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高等教育领域数字化综合服务平台
基于新一代测序的生物信息云平台及其在科研和医疗健康领域的应用
1 项目简介本项目建立的生物云平台，以基于 Web 的方式提供服务，用户可以轻松快速获取服务，国内外普遍缺乏成熟的技术，标准和平台。我们首次把独具特色的机器学习模型预测算法与最新的高通量测序方法（ non-polyA RNA-seq） 相结合。我们的研究对象为长链非编码 RNA（ non-PolyA），目前国际上还很少有人通过高通量测序技术对疾病的 lncRNA 进行全面预测分析和功能分类。随着测序速度不断提高，测序成本不断降低，本项目将来可以发展为面向人民大众的个性化医疗服务的平台。 图 1 生物医学信息云平台的产业化方向 http://www.incrna.org图 2 生物医学信息云平台的应用程序一览 http://bioinfo.life.tsinghua.edu.cn/serve 本项目使用的核心技术“基于整合性生物信息云计算和新一代测序技术（ incRNA） 的非编码基因组疾病（如癌症）检测技术平台”已经通过软件查新认证（ 20121022044750914）。正在准备申请国家版权局软件著作权登记证书。2 效益分析（ 1）随着新一代高通量测序技术的发展，生物信息数据爆炸式增长，数据解读成为生物医学研究和临床应用的巨大问题，我们团队依托清华大学生命学院鲁志实验室在生物信息学，尤其是在 lncRNA 领域的技术专长开发的云计算平台将为广大科研工作和和临床用户提供可靠的数据分析云服务，提高他们的科研效率，为科学的发展做出贡献。 （ 2）我们团队通过与中国人民解放军总医院，上海肝胆医院等十多家临床单位的合作，将为鉴定癌症的早期诊断和药物治疗提供新的靶点，这不仅会增强中国基础临床科学的发展，通过临床应用还会为病患者带来癌症早期诊断、健康管理等个性化医疗服务，这将具有广泛的社会效益。 （ 3）通过我们打造高通量测序数据分析云计算平台和开展以癌症早期检测为主要内容的个性化医疗服务，将为中国培养一批高水平的生物信息数据分析人才，这将增强中国在生物信息学方面的实力。
清华大学
2021-04-13
一种采用核壳微胶囊生物反应器实现细胞高通量分选的方法
本发明公开了一种采用核壳微胶囊生物反应器实现细胞细胞高通量分选的方法。该方法采用皮升注射技术对封装有细胞的单分散性颗粒进行高通量包埋，制备具有核壳结构的微胶囊生物反应器，通过荧光分选技术对生物反应器中的细胞进行高通量分析和筛选。该微胶囊生物反应器的核相为具有良好生物相容性的高分子材料为细胞提供生长和增殖空间，壳相为具有稳定性的高分子材料可以增强微球稳定性，避免细胞的逃逸，可以实现细胞的长时间稳定培养，提高被测物浓度，同时允许荧光信号的传递和检测，实现对细胞的高效分析与筛选。
南京工业大学
2021-01-12
基于生物转化和膜谱技术制备植物源氨糖关键技术及产业化
以工业发酵柠檬酸的废弃玉米渣（含菌丝体）和食用菌工厂化栽培产生的大 量菌根、菌渣为原料，采用高效生物转化和膜谱分离技术制备新一代植物源氨糖 产品，具有高纯度、无甲壳致敏源、无腥味、无重金属污染的特点，能够促进关 节软骨恢复、缓解骨关节痛、辅助治疗骨关节炎，是重要的医药和功能食品原料。 项目申报专利 13 件，其中授权发明专利 3 件，授权实用新型专利 2 件；获得省高新技术产品 5 个；获国家星火计划 1 项、江苏省重大成果转化 A 类项目 1 项、国际科技合作计划（中以合作项目）1 项、江苏省重点技术创新计划项目 1 项江苏省绿色制造清洁生产及工业循环经济项目 1 项；获具有国际先进水平的省级鉴定成果 2 项；获中国发明创业银奖 1 项。项目实施应用单位建立了新型氨糖柔性生产线，生产的产品总量占国内生产总量的 20%以上，近三年来新增销售 11.3亿元，新增利润 1.22 亿元，税收 5088 万元，出口创汇 5947 万美元。项目解决了原料几丁质含量低、提取效率低、精制工艺难等瓶颈问题，提升了氨糖产业的技术水平和综合效益。
江南大学
2021-04-13
东南大学科研团队发现二茂铁基钙钛矿压电材料
在“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助下，江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室研究团队在分子压电领域取得重要进展，发现了首例二茂铁基钙钛矿压电材料。 有机无机杂化钙钛矿（通式为ABX3）由于其在太阳能电池、光电探测器、电致发光、压电等高新科技领域中可观的发展潜力而备受专注。在杂化钙钛矿领域，因其优异的结构多样性和化学可调性，涌现出了各种结构新颖和性能卓越的压电和铁电材料。然而，迄今为止报道的杂化钙钛矿压电体中，A位的成分几乎都是纯有机胺离子。自1951年以来，二茂铁的问世掀起了有机金属化学的革命。基于二茂铁的有机金属化合物由于其性能的多样性和功能的丰富性在纳米医学，生物传感，催化和氧化还原等领域具有广阔的应用前景。经过多年发展，二茂铁基有机金属化合物在铁磁和铁弹等领域也取得了重大突破。然而，基于二茂铁基阳离子的钙钛矿压电材料此前仍是一片空白。 在“铁电化学”理论（针对铁电体的分子设计原理）的启发和指导下，我们发现以二茂铁基组分作为阳离子来代替有机胺是可行的，并构筑了一类新型的二茂铁基钙钛矿压电材料：[（二茂铁基甲基）三甲基铵]PbI3 ((FMTMA)PbI3), (FMTMA)PbBr2I和 (FMTMA)PbCl2I。得益于二茂铁基阳离子的稳定性，通过阴离子骨架中的卤素调控使材料的性能得到显著提升，获得了与LiNbO3相当的出色压电性能并兼具突出的半导体特性。基于该材料所制备的压电能量收集装置展现了其优异的机电能量转换性能。这项工作为钙钛矿压电材料的研究开辟了新的篇章，将激发对二茂铁基钙钛矿材料的进一步研究。
东南大学
2021-02-01
人工关节软骨材料——半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体
北京科技大学材料科学与工程学院生物医用材料研究室研制开发的半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种新型医用生物材料，可用于人关节软骨的修复或替代。本项目成果属国内外首创，其应用和推广不但会产生100万元／年的经济效益，而且能带来巨大的社会效益。利用反复冷冻－融化法可将聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，缩写PVA）水溶液凝胶化而制成聚乙烯醇水凝胶弹性体（PVA hydrogel elastomers, 缩写PVAHE），由于其PVA结晶度为50％－60％，因此又称为半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体。1998年以来，这种人工关节软骨材料通过三次动物实验（共19个月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周围组织未产生任何炎性反应和退变。2000年6月至2001年10月曾在中国药品生物制品检定所动物实验室进行PVAHE生物学评价并通过产品注册检测。目前，已达到临床应用的水平。从1996年以来，本项目的研究和研制开发工作是在北京市自然科学基金（3962006）、国家自然科学基金（59775038）和北京市科技项目合同（954020400）资助下历时5年完成的。多年实验室试验和动物试验表明，半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种很有产业化前景的医用表面修复材料，它具有以下特点：（1）润滑性能良好（摩擦系数0.05，磨损系数小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）弹性大，强度高（压缩模量14MPa，压缩强度4MPa）；（5）能与宿主骨（软骨下骨）牢固连接（界面剪切强度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体的结构和性能非常接近于人关节软骨，其主要用途是在矫形外科手术中用于修复或替代关节软骨。典型产品为厚度2~3mm的平板状水凝胶弹性体（白色、不透明、触感类似于橡胶）。
北京科技大学
2021-04-11
新型连铸用耐火材料——浸入式水口、长水口和整体塞棒
北京科技大学荣源连铸耐火材料研究发展中心采用最新科技自主研制开发的新型连铸用耐火材料——钢包至中间包的长水口，中间包内的整体塞棒和从中间包到结晶器的浸入式水口。 本项目产品以市场为导向，特别开发了国内首创的使用无碳内壁浸入式水口和长寿命水口，将增加钢铁工业所需优质、节能、长寿和绿色型耐火材料生产量，满足洁净钢和高效连铸对连铸耐火材料要求。配套建设了最先进的生产线，产品技术性能领先，质量优异，在低成本的生产条件下产品价格低于进口同类产品，将在国内市场竞争中处于优势地位，同时可取代部分进口同类产品。本项目获得辽宁省科技进步一等奖。 新型连铸用耐火材料与连续铸钢工艺技术溶为一体，用于连续铸钢中钢水保护浇铸和控制钢水流量，其特点是要求材料高性能，属于耐火材料高技术领域。无碳内壁防堵塞浸入式水口用于洁净钢连铸中。
北京科技大学
2021-04-11
一种含稀土的氧化物红色发光材料及其制备方法
该项目（专利号：200410009747.x）涉及一种含稀土的氧化物在紫外线激发下发射红色荧光的荧光粉及其制备方法。该发光材料是一种化学稳定性好、发光亮度高、单色性好、成本相对降低的红色发光材料。 该项目含稀土的氧化物的红色发光材料的化学组成为（Y1－x－y－z Gd x Al y Eu z）2O3，其中0＜x ≤0.7 , x为基质组分Gd的含量；0＜y＜0.26, y为基质组分Al的含量； 0.02≤z ≤0.12, z为激活剂Eu的含量。含稀土的氧化物的红色发光材料是由Y2O3、Gd2O3、Al2O3和Eu2O3经1280℃高温灼烧，形成具有立方结构的（Y Gd Al Eu）2O3固熔体，因而具有化学稳定性好、发光亮度高、单色性好的特点，并且由于非稀土元素Al对稀土元素Y、Gd的部分取代，导致稀土元素用量减少，降低产品成本。 应用范围：主要在灯用荧光粉等三基色红粉中应用。
北京科技大学
2021-04-11
粉煤灰等固废耦合制备莫来石耐火材料新技术
北京大学工学院科研团队通过多年的研究，开发了具有自主知识产权的利用粉煤灰等工业固废制备莫来石耐火材料新技术。此技术的核心发明是通过研究粉煤灰、煤矸石、铝矾土等高温烧结过程中莫来石化的机理和莫来石化过程中晶粒的生长、聚集及网状结构的发展等显微结构变化，获得了粉煤灰等固废耦合制备莫来石复相耐火材料新技术。目前，该技术已进行工业示范。
北京大学
2021-02-01
共价有机框架材料可见光催化还原CO2的最新成果
CO2资源化利用不仅可以缓解温室效应引起的环境问题，而且还可以解决日益严峻的能源枯竭问题。以太阳光为直接驱动力的光催化还原CO2生成有机物是较为理想的途径之一，也是极具挑战性的前沿方向。含氮共价有机框架材料（COF）拥有良好吸光能力和电荷传输能力，具有高稳定性、高CO2吸附量、易于设计调控和修饰等优点，是一类非常有潜力的光催化固碳材料。我所通过胺醛缩合席夫碱反应合成了一系列具有相同结构不同官能团的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能团对该类材料光催化还原CO2性能的影响。结果表明，官能团的引入会影响TpBD的可见光吸收能力，改变其能带结构；与吸电子基团相比，该COF材料中的给电子基团更有利于光催化还原CO2的进行，其活性顺序为-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。结合各种表征技术，发现给电子基官能团可以增强该类材料的共轭效应，提高可见光吸收，加快光生电荷分离与迁移，进而提高光催化还原CO2活性。该研究不仅可以拓展COF材料的实际应用，还可以丰富光催化理论，对于CO2的固定转化具有重要的理论指导意义和实际应用价值。
浙江师范大学
2021-04-30
一种负电性蓝绿色固体荧光材料的制备方法及其应用
一种负电性蓝绿色荧光材料，是由四苯乙烯四苄溴和磺化杯[4]芳烃交联而成的一种无规聚合物，其构筑基元为四苯乙烯‑磺化杯[4]芳烃聚合物。本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种负电性蓝绿色荧光材料的制备方法及其应用，该负电性蓝绿色荧光材料对于4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶鎓碘盐分子有着极佳的吸附性能、四苯乙烯-磺化杯[4]芳烃聚合物不仅能限制4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶阳离子的分子内扭转并且可以和其发生高效的固态荧光共振能量传递，随着被吸附4-(4-(二甲基氨基)苯乙烯)-N-甲基吡啶阳离子的量的改变，在365nm紫外光照射条件下，荧光颜色由蓝绿色渐变为黄色至橙红色。
南开大学
2021-04-10