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項目成果/簡介:表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測等優點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫學檢測試驗系統。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫學檢測實驗系統。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優勢，而且符合 SPR 傳感系統小型化、儀器化的發展趨勢，為系統最終產品化奠定了基礎。目前已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發，以達到實用化。應用范圍:所開發的試驗系統已經達到了國際先進水平，申請專利兩項。產品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等，具有很好的應用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫學檢測分析系統的批量生產成本預計為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產品（瑞典 BIAcore 公司生產）的最低售價為 10 萬美元左右。可見，SPR 生物醫學檢測分析系統是一種高技術含量、高附加值的產品。 其次，SPR 生物醫學檢測分析系統中的傳感耦合部件因其進口成本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理，這樣可重復使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在200 元人民幣以上。本項研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生產的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術的研究成功，可以進一步降低使用成本；若能大批量生產，在成本很低的情況下，也可實現一次性使用。預計每個芯片的批量生產成本不到 50 元人民幣，售價如果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統的推廣應用，另一方面傳感芯片作為一次性消耗品，需求量極大，由耗材產生的利潤也是非常可觀的。 另外，我們還可以在此項研究的基礎上，進一步開發適合于藥物靶標、藥物開發、案件偵破、環境監測、食品安全檢驗以及興奮劑檢測等其它眾多領域進行檢測分析的系列產品，其巨大的經濟效益和社會效益是不言而喻的。

本發明公開了一種拋物柱面反射棱鏡耦合的表面等離子共振傳感器，包括光發射組件、光接收組件和用于接收光發射組件發出的光線并將其反射至光接收組件的光反射組件。所述的光發射組件沿光線方向依次設有光源、擴束鏡、準直鏡、濾光片和矩形光闌；所述的光反射組件由拋物柱面反射棱鏡和位于拋物柱面反射棱鏡的焦線部位的金屬薄膜組成；所述的光接收組件由接收光反射組件發出的光線的偏振分光棱鏡、用于接收偏振分光棱鏡發出s光的第一CCD陣列和用于接收偏振分光棱鏡發出p光的第二CCD陣列組成。本發明表面等離子共振傳感器結構簡單緊湊，光束匯聚準確，制作與調試簡便，有效提高了角度調制型表面等離子共振傳感器的檢測穩定性。

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測等優點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫學檢測試驗系統。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫學檢測實驗系統。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優勢，而且符合 SPR 傳感系統小型化、儀器化的發展趨勢，為系統最終產品化奠定了基礎。目前已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發，以達到實用化。

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測等優點，因此SPR傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于SPR技術的光機電一體化系統。 我校于1999年開始從事有關方面的研究，2004年底研制完成了第一套單通道SPR生物醫學檢

項目研究背景： 通過項目的研究將醫學上常用的成像序列做了優化， 使之能夠用于食品科學的研究，并進行了 NMR 輔助試驗系統的設計與制 造，完成了相關軟件的編寫，在國際上首次提出 NMR 狀態圖概念，在研 究中發現 NMR 狀態圖對食品儲藏過程中的化學反映的影響及最佳儲存溫 度有指導意義。 技術原理： T2 Mapping 圖的技術。 這部分工作是 NMR/MRI 技術在食 品科學研究應用的

基于導模共振效應的生物檢測系統是基于導模共振濾波器共振原理來進行生物樣品的檢測，具有高靈敏度，高分辨率等優點。主要是依靠檢測導模濾濾波器的共振峰值的移動來實現的，當生物分子附著導模共振濾濾波器，就會引起透過或者反射峰值的變化。通過檢測峰值的移動量可以分析出生物分子中抗原和抗體的結合度。

成果簡介：距離選通技術利用脈沖激光器和選通攝像機，脈沖發射和開啟成 像時間的先后分開不同距離上的散射光和目標場景反射光，使被目標場景反射回來的輻射脈沖剛好在攝像機選通開啟時間內到達攝像機并成像。利用激 光距離選通夜視成像技術，研制水下考察勘探成像觀察儀，實現對海洋、湖泊、水庫等的水下觀察、勘探和救援等。實現水下圖像的對比度增強，適合 深水或夜間使用，其觀察距離較裸眼遠 5-7 倍，較傳統攝像裝置遠 2-4 倍。 項

成果與項目的背景： 目前，一些熱力管線、石油部門采油現場由于泄漏的問題，每年造成國家資 產的損失十分嚴重。且微滲漏是大事故的預警。本項目為生產第一線的檢測現場 應用研發了一套輔助性地下管道巡線及檢測裝備。 研究建立了熱力管道周圍溫場分布模型，進行了從管道到地表的土壤層中溫 度梯度的研究。針對管道支路與滲漏檢測的生產第一線的迫切需要，設計了一種 專用的復合紅外熱成像儀，兼有管道走向指示及泄漏報警等功能。 81天津大學科技成果選編 技術原理： 依據目標和背景之間的溫度差異來探測識別目標，采用紅外熱成像法檢測這 些溫度異常，推測地下輸油管道的分布狀態，對地下熱力管道進行檢測，探知管 道走向以及是否有偷油支管，并能夠準確定位管道的分支點，為長期、慢速的泄 漏情況的檢測及準確定位提供了一種快捷、準確的檢測手段。該儀器由紅外鏡頭、 紅外探測器、成像電路、分析軟件、顯示部分和電源部分構成。本項目為便攜結 構，可以隨身攜帶，亦可以車載，便于實時觀察。 技術水平及專利與獲獎情況： 該成果經過天津市科委組織專家鑒定，鑒定結果為，該項目總體水平達到國 際先進水平。目前專利正在受理中，受理號為：200520025335.5。 應用前景分析及效益預測： 在現場應用方面：本項目為熱力及石油管線檢測現場提供了一種急需裝備， 大大降低了檢測成本，有效地減少了原油的漏失，節約了國家能源，提高了油田 的經濟效益，具有良好的經濟效益和社會效益。 在市場銷售方面：本項目研發儀器是一種新的地下輸油管道巡線及支路檢測 輔助設備，該儀器成本為 12 萬元人民幣，按每臺售價 20 萬元來算，其經濟效益 是可觀的。 在產品化推廣方面：本產品擁有自主的知識產權，可以形成工業產品在全國 油田相關部門進行推廣使用，具有廣闊的應用市場前景。 應用領域：石油行業及其相關領域。 產業化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）： 主要部件需要進口，加工設備和廠房面積要求不高，投資規模在 200 萬左右， 預計產品化后的銷售額為每月 20~40 萬左右。 合作方式及條件： 技術轉讓或者技術合作，共同開發銷售并利潤分紅。 13 光纖周界安全檢測儀 14 分布式光纖管道安全預警系統 82天津大學科技成果選編 15 葉片振動測量系統 16 大型儲罐罐底腐蝕聲發射檢測技術

　　針對國防、遙感、智能交通、水下勘探等領域穿透云雨霧霾等渾濁介質清晰成像難題，提供一種基于光場成像的計算成像技術。在50 m成像距離處，標準靶標常規成像最高對比度不超過0.1的情況下，實現分辨率高于512×512，對比度不低于0.6的成像效果。為國防、遙感、智能交通、水下勘探等領域環境監測、目標識別等奠定理論和技術基礎。 　　本項目研究團隊長期從事精密光電測試及成像理論和技術科研工作。在國防基礎科研等項目支持下，深入研究了微光成像、紅外可見光融合成像、相位成像、光場成像理論和方法，并基于上述理論研發了微小型成像系統樣機，在地面、空中蹬不同微小型平臺得到應用；與美國加州大學伯克利分校研究團隊合作，解決強散射介質條件下無法清晰成像相關的技術難題。先后獲得國防技術發明獎三等獎2項，授權國家發明專利20余項，發表學術論文30余篇。

項目簡介 一種新型線粒體靶向性熒光成像劑可用于細胞內銅離子的檢測。該成像劑微溶于水， 具有良好的脂溶性和細胞滲透性， 較低的細胞毒性的特點，它在溶液中顯示淺黃色，在 590 nm 有較強的熒光發射，能進入 HepG-2 細胞顯示綠色熒光成像（如圖）。此外，該化 合物在溶液中能與銅離子形成 1:1 的絡合物， 而導致熒光顯著變化，可用于活體細胞中 在其它金屬離子存在的情況下檢測 Cu2+， 銅離子檢測限度達到 0.01μM。 金屬銅離子在 體內聚集，是產生神經退行行疾病的重