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

        对于难降解工业废水的处理，单独催化臭氧氧化技术存在臭氧剂量大、气体回收难、出水毒性高等问题，而单独生物降解处理难降解有机废水周期长、设备成本高。催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合工艺则将按序进行的催化氧化装置和生物挂膜装置两个处理单元合并，利用催化臭氧技术提高难降解有机废水的可生化性，同时采用生物膜技术减少后续处理成本，能够实现低成本提高COD、色度和浊度去除率的效果，同时降低出水毒性，减少环境生物风险。

利用自主筛选、鉴定和保藏的一株产精氨酸脱亚氨基酶（ADI）的恶臭假单胞菌 CGMCC1347，通过发酵培养其微生物细胞，用于转化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 发酵罐发酵 20 小时产酶活力达到 2.17U/mL。采用卡拉胶等凝胶包埋固定化细胞反复分批转化 10 次，酶活力不减。用固定化细胞固定床反应器进行连续转化，连续 30 天以上，连续 30 天 mol 转化率稳定在 90-99％，30 天平均稀释速率 D=0.0735 h-1，固定床反应器生产效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化细胞生产能力 0.0108 g h-1 g -1。本技术的特点是高产精氨酸脱亚氨基酶（ADI）的恶臭假单胞菌菌株能高效转化精氨酸生成 L-瓜氨酸，对底物总摩尔转化率高，转化后的产物纯度高，作为生物催化剂的微生物细胞易于培养且安全无毒，生物转化反应条件温和，环境友好。固定化细胞可反复利用多次，或装柱连续转化。 

丙酮酸是一种重要的有机酸，广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中，微生物发酵法生产丙酮酸具有低成本、高质量等优势。本研究室在自行选育的四重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母 CCTCC M202019 的基础上，从代谢能力、鲁棒特性和环境适应性等入手，阐释了影响 T. glabrata 高效积累丙酮酸的关键因素。提出并实践了全局高效调控 T. glabrata 代谢功能的新方法。 

衣康酸是一种不饱和二元脂肪酸。由于衣康酸具有特殊的化学结构，决定了它具有十分活泼的化学性质,既可以自身聚合,也可以和其他分子发生加成、聚合等化学反应,是一种应用前景十分广阔的化学合成中间体，广泛应用与化工、医药、农业等领域，被誉为有机酸领域中皇冠上的宝石。本研究通过诱变和高通量筛选获得一株高产衣康酸的生产菌株。

本发明公开了一种制备血管内皮细胞的方法及其专用试剂盒。所述试剂盒含有培养液II和培养液I；培养液II包括血清白蛋白、转铁蛋白、维生素C、亚硒酸钠、VEGF、bFGF和不含血清的基础培养液；培养液I包括血清白蛋白、转铁蛋白、维生素C、亚硒酸钠、BMP4、GSK3抑制剂和不含血清的基础培养液。实验证明，采用本发明提供的制备方法可以获得血管内皮细胞，且该制备方法使用的培养液不仅能够使人多能干细胞快速高效的分化成血管内皮细胞，而且化学成分确定、无动物源蛋白、无胰岛素添加。

本发明公开了基于纳米抗体检测甲萘威残留的ELISA试剂盒及其应用，所述试剂盒包括盒体、设在盒体内的酶标板以及试剂；其中，酶标板的每个孔包被有甲萘威包被抗原，所述试剂包括抗甲萘威纳米抗体、甲萘威标准溶液、酶标记的二抗、缓冲液PBS、洗涤液PBST、底物液、显色液和反应终止液等。检测过程中，酶标板孔壁上吸附的包被抗原和待测甲萘威相互竞争与抗体反应，通过显色反应观察结果。检测已知浓度的甲萘威并绘制标准曲线，可以推算出待测甲萘威的浓度。本发明的优点是能准确灵敏地检测水、蔬菜中甲萘威残留，样品的前处理过程简单，耗时少，能同时检测大量的样品，样品检测成本远低于传统的仪器检测方法。

1 成果简介本项成果针对目前全球共同关心的肿瘤、传染病、内分泌等重大疾病快速检测问题，建立相关疾病诊断所需的高灵敏度化学发光免疫分析新方法，研制了一系列可用于临床分析的化学发光免疫分析试剂盒。 所建立的方法操作简单，线性范围宽，成本低，可以实现大规模的样品调查和筛选。本项成果包括基于磁颗粒的多种标志物的快速联合检测技术，研制高通量、 快速临床诊断试剂盒和全自动化学发光免疫分析仪的关键装置。可以实现肿瘤、传染病、内分泌等系列化学发光免疫分析试剂的产业化。研究成果已部分应用于临床检验。2 应用说明微板式磁化学发光酶免疫分析（ MMCLEIA）方法。以磁性微粒子为载体，采用磁性微粒子表面包被技术和免疫反应的特点，以磁性酶免疫测量分析为模型，建立了微板式磁化学发光酶免疫分析法。能够较好地应用于血清以及尿液中不同生物标记物成分的分析。 用改良的戊二醛交联法完成碱性磷酸酶（ ALP） 对抗体的标记，所得酶结合物保持了单克隆抗体的免疫反应性和酶的催化活性。 采用 4-甲氧基-4-（ 3"-磷酰氧基苯） -螺旋-（ 1， 2-二氧杂环丁烷-3， 2'-金刚烷（ AMPPD） -碱性磷酸酶（ ALP） 化学发光体系，并以异硫氰酸荧光素（ FITC） 和 ALP 分别标记疾病标记物的单克隆抗体。在溶液中形成 FITC 标记抗体-抗原-ALP 标记抗体的免疫夹心复合物后，引入偶联 FITC 抗体的微米级磁性微粒子作为反应体系的分散固相，并最终形成双夹心免疫复合物。在反复施加磁场的作用下，通过洗涤将没有结合的游离蛋白与免疫复合物分离，实现对待测抗原的测定。 这一技术可以应用于肿瘤标记物的检测。3 效益分析化学发光免疫分析由于其高灵敏度、快速、高通量等特点，可以应用于生物样品的快速检测，在临床检测、环境分析以及食品安全分析等领域一直受到人们的重视。本研究成果及专利技术均从实际需要出发，不需要繁杂的样品前处理，就可以更方便地检测出人体或者环境生物样品中相关物质的含量，这种技术可以用于日常生产和生活中，对人类和动物的身体健康、维持全球生态平衡等方面具有很大的意义。微板式磁性微粒子化学发光免疫分析新技术的开发不仅为肿瘤、传染病等重大疾病诊断与预防提供强有力的检测工具，对于发展其他疾病诊断技术和环境雌激素类化合物的检测也将起到重要作用。因此化学发光免疫分析技术的发展拓宽了免疫分析的应用领域，具有广阔的市场前景和非常可观的经济效益。4 合作方式技术转让或合作开发， 商谈。5 所属行业领域医疗卫生。

已有样品/n猪肺炎支原体间接ELISA抗体检测试剂盒及应用。　　成果简介：本发明用原核表达纯化的猪肺炎支原体主要免疫原性膜蛋白P46和P65作为包被抗原，建立ELISA方法，并进一步组装成试剂盒。具有特异性强，灵敏度高，检测时间短的特点，能够及时、快速、大规模的监测临床上的猪肺炎支原体抗体，确定猪群感染动态，采取时效性强的药物预防或免疫预防或管理措施。　　应用前景：本发明的试剂盒能直接对猪肺炎支原体进行检测，具有特异性强，灵敏度高，检测时间短的特点；操作简单易行，不需由专业人员操作；其稳定性好、保存

研发阶段/n本成果通过对泰乐菌素小分子的改造，合成了人工免疫原和包被原，首次制备出高效价(1：128000)的特异性单克隆抗体，建立了猪肌肉和肝脏组织中泰乐菌素和替米考星多残留检测ELISA方法。以上述方法为基础，在国内外首次研制出同时检测泰乐菌素、替米考星在猪肌肉和肝脏中残留的ELISA试剂盒。通过与HPLC法的比对试验、动物残留试验，并经多家检测机构和研究单位的复核和应用，结果表明该试剂盒技术参数能满足对这两种化合物残留监控要求，适用于泰乐菌素和替米考星多残留的快速检测。整体技术指达到国际领先水