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基因編輯新型底盤工具Cas12i和Cas12j的發掘
利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農業生物中驗證了基因編輯的靶向剪切活性，達到產業應用的基本要求，為我國基因編輯產業化安全提供了重要保障。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
基因編輯技術的核心是底盤核酸酶（Cas9、Cas12a、Cas12b），核酸酶的原始核心專利被美國等少數國家所壟斷。這些底盤核酸酶的多個核心專利已經在包括中國在內的許多國家獲得授權。因此，我國農業生物基因編輯技術在產業化方面有受制于人的風險，必須研發出具有我國自主知識產權的核酸酶，打破國際專利壟斷。中國農業大學國家玉米改良中心積極開展具有自主知識產權的新型底盤核酸酶發掘。2017年以來，研發團隊從微生物宏基因組中發掘了一系列核酸酶，申報了14項國家發明專利。其中，Cas12i（專利號ZL201980014560.3）和Cas12j（專利號ZL 201980014005.0）兩個基因編輯核酸酶已于2021年獲得中國及中國香港地區的發明專利授權，并向美國、日本、歐盟等14個國家或地區提交專利申請。已經利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農業生物中驗證了基因編輯的靶向剪切活性，達到產業應用的基本要求，為我國基因編輯產業化安全提供了重要保障。目前，兩個專利已經以排他性的方式許可給山東舜豐生物科技有限公司。
中國農業大學
2022-08-15
核酸單分子熒光圖像測序智能檢測技術
深圳國際研究生院張盛副教授團隊在已開展的核酸測序方面的專用圖像傳感元器件關鍵技術基礎上，提出了“基于單分子熒光圖像測序的冠狀病毒核酸智能檢測技術”重大攻關項目研究方案。課題組通過遠程網絡討論與協作等多種方式，組織了相關學科的專家多次進行技術研討，并與深圳市行業內的權威機構合作，在兩周內快速進行原理論證，形成技術方案，完成智能檢測裝置的原型結構設計及前期研究準備工作。 項目致力于開發具有核酸智能檢測能力的低成本嵌入式物聯網設備，為公共衛生防疫事業提供更加有力、且具備“提前生產、快速部署、分散檢測”特點的新型核酸檢測的解決方案，有望實現未來冠狀病毒傳染事件中基因序列的快速發布與潛在感染者的本地化核酸檢測能力快速部署，幫助醫護人員和民眾在家庭或社區對感染或疑似患者進行現場篩查，減少潛在感染者的聚集與交叉感染，快速實現核酸檢測層次的確診檢驗與病癥初篩，助力疫病防控和公共衛生領域戰略科技力量的提高和儲備。
清華大學
2021-04-10
量子點熒光探針快速檢測生物活性分子
完成人簡介：樊君，西北大學教授，西北大學化工學院副院長， 陜西省化工過程實驗教學示范中心主任，指導博、碩士生研究方向包括反應工程、碳一化工、納米材料、分離工程、精細化工產品開發研究等。
成果內容：基于量子點的熒光探針分析對推動即時檢測（POCT）技術的發展具有十分重要的意義。本項目以制備功能型納米熒光探針為主，主要包括量子點熒光探針（QDs）和稀土摻雜上轉換納米顆粒（UCNPs），并利用制備的熒光探針實現了對生物活性分子的定量檢測。項目設計了基于熒光共振能量傳遞（FRET）的QDs熒光探針和基于CuMn雙摻雜的ZnS QDs比率熒光探針，分別實現了對生物活性分子多巴胺和葉酸的定量檢測（圖13），結果表明所制備的探針具有較高的選擇性和靈敏度，項目成果將為醫學檢測和POCT技術提供技術支持。
不同反應時間得到的CdTe量子點在紫外燈下的實物圖及其吸收和發射光譜
成果優勢： 量子點(quantum dots，QDs)是指顆粒半徑小于激子波爾尺寸半徑的納米晶粒，屬于三維尺度限域的零維納米材料，其尺寸一般在10nm以下。QDs有許多顯著地光學性質：優良的抗光漂白能力； 較寬的吸收光譜；發射光譜窄；較大的斯托克斯位移(Stokes shif)。
成果成熟度：中試階段。
轉化方式：技術轉讓等。
市場展望：本項目的研究結果對提高疾病診治水平，推動醫學科技前沿發展，形成經濟新增長點，帶動大健康產業發展等都將具有十分重要的意義。
西北大學
2021-05-11
3D打印高分子材料
FED是目前在研的幾種平板顯示器中的一種，也是唯一能夠保持 傳統陰極射線管顯示器（Cathode Ray Tube Display，簡稱CRT）高顯示 質量的新型平面顯示技術。在家用電視機、電腦顯示器、車用顯示器、工業監視器、 醫療儀器設備、軍事、航天等領域有重要應用前景。特別是FED具有比現有的平板顯示技術更高的抗惡劣 環境的能力，在軍事、航天等方面有重要的應用前景。針尖型冷陰極的FED制作成本昂貴，而采用納米線 冷陰極，具有制備方法簡便、電學性質可控等優點。 本技術成果采用自組織生長納米線冷陰極結合微加工薄膜工藝制作高分辨率的FED，在納米冷陰極可 控生長及其柵極微結構集成、納米冷陰極FED器件封裝等關鍵技術取得突破。掌握了從材料、器件結構、 制作工藝到驅動技術的完整的知識產權體系，自主建立起納米冷陰極FED的整套工藝線及其工藝。本技術 成果在大面積玻璃襯底上實現了高精細定位生長納米冷陰極；研制出可用于高分辨率FED的柵極結構納米 冷陰極電子源陣列；開發出了納米線冷陰極FED器件的真空封裝技術；建立起納米冷陰極FED工藝流程； 研制出柵極結構納米冷陰極FED樣機。
中山大學
2021-04-10
隔音降噪輕質高分子復合材料
利用微層共擠出技術制備高分子材料層和發泡層交替排列的層狀材料，該材料具有以下特點：（1）層數可以調，最多可達到2000多層；（2）高分子材料層和發泡層的厚度比可調；（3）由于高分子材料層和發泡層的模量差異較大，因此聲波會在層狀界面發生反射，并且層狀界面數量越多，反射的聲波越多，起隔音降噪作用；（4）由于發泡層的存在，因此材料的整體密度不高，并且密度可調；（5）層狀結構的協同作用導致材料的力學性能優異。
四川大學
2021-04-11
類分子篩鍺酸鹽的前沿應用
一、項目簡介類分子篩鍺酸鹽的出現大大擴展了開放骨架結構的研究領域, 由不同多面體組成的一級結構單元為骨架結構的搭建提供了多樣性。以新的聚集體Ge10O24X3 (Ge10) 組成的SU-M（Ia-3d）和手性三維孔道的SU-MB（I4132）是目前為止所報道的最低骨架密度和30-元環的介孔尺度通道（大于20 ?）的三維鍺酸鹽結構材料(Zou X.D.,et al Nature 2005, 437, 716-718.)。將孔道中的有機胺去除并通過硅、鋁修飾后，不但可以加強其熱穩定性能，還可以調節表面酸性，它們的高比表面和介孔（手性）孔道的特性將會在吸附、儲氫和催化工業等方面有良好的應用。目前，該材料的熱穩定修飾和離子去除工作正在進行中[15th 國際分子篩會議（北京2007）]。SU-M 中Ge10O24(OH)3 簇的聯結結構圖。二、市場前景傳統的硅鋁分子篩因其材料和元素的局限性導致其骨架結構目前只限在微孔（小于20?）尺寸，從而不能夠滿足更多的特定用途。而表面活性劑合成的介孔氧化硅材料，雖然有規則的介孔尺度的孔道結構和很高的比表面，但其孔墻骨架基本上是無定形的，水熱穩定性差。設計合成開放骨架化合物則有望解決前二者的不足，所以，合成新的開放骨架氧化物材料，使孔徑、孔容增大、骨架密度減少，已經是一個在催化、儲能（尤其是氫能）、吸附和分離等方面有重要應用價值并具有挑戰性的研究課題。三、主要設備及投資簡單水熱裝置、設備， 反應釜、 烘箱、培燒爐等。投資在一千萬左右。四、效益分析中孔骨架結構鍺酸鹽具有良好的催化、儲能（尤其是氫能）、吸附和分離等應用前景，在投入市場一年后，將取得投資額5-10倍的經濟效益。五、合作方式面議。項目負責人：任鐵真聯系電話： 022-26564909
河北工業大學
2021-04-11
單分子場效應晶體管
通過施加柵壓形成有效的雙電層靜電場，以此構建出石墨烯基單分子場效應晶體管。具體從電化學窗口以及正負柵壓下雙電層的對稱性等方面考慮，篩選了一種陰陽離子尺寸匹配的離子液體（DEME-TFSI）；這種離子液體柵的雙電層厚度約為0.75 nm，能夠在較小的柵壓范圍內產生強的靜電場，從而有效地調控分子的能級。由于離子液體的凝固點較低 (~180 K)，可以實現較大溫度范圍內連續的柵壓調控。
北京大學
2021-04-11
基于MOFs材料的生物大分子封裝
提出一種半胱氨酸增強的仿生封裝策略，可快速、高效地將不同表面化學性質的蛋白質和酶封裝在MOFs內。這種增強的封裝策略靈感來源于生物體內金屬巰基蛋白對金屬離子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白質形成類似于金屬巰基蛋白模型的自組裝體可促進金屬離子在蛋白質周圍富集，加速MOFs的預先成核 。研究發現封裝的蛋白質和酶可維持其自然構象，而MOFs保護層對酶的緊密結構限制作用可大大提高酶在極端環境下（e.g. 水解試劑、高溫和化學溶劑等）的生物活性。最后，這種仿生的封裝策略在生物儲存、酶級聯催化和生物傳感等多方面的應用也得到驗證。
中山大學
2021-04-13
分子結構解析與安全液體儲氫
利用一束高強能量的飛秒中紅外光激發反應體系里催化劑的一個振動，然后用另外一束超寬頻的飛秒光探測這個振動的激發對反應物上所有振動頻率的影響。通過掃描激發頻率，催化劑上的任意振動激發對反應物的振動頻率的影響就被直接測量下來。利用簡單的物理原理，這種振動的相關性可被定量地轉換成化學鍵與化學鍵之間的夾角，進而轉換成催化劑與反應物結合成的反應中間體的三維結構。
北京大學
2021-04-11
干膠法合成鈦硅分子篩
鈦硅分子篩（TS-1）對于以雙氧水為氧化劑的許多低溫有機反應，如烯烴環氧化、醇類氧化為醛或酮、芳香族化合物羥基化反應以及環已酮氨肟化反應中都表現出較高的性能，已在苯酚羥基化和環已酮氨肟化工業生產過程中得以應用。目前工業TS-1分子篩合成方法是以四丙基氫氧化銨（TPAOH）為模板劑，使正硅酸乙酯（TEOS）和鈦酸酯相繼水解，先經水熱合成得到初產品，再對
南京工業大學
2021-01-12