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生物与医药

生物与医药——成果案例


“健康果”甲醛浓度实时检测仪——生物医学工程技术研究所

由省产研院生物医学工程技术研究所传感创新中心周连群研究员和团队研发的“健康果”甲醛浓度检测仪和芯片(以下简称“健康果”)研制成功进入市场批量销售。 该产品被央视《新闻联播》报道。   甲醛传感芯片和系统项目是为关注空气和呼吸健康的消费者提供一款实用、快速、准确、价格合理的甲醛检测仪器。“健康果”采用了桌面电子表的造型,除了能够检测甲醛浓度,还有温度和时间显示,对甲醛最低检测限为0.01PPM,实时响应时间1秒,稳定测试时间小于30秒,超越绝大部分扩散式甲醛传感器(其他厂商产品大于1分钟)。其关键核心部件----甲醛传感芯片及模块的成功研制,弥补了目前市面上其他同类产品的检测精度不够、无法连续测试、预热时间久、稳定响应慢、校准时间长、进口仪器昂贵等不足。专业客户使用国际权威英国PPM公司甲醛检测仪(该品牌市场售价一万元以上)和“健康果”在室内、车内、封闭空间等场合的全方位对比测试,“健康果”表现出检测精度高、响应快、线性输出稳、连续周期短等优势。实验结果表明“健康果”的各项检测指标均达到国际水平。   目前, “健康果”产品和芯片现已进入批量生产和销售环节,华东地区多家科技型公司开始批量采购。“健康果”及其系列产品的面世,为国产高端传感器拓展了新的领域。下一代微型智能化甲醛实时检测模块和微型甲醛检测仪也已研制完毕,即将批量上市。


“复合肽营养米”引领高品质膳食走向百姓餐桌——食品生物技术研究所

配合营养米是方便主食的一种,因可以满足不同人群对于营养物质的需求而受到青睐。目前市场上的配合营养米品种主要包括 :降血糖营养米、谷物配合营养米、荞麦配合营养米等,均是利用现有的优势作物资源为原料,与大米进行复配,从而提供给米制品特殊的营养价值。 谷朊粉经酶解之后可得到抗氧化活性复合肽,它具有消除自由基、抑制或减缓氧化反应的特点。本项目以碎米和谷朊粉酶解物为原料,经原料复配、挤压加工,制得营养丰富的复合肽配合营养米,再经高温高压处理,真空包装或充氮包装制备出常温储藏的复合肽配合营养米。 该技术结合了食品挤压技术和蛋白质生物酶解技术。食品挤压技术是一种比较新型的食品加工技术,可用于生产多种类型的产品,生产效率高、使用经济、卫生,经过挤压技术处理的产品有利于长期储存,挤压在新型食品开发上得到较广应用。生物酶解蛋白生产肽也已较为成熟。本技术经专门研究,得到了外观、营养、食用品质较好的复合肽营养米产品。预计在中试和量产过程中,生产效果具有良好的可控性。该项目估算每千克产品成本约6元,售价12元,毛利6元(毛利率50%)。产品经运作、推广后,将获得显著的经济效益和社会效益。


从药渣中淘出来的“黄金”:中草药提取物GD-98多向性应用开发项目——医药生物技术研究所

甘草来源于豆科,属多种植物的根和根茎。长期以来只开发了甘草根直接用药(做为复方草药的一种成分)和甘草甜味素的药用等水溶性成分的药用价值,而其脂溶性黄酮成分几乎没有开发利用,大部分都是从废水废渣中流失,不但会造成环境污染,也是一种极大的浪费。 该项目从甘草废水废渣中提取的黄酮类成分光甘草定(GD),具有显著抗动脉粥样硬化、抗血栓形成及酪氨酸酶抑制活性,优于目前同类主流产品,其原料在因其良好的活性在美白市场上处于供不应求的状态,被誉为“美白黄金”。 该项目实施过程中的多个关键技术均为首创,已经基本完成生产工艺的研究,制订了较完善的工艺流程和关键技术参数控制点。完成了10批小试样品的制备,结果表明,生产得到的各批GD-98产品均符合规定,产品含量均大于98%,有关物质均小于2%。


高品质环糊精的开发及应用——食品生物技术研究所

环糊精(cyclodextrin,CD)称作环聚葡萄糖又名环链淀粉,环糊精的特征结构使其具有很多特别的性能,能与范围极其广泛的各类客体,比如有机分子、无机离子、配合物甚至惰性气体,通过分子间相互作用形成主客体包合物,从而对客体具有屏蔽、控制释放、活性保护等功能,因而广泛应用到医药和食品领域;同时利用环糊精空腔与客体分子空间尺寸的匹配性,还可用于各种异构体的分子识别,制备分离材料等。目前国内最常见的为β-环糊精,但其存在结构刚性,水溶性差等显著缺陷。 食品生物技术研究所研发团队,针对这些缺陷,开发了环糊精空腔扩腔技术、环糊精化学衍生技术、环糊精酶法衍生技术、环糊精聚合技术等,开发出高水溶性的系列高端环糊精产品,如γ-环糊精、大环糊精、麦芽糖基β-环糊精、羟丙基环糊精、环糊精高聚物等。


用于高尿酸血症和痛风的慢病监测系统——生物医学工程技术研究所

目前我国约有高尿酸血症(HUA)人数为1.2亿,约占总人口10%以上,且发病率呈逐年上升的趋势。人体长期处于高尿酸水平会大大增加痛风的风险,目前已经成为三高后的第四高,尿酸升高与多种疾病相关,如心脑血管疾病、高血压、糖尿病等。监测尿酸水平可以有效对HUA及高危人群进行早期干预,从而降低发病风险。 目前市场已有的手持式尿酸仪极少,而且一般采用电化学方法进行监测,但电化学存在指标受限,稳定性差等缺点,基于以上情况,项目组和三甲医院风湿免疫科开展合作,共同申请了科技部精准医学研究专项的高尿酸血症和分子分型研究项目,项目组在原有已经掌握的干化学光电比色技术的基础上,开发了小型的手持式尿酸检测仪,并针对家用环境对检测样本进行扩展,可以准确测量指尖血、尿液中的尿酸含量。


生物分子界面分析仪——生物医学工程技术研究所

生物分子界面分析仪及芯片,利用薄膜压电晶片实现生物分子界面分析,同传统细胞学检测方法相比,具有灵敏度度高、无标检测、操作简单迅速的特点,仪器的核心组件为具有自主知识产权的薄膜压电芯片,芯片和仪器关键技术指标均达到国际领先水平。 生物分子界面分析仪及芯片,是应用在生物生命分析领域中,实现对生物分子的分子相互作用、动力学研究、细胞吸附、迁移变化、药物作用与药物筛选、生物相容性、聚电解质膜层的组装等高灵敏度检测和分析。本技术采用独创的高灵敏度压电薄膜技术,并通过微纳加工技术实现薄膜化压电晶片的批量化制备,提高了生物分子分析仪核心传感单元产品化的成功率。此外,本项目组还掌握世界一流的高基波谐振频率用于小分子检测的专有技术。该传感器的检测限为0.04 nM,拥有良好的特异性,可重复性使用,并可用于实际湖水样本中微囊藻毒素LR的检测。作为薄膜压电材料在生物传感应用的先驱,周连群团队成功研制基于2微米厚薄膜压电材声波传感器,器件信号强度60 dB,可提高生物分子皮克每毫升级检测的灵敏度,用于蛋白质、脂质、聚电解质、高分子和细胞/细菌等与表面或与已吸附分子层之间的相互作用的研发。以上所述产品和专有技术是周连群团队多年的研发成果和积累,已经获得和申请了一系列专利,目前开发出双通道和迷你单通道2款仪器产品。


果蔬保鲜与加工技术——食品生物技术研究所

果蔬休闲方便食品,技术:真空冷冻干燥、真空油炸技术、面状远红外干燥技术、联合干燥技术、挤压膨化技术等。产品:枣片、芒果片、桂圆、莲籽脆豆、草莓、枸杞、木耳、香菇、早餐玉米粉等。 果蔬饮料/发酵饮料。技术:复合酶解技术、高效发酵技术、品质稳定技术。产品:高醇/低醇/无醇杨梅果酒、杨梅果汁、银杏蛋白饮料、荷叶茶饮料、槐米饮料。 果蔬功能产品。技术:微细化粉末直压技术、高效分离提取技术、超/亚临界提取技术。产品:玛咖压片、活性多糖、茯苓、翅果油等系列产品。 果蔬保鲜技术。针对果蔬采后贮藏、运输过程中容易出现的色泽、风味、质构和营养成分的品质劣变,以及生物和非生物安全危害等问题,研究贮运过程中果蔬品质和安全性变化规律和调控机制。技术:气调等物理调控果蔬保鲜技术、鲜切果蔬色泽和质构调控技术等。 果蔬腌渍技术。针对腌渍蔬菜在加工和贮藏过程中的色泽、风味等品质劣变问题,研究品质变化规律及品质保持技术。技术:腌渍蔬菜色泽调控技术、亚硝酸盐控制技术、风味调控技术等。


木质素高值化利用工艺技术研究——工业生物技术研究所

针对我国秸秆焚烧所带来的资源及环境等现实社会问题,以农林废弃物秸秆、传统生物炼制副产物木质素、及各类废弃塑料为原料,开展木质素增强型秸塑复合材料的研发与产业化。通过装备创新,设计研发新型秸秆类生物质连续化预处理装备及配套工艺;通过技术创新,建立基于“生物-化学”级联催化的木质素及秸秆的表面修饰技术及与塑料的相容改性技术;通过产品创新,开发系列新型木质素增强型秸秆/聚烯烃复合功能材料;项目的实施可有效缓解我国秸秆焚烧、森林资源贫乏、木材供应紧缺、废旧塑料“白色污染”带来的多重社会问题,同时为实现秸秆类生物质资源的高值化利用提供理论指导与技术借鉴。


输血五项检测试剂盒产业化——生物医学工程技术研究所

血液安全关系人民生命健康,临床输血感染乙肝(HBV)、丙肝(HCV)、艾滋(HIV)、梅毒(TP)及T细胞白血病病毒(HTLV)的现象已引起社会高度重视。特别是HTLV在我国东南沿海地区感染率较高,已被国家卫计委在试点省份增列为常规检测项目。目前,上述病原体检测主要采用ELISA方法针对单个指标检测。本项目采用多孔隙膜载体免疫斑点分析技术,开发一种快速、灵敏、五项联检的新型试剂盒,并实现产业化,确保临床安全输血。


血栓弹力图仪及配套试剂——生物医学工程技术研究所

血栓弹力图项目于2014年开始调研策划,目标是研制出适用于医疗机构进行凝血功能全谱检测的血栓弹力图检测系统。经过3年多的技术攻关,仪器及试剂的各项技术指标均达到了国际一流水平,达到可以实现成果转化的程度。2016年8月份武汉珞珈基因医学产业股份有限公司就此项目与医工所和项目研发团队进行深入交流,之后联合成立武汉中科和信生物技术有限公司(以下简称中科和信)。医工所通过苏州国科医疗科技发展有限公司将血栓弹力图仪及配套试剂项目的成套技术以排他许可的方式授权给中科和信使用,技术使用费500万。国科医疗公司将作为中科和信的战略合作伙伴为公司的发展提供技术支撑,后续研发的升级产品将优先转让给中科和信。


生物基聚氨酯——工业生物技术研究所

项目以地沟油等废弃油脂为基础原料,采用微流场技术,通过开发专属装备,成功开发了新型生物基聚氨酯多元醇,并实现了微流场技术在万吨级生物基聚氨酯多元醇规模化制造中的应用。相关技术已完成7000吨/年产业中试,项目一期3万吨/年生产线已完成土建,进入设备安装阶段;产品质量优良(首个可全替代石化聚醚多元醇的生物基聚氨酯多元醇产品,发泡所得聚氨酯硬泡保温材料的保温性能提升20%以上)、成本低廉(相较石化聚醚多元醇可形成50%左右的利润提升),技术绿色安全、成熟度高;已申报国内外专利14项,授权8项,发表相关高水平SCI论文5篇。


干化学分析仪及试剂片项目——生物医学工程技术研究所

干式化学分析仪项目于2010年开始调研策划,目标是研制和开发出适用于医疗机构快速诊断的干化学分析系统。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所承担干式化学分析仪的研发工作,经过4年的技术攻关,仪器的各项技术指标均达到了国际一流水平,达到可以实现成果转化的程度。 2014年10月份苏州分享投资有限公司就此项目与苏州医工所和项目研发团队进行深入交流,最终成立苏州国科华睿生物医学工程技术有限公司。苏州医工所通过苏州国科医疗科技发展有限公司以无形资产投资90万,占股份30%,同时国科医疗为国科华睿全程办理了工商注册、税务登记、银行开户、企业验资等事宜。

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