的有效视场只有200微米*200微米，对计数和活性统计分析又不具备足够的采样数量。目前国内外设备均没有解决好这个问题，对微生物进行定性分析的准确率低，无法满足市场需求。 2. 解决方案 本项目针对微生物和细胞活体检测中缺乏有效参照物的技术难点，根据显微扫描设备的结构，将全景化视域重构技术和微米级电机结合，解决了镜头大幅平移过程中的自动对焦难题和微生物溶液动态环境中的影像拼接难题，在保证1000倍放大的基础上，获得的有效视场增加到10毫米*10毫米的范围；再通过自动化图像采集和拼接，得到完整的微生物图像；然后结合传统的图像分割以及深度学习图像识别的优势，小样本高精度动态完成微生物的类型识别，计数，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 竞争优势分析 与国内外的主流检测设备对比，本项目技术优势主要体现在： 1）独创的微生物影像全景化视域重构技术，实现0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大视角； 2） 解决微生物影像领域小样本智能识别和智能检测的难题； 3） 检测目标、检测内容、检测流程和逻辑可通过自然语言定制，提高设备功能通用性； 4）计数准确率超过人工计数，准确率超过国内细胞计数仪器一个数量级； 5）第一台按照国家微生物计数检测标准开发研制的微生物计数仪。 本项目的第一代产品样机与国内外同类产品对比，主要性能优势和技术优势如下： 在食品行业，本项目获得了青岛啤酒北京密云分厂的啤酒原液和相关酵母菌种，针对生产用酵母菌采集了大量实拍图像数据，优化后的酵母菌计数和出芽率算法识别率均在95%以上。 4. 发展规划 按照三步走的方式来设定发展规划： 1）基于全景化视域重构技术，构建第一代检测仪器，首先进入门槛最低的食品微生物检测市场，对啤酒和发酵乳企业提供酵母菌检测计数技术和设备； 2） 利用已有技术积累，进入环境微生物检测和高校实验室市场； 3）最后以食品和环境检测市场为根据地，进入门槛最高的生物医药检测市场，提供微生物检测和组织检测的相关设备。 5. 知识产权情况 已申请3项专利。 三、合作需求 1）寻求500-800万元天使投资； 2）寻找高校研究所，食品工业和环境检测领域的客户、渠道伙伴； 3）寻找生物医药，医学临床领域的客户、渠道伙伴和产品测试环境。 四、团队介绍 科研团队： 1）周悦芝 博士 清华大学计算机系研究员，项目负责人，在边缘计算和深度学习等领域有丰富的开发经验和杰出的研究成果，在面向医学影像的AI图像分析方面曾发表多篇论文，申请或获得多项国家发明专利。 2）黄权伟 清华大学计算机系硕士，负责图像分割及细胞识别等相关算法研发。 3）梁志伟 清华大学计算机系硕士，负责深度学习算法加速研究和实现。 五、联系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果编号：20230055

一种超声波生物处理运行的执行终端超声波频率检测方法，它是在超声波电源的输出变压器副边，增设绕制电压检测线圈，用以检测电压频率；对谐振电感器增设副边，在该副边绕制电流检测线圈，用以检测电流频率。电压检测线圈的同名端和异名端分别作为电压信号接线端子和电压信号始端接线端子，接入检测信号处理电路。电流检测线圈的同名端和异名端分别作为电流信号接线端子和电流信号始端接线端子，接入检测信号处理电路。经检测信号处理电路产生电流波形上升沿过零脉冲信号，再经处理产生电流周期信号输出，由数字信号处理芯片DSP的数字信号处理功能，计算出超声波频率数据输出，并进行控制处理。

一、利用分子遗传技术预测作物杂种优势：利用分子遗传距离确定亲本间亲源关系，预测杂种优势强的可能亲本组合，加速育种进程、减少育种中的盲目性、多出优良新品种。/line二、作物优良基因标记及分子辅助育种：利用特殊的分子标记，对作物的优良基因进行标记，并通过分子聚合育种技术，将重要的优良基因组合到新组合中，选育出优良品种。

产品详细介绍Varian的分子泵具有前级耐压高的特性，适用于10－10-10毫巴的真空环境。Varian的分子泵主要具有以下显著优点：1. 丰富的产品范围：覆盖所有可能的应用及市场各个层面。2. MacroTorr专利技术：抽气量最大化；将前级耐压能力提升到18 bar；压缩比提高数个数量级。3. 整体加工的转子：每个转子都用单独一块铝合金加工而成，重量最小化；分子泵可以在360度范围内以任意角度工作而无需任何调整，降低了作用在材料和轴承上的压力。4. 高可靠性，免维护的陶瓷轴承：无油，无污染；平均无故障时间大大增加。内置控制器可用采用导航控制：简单并节省空间的配置；导航软件可以轻松地进行远程控制和监控。

一、成果简介 本项目针对当前我国城乡大量存在的市镇污泥，采用环境生物技术，开展好氧堆肥发酵快速处理，实现废物的循环利用，对于保障生态环境，推动有机固体污泥的资源化利用以及生物有机肥企业的发展，有着重要的意义。项目解决了传统污泥堆肥中堆肥时间长、养分损失大、臭味控制难以及规模化工业化生产水平落后等问题，堆肥周期从已往的35-45天缩短到10-15天，堆肥养分损失减少了30%以上，堆肥臭味得到明显控制，有关成果已授权专利4项，达到国际先进水平。

 乙肝病毒是我国肝炎、肝硬化与肝癌的主要原因。本项目率先提出利用纳米粒子的特殊效应来解决病原体侦检的灵敏度、特异性与通量的关键技术问题，对实现这些病原微生物早诊断与疗效监测具有十分重大的意义。  通过本项目实施，取得了如下创新成果： 1. 研发了磁性纳米粒子与量子点标记的层析芯片，研制了对磁信号与光信号进行定量检测的层析芯片阅读仪，实现了抗原或抗体的定性、定量多指标同步检测； 2. 建立了量子点标记荧光偏振技术，筛选出3 个HBV sAgB 细胞表位；筛选出一对前S1 区小鼠源单克隆抗体HB1 与HB3，研发前S1 区的酶联试剂盒；建立了唾液诊断乙肝的方法； 3.研发了巨磁阻抗效应结合微流控芯片基础上HPV 病毒快速分型方法；利用巨磁阻效应结合微流控芯片与等温PCR 扩增技术，研制出便携式肝炎病毒快速基因分型系统； 4. 研发了组合式毛细管基因芯片，实现了多群耐药突变与基因分型检测。 获发明专利授权25项，计算机软件著作权3 项，医疗器械证书3项；教育部成果鉴定结论为“总体达到国际先进水平，基于纳米技术的乙型肝炎诊断新技术方法与传感器件达到国际领先水平”。获中国电子学会技术发明二等奖。  应用情况：产品在全国数百家医院获得应用。成果对于提高我国病原微生物诊疗水平、推动纳米医疗器械产业具有重大意义。

主要创新性成果包括：发现鱼类GH分泌活动受多种神经内分泌因 子的调控，其中促性腺激素释放激素（GnRH）、促甲状腺素释放激素（TRH）、多巴胺及其激动剂等都 能刺激GH分泌，而生长抑素（SRIF）则抑制GH分泌；发现刺激GH分泌的神经内分泌因子等通过口服途 径能显著促进GH分泌和提高鱼体生长速率，且这些因子共同使用，其叠加作用产生的促生长效果更为显 著；构建了斜带石斑鱼等鱼类cDNA文库，克隆了生长激素（GH）及其受体，类胰岛素生长因子Ⅰ、Ⅱ （IGF-Ⅰ，IGF-Ⅱ）及其受体，脑垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP）、神经肽Y(NPY)、生长素释放 素（ghrelin）等生长相关功能基因；研制了基因重组GH，采用投喂方法证明它能为鱼消化道吸收而促进鱼 体生长。

项目成果/简介:观测活细胞内生物大分子的动力学过程和信号小分子对生物大分子的调控作用对于探索生理病理新机制及疾病治疗新方法具有重要的科学意义。 我校物质科学与信息技术研究院张忠平课题组（张瑞龙、田肖和、韩光梅、刘正杰），针对上述关键科学问题，通过设计一系列多响应、多重定位的新型光学探针，实现了活细胞内信号分子对蛋白/酶活性的调控以及遗传物质动力学的分子影像分析，在理解细胞内生物分子动力学领域取得了重要科学发现。代表性进展主要包含：（1）气体信号分子对细胞内酶活性的调控； (2）膜穿透性碳点对活体内DNA和RNA结构及动力学的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧调控线粒体核蛋白动力学；（4）超分辨STED和电镜关联成像对细胞微管蛋白超精细结构的分析。 上述进展解决了生物探针对细胞内多种组分和细胞器的特异性识别问题，不仅有效避免了荧光光谱的重叠，还同步结合电镜对生物大分子精细结构的进行研究，为我校双一流学科生物医学探针和成像方向再添新成果。

项目采用光致异构化合物通过酰胺共价键链接于具有纳米间隙阵列的二维单层石墨烯的间隙形成光致异构化合物-石墨烯单分子器件；采用生物分子链接构建了单分子生物传感器；利用有机半导体小分子构建了性能可靠的2-3纳米单分子场效应晶体管。当单个光致异构化合物被桥接于具有纳米间隙阵列的二维单层石墨烯之间的纳米间隙时，它们具有可逆的光控开关功能和电控开关功能；当生物分子桥连石墨烯电极时，它们具有单分子DNA精准测序的功能；单分子场效应晶体管目前是国际上最小的晶体管，有望为器件微小化产生芯片集成核心技术。