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分子生物學(xué)是研究生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的一門學(xué)科,而分子的大小、密度、含量及圖象比較分析是分子生物學(xué)研究中的重要內(nèi)容，如對基因密碼DNA進(jìn)行限制性內(nèi)切酶解片斷長度多態(tài)性分析（簡稱RFLP）和聚合酶鏈反應(yīng)（簡稱PCR）對DNA分子上的基因不同長度的特征性片段進(jìn)行擴增分析，蛋白質(zhì)和DNA、RNA分子、多糖分子及其它生物大分子的經(jīng)凝膠電泳和熒光染色或其他方法染色后，在紫外透射分析儀和其他光譜下可顯示出不同圖象位置格局和密度，是生物學(xué)科研工作和臨床疾病診斷的重要依據(jù)。以往對這些不同分子的分析主要是憑人眼目測，欠客觀性，人為因素所造成的誤差較大，且難以保存這些結(jié)果的原始圖象。我們將分子生物學(xué)技術(shù)與計算機技術(shù)結(jié)合，研制出多媒體分子生物學(xué)圖象分析系統(tǒng)。本分析系統(tǒng)由PⅡ350以上的微機和CCD(CHARGE COUPLED DEVICE)攝像機,圖象卡,紫外透射分析儀,日光源,掃描儀,彩色噴墨打印機,電源轉(zhuǎn)換器, 分子生物學(xué)圖象分析專用軟件系統(tǒng)(BioComputAnasis1.0a)等部分組成。 該分子生物學(xué)圖象分析系統(tǒng)可以對生物大分子電泳圖象進(jìn)行密度定量、分子大小測定、標(biāo)注、掃描、圖象融合比較,存儲、編輯和打印，便于檢索，為科研和臨床圖象采集和數(shù)據(jù)分析提供了強有力的系統(tǒng),使得醫(yī)學(xué)診斷和生物科研圖象的多功能分析成為可能。經(jīng)臨床和分子生物學(xué)實驗應(yīng)用表明,該系統(tǒng)定量準(zhǔn)確，分析可靠，速度快，能儲存大量信息，便于檢索和信息處理。可以打印彩色照片和結(jié)果報告，非常方便。這必將代替以往其他傳統(tǒng)落后的實驗方式和分析報告方式。對分子量進(jìn)行多次實際測定,總誤差率<+1%,對密度含量進(jìn)行實際測定結(jié)果表明誤差率<+5%,該系統(tǒng)操作簡單,是分子生物學(xué)和基因工程基礎(chǔ)研究、臨床分子診斷及基因診斷重要的儀器和換代產(chǎn)品,為科研和臨床數(shù)據(jù)采集分析提供了極大的方便。

光纖共聚焦顯微光譜與成像裝置是將光纖共聚焦光譜分析技術(shù)和顯微光學(xué)成像技術(shù)相融合的細(xì)胞檢測裝置，此裝置能夠同時獲得被測細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)信息和反映細(xì)胞形態(tài)和成分特性的光譜信息，得到被測細(xì)胞定性、定量、定位的綜合分析信息。 光纖共聚焦顯微光譜與成像裝置包括光源照明系統(tǒng)、光纖共聚焦光譜分析系統(tǒng)、顯微成像和定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，照明光源系統(tǒng)給光纖共聚焦光譜分析系統(tǒng)提供光源；光纖共聚焦光譜分析系統(tǒng)傳輸照明光照射細(xì)胞，開接收攜帶細(xì)胞信息的背向散射的光信號，獲取光譜信息進(jìn)入數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析；顯微成像和定位系統(tǒng)由照明系統(tǒng)照明，獲得反映細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的圖像信息進(jìn)入數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)同時獲取被測細(xì)胞的顯微圖像和反映細(xì)胞形態(tài)和成分特性的光譜信息。 光纖共聚焦顯微光譜與成像裝置結(jié)合光纖共聚焦技術(shù)、后向散射光譜分析技術(shù)和顯微成像技術(shù)，提出了適用于同時獲取特定細(xì)胞的顯微圖像和光譜信息的細(xì)胞檢測裝置，能夠?qū)崟r的獲取細(xì)胞的綜合信息。這就解決了目前技術(shù)不能夠在細(xì)胞水平上獲取特定位置的組織形態(tài)信息和光譜信息的技術(shù)問題。對于癌癥除檢測癌變細(xì)胞的顯微形態(tài)信息外，同時獲取相應(yīng)細(xì)胞生化成分的光譜，光譜信息中既包括了形態(tài)變化對光的散射特性變化，也包括了細(xì)胞中成分變化導(dǎo)致的光吸收特性的變化信息，結(jié)合這兩種檢測技術(shù)的細(xì)胞分析裝置，能及時發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的早期癌變，以便對癌癥實施全面而及時的診斷。而且，當(dāng)前顯微成像技術(shù)和CCD光譜技術(shù)都是比較成熟的檢測技術(shù)，且CCD光譜技術(shù)可以進(jìn)行實時分析，所以，本發(fā)明提供的裝置利用現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù)，大大提高癌變細(xì)胞的檢測精度，同時可以大大降低檢測成本。

超高分辨率光矢量分析設(shè)備采用“微波光子學(xué)方法”，首創(chuàng)具有國際領(lǐng)先水平的“超高分辨率光矢量分析技術(shù)”，集成了電-光、光-電和光-光3類元器件頻譜響應(yīng)的測量功能，可應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感、光信號處理和集成光子學(xué)等領(lǐng)域。技術(shù)特征關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點一：基于120度電橋的高抑制比光單邊帶調(diào)制技術(shù)和基于光載波抑制與平衡光電探測的非線性誤差對消技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點二：光頻梳通道化測量技術(shù)和基于光希爾伯特變換的鏡像邊帶抑制技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點三：多種測量模式融合與系統(tǒng)軟硬件集成技術(shù)。工作波長：1528-1565 nm最高波長分辨率：50 kHz（即0.4 fm）幅度分辨率：0.01 dB幅度精確度：±0.11 dB相位分辨率：0.01°相位精確度：±1.2°對比國際上最高水平商用光矢量分析儀表LUNA OVA5000，設(shè)備的分辨率提升了4000倍，動態(tài)范圍提升了31倍（15dB），相位精確度提升了2.5倍（單通道40GHz范圍內(nèi)），幅度分辨率也提升5倍以上，打破國外技術(shù)壁壘，實現(xiàn)進(jìn)口替代。應(yīng)用范圍:設(shè)備已應(yīng)用于包含海思光電子以及4家上市公司在內(nèi)的數(shù)十家單位47種高端光器件的研發(fā)和生產(chǎn)（用戶包括：華為、長飛光纖601869.SH、中航光電002179.SZ、航天電器002025.SZ、光迅科技002281.SZ等），其中31種高端光器件在本項目設(shè)備的支撐下實現(xiàn)了量產(chǎn)；在我國高速光電芯片、新一代光通信系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能感知等領(lǐng)域發(fā)揮著穩(wěn)定的作用，有力支撐了我國核心光器件的自主可控和原始創(chuàng)新。

可以量產(chǎn)/n油酸和硬脂酸在工業(yè)油脂的生產(chǎn)中有著廣泛的用途，是合成工業(yè)用潤滑劑、表面活性劑等工業(yè)產(chǎn)品的主要原料。目前較為先進(jìn)的方法有水媒法，該法將混合脂肪酸放入刮板式熱交換器中冷卻，形成脂肪酸結(jié)晶糊，加入十二烷基磺酸鈉鹽類浸濕劑并充分混合，再加入硫酸鎂類的電解質(zhì)水溶液。浸濕劑選擇性地浸潤飽和酸的結(jié)晶體，并把晶體周圍的液體酸溶解，在飽和酸晶體周圍形成一層水膜，用離心機分離混合物，得到輕油組分含不飽和脂肪酸和較重組分的飽和固態(tài)脂肪酸。分別加熱輕、重兩組分，使脂肪酸與含浸潤劑的水溶液分離，干燥后得到相應(yīng)的脂肪酸，即硬脂酸和油酸。該工藝克服了精餾分離需高真空和能耗高的缺點，使生產(chǎn)成本大大降低。

成果介紹項目開發(fā)一種基于解卷積算法的細(xì)胞類型分析的便攜式多用途醫(yī)療設(shè)備——阿爾法細(xì)胞分析儀，該設(shè)備只通過一組基因的表達(dá)水平檢測，即可判定樣本中所有細(xì)胞類型及豐度。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)儀器通過預(yù)先構(gòu)建好的不同組織主要細(xì)胞類型的參考表達(dá)譜，結(jié)合解卷積模型來預(yù)測組織或血液樣本中的細(xì)胞組分，并利用已訓(xùn)練好的疾病預(yù)測模型可進(jìn)一步進(jìn)行臨床診斷。可快速、準(zhǔn)確、低成本地識別各類組織的細(xì)胞類型和豐度，單個樣本的數(shù)據(jù)分析可以在 ~20min 內(nèi)完成，具有極高的分析效率。目前已完成組織特異芯片和細(xì)胞類型識別算法以及單片機的設(shè)計方案。市場前景本項目可與醫(yī)院、科研院所、第三方檢測公司達(dá)成合作，接受投資。

系統(tǒng)軟件使用了多項當(dāng)前國際上最新的計算機開發(fā)技術(shù)，包括COM plus技術(shù)、基于UDP協(xié)議的遠(yuǎn)程通訊技術(shù)、ADO數(shù)據(jù)訪問核心技術(shù)、GIS技術(shù)、TTS語言引擎技術(shù)、MSAGENT技術(shù)，以及虛擬儀器組態(tài)技術(shù)、WINDOWS SDK編程技術(shù)等。軟件引入了面向仿真、工業(yè)自動化、虛擬儀器儀表等數(shù)據(jù)圖形領(lǐng)域的圖形儀表組件，包括實時和歷史趨勢圖曲線等，使軟件具有逼真的人機界面，很強的實時數(shù)據(jù)處理能力。軟件可以允許用戶自行添加管轄區(qū)域列表和嵌入GIS地圖，以及監(jiān)控企業(yè)的廠貌圖和設(shè)施圖，從而系統(tǒng)軟件更富有地方特色和滿足個性化需求。軟件還創(chuàng)造性地引入了具有當(dāng)前國際先進(jìn)水平的TTS(Text To Speech)語音技術(shù)，實現(xiàn)中、英文語音報警。軟件界面還引用了Windows XP配色方案，提供多種SKIN更換功能；而MSAGENT的人性化動作配合報警進(jìn)程，使軟件充分體現(xiàn)“科技以人為本”的設(shè)計理念，使軟件界面更加生動、突出。軟件特別在GIS系統(tǒng)中，設(shè)計了“放大鏡”功能，使瀏覽地理信息更加清晰。軟件全部使用自主開發(fā)、設(shè)計的24位真彩色，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的ICO圖標(biāo)和自行開發(fā)的通信系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計了“讀實時數(shù)據(jù)”等10條命令字通信格式，通過發(fā)送命令字方式與現(xiàn)場污染治理設(shè)施運行記錄儀進(jìn)行通信。 系統(tǒng)通過“YSC-Ⅲ型污染治理設(shè)施運行記錄儀”、PSTN城市公共電話網(wǎng)絡(luò)，實時在線監(jiān)測企業(yè)污水排放數(shù)據(jù)和污染治理設(shè)施的運行狀況；上傳歷史數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫，以供查詢、生成報表和打印。系統(tǒng)能自動監(jiān)測企業(yè)超標(biāo)排放報警信號，自動打開報警系統(tǒng)軟件，并接收企業(yè)污水排放報警數(shù)據(jù)。同時，迅速啟動GIS系統(tǒng)，標(biāo)出報警企業(yè)的地理位置和詳細(xì)地理信息，包括企業(yè)編碼、企業(yè)名稱、企業(yè)地址、聯(lián)系人和聯(lián)系電話，并作為一次報警記錄，記錄在日志文件中，以備查詢。同時系統(tǒng)將該企業(yè)的報警數(shù)據(jù)，包括流量排放數(shù)據(jù)、COD數(shù)據(jù)、PH數(shù)據(jù)，以及污染治理設(shè)施運行記錄儀運行狀況等數(shù)據(jù)記錄在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫文檔中。 環(huán)保監(jiān)理部門通過系統(tǒng)實時監(jiān)測企業(yè)的污水排放質(zhì)量、上傳企業(yè)的歷史排放數(shù)據(jù)、對企業(yè)實施立即“反控”和定時“反控”等措施，對超標(biāo)排放的企業(yè)在第一時間掌握超標(biāo)排放企業(yè)的信息(包括地理位置)、超標(biāo)數(shù)據(jù)，以便快速、有效地采取相應(yīng)的措施，對超標(biāo)排放的企業(yè)作出相應(yīng)的處理，使城市環(huán)境污染能得有效的控制。

已有樣品/n養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)是未來的黃金產(chǎn)業(yè)，養(yǎng)老院的常規(guī)體檢和快速診斷是一個痛點。基于微流控芯片的體液多參數(shù)分析儀滿足了這個需求，市場需求在50 億人民幣以上，目前還沒有同類產(chǎn)品。該成果針對社區(qū)醫(yī)院和養(yǎng)老院的常規(guī)體檢和疾病診斷，開發(fā)了于微流控芯片的體液多參數(shù)分析儀，更換芯片可以檢測血常規(guī)、血生化、尿液、免疫等多個項目。實現(xiàn)一臺儀器檢測多種常見疾病。目前階段性成果或結(jié)題成果獲得：專利1 項、SCI 論文11 篇、湖北省自然科

一.項目簡介系統(tǒng)綜合分析方法是河北工業(yè)大學(xué)劉智勇教授創(chuàng)立的一種全新的節(jié)能技術(shù)。工業(yè)實踐表明，該技術(shù)特別適用于石油、化工等行業(yè)老廠節(jié)能改造。石油、化工行業(yè)大都是耗能大戶，且很多企業(yè)存在以下問題：? 由于設(shè)計缺陷或各種條件變化，現(xiàn)行操作條件與最優(yōu)條件相距甚遠(yuǎn)；? 很多設(shè)備在設(shè)計時采用的是多年前的設(shè)計規(guī)范，其設(shè)計裕量一般偏大；? 以前人們節(jié)能意識淡薄，在很多環(huán)節(jié)上對節(jié)能考慮很少。上述問題造成現(xiàn)有企業(yè)能量消耗偏高，對這些企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造勢在必行。但是，對上述企業(yè)的節(jié)能改造必須在高新科技指導(dǎo)下才能取得最大效益。現(xiàn)在流行的“熱夾點分析方法”是非常有效的方法之一。但是，熱夾點技術(shù)是20世紀(jì)80年代產(chǎn)生的。由于受當(dāng)時條件限制，該技術(shù)只考慮換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，很少考慮換熱網(wǎng)絡(luò)與化工過程的主體（反應(yīng)與分離過程）的相互影響。所以，熱夾點技術(shù)給出的“最優(yōu)化方案”往往不是真正的最優(yōu)方案。在很多情況下，熱夾點分析給出的改造方案需要調(diào)整換熱網(wǎng)絡(luò)或增加換熱面積才能達(dá)到一定節(jié)能效果。隨著對石油、化工系統(tǒng)各種科學(xué)問題的逐步深入研究，特別是計算機模擬與優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展，我們可以考慮化工過程整體優(yōu)化問題，也就是說可以把反應(yīng)、分離的操作條件、換熱網(wǎng)絡(luò)、公用工程以及設(shè)備裕度等因素綜合考慮得出優(yōu)化方案。這樣，既可保證過程在全面優(yōu)化條件下運行，又能充分利用設(shè)備裕量。河北工業(yè)大學(xué)劉智勇教授創(chuàng)立的系統(tǒng)綜合分析方法就是這樣一種新技術(shù)。該技術(shù)首先對全過程進(jìn)行模擬，得出與實際過程相吻合的數(shù)學(xué)模型，然后采用熱夾點技術(shù)對換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，找出“熱夾點”及“網(wǎng)絡(luò)夾點”。在上述工作基礎(chǔ)上，結(jié)合過程具體特性，對換熱網(wǎng)絡(luò)及整個系統(tǒng)進(jìn)行全面分析及優(yōu)化，從而得出最優(yōu)化解決方案。在考慮節(jié)能方案時，不僅考慮過程優(yōu)化，同時考慮現(xiàn)有設(shè)備對過程的制約以及設(shè)備裕度等因素對耗能的影響。顯然，這樣得出的節(jié)能方案比傳統(tǒng)熱夾點技術(shù)得出的方案更好。系統(tǒng)綜合分析方法在解決問題時分兩步進(jìn)行。第一步，提出“設(shè)備零投資”方案。由于現(xiàn)有很多企業(yè)設(shè)備裕量偏大，如果充分利用這些裕量，經(jīng)常可以達(dá)到一定的節(jié)能效果。換句話說，該方案是在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的裕量條件下優(yōu)化現(xiàn)有操作條件。這樣做有兩個好處：沒有設(shè)備投資、無需停車。在“設(shè)備零投資”節(jié)能方案基礎(chǔ)上，結(jié)合熱夾點分析方法，增加換熱器或調(diào)整換熱網(wǎng)絡(luò)，可以得出效益更大的節(jié)能方案。我們稱之為“增加設(shè)備或調(diào)整設(shè)備方案”。上述兩個方案有各自的優(yōu)點。“設(shè)備零投資”方案無需對設(shè)備進(jìn)行大的改造，甚至無需任何改造投資費用，可以在不停車情況下進(jìn)行，所以有其獨到的優(yōu)點。工廠無需等到大修，即可通過“設(shè)備零投資”方案取得一定節(jié)能效果。在大修時采用“增加設(shè)備或調(diào)整設(shè)備方案”可望取得更大的節(jié)能效果。應(yīng)用實例：燕山石化煉油廠潤滑油生產(chǎn)車間酮苯脫蠟溶劑回收裝置能耗很高，擬投資600萬元對該系統(tǒng)進(jìn)行改造。我們采用系統(tǒng)綜合分析方法對該裝置進(jìn)行了全面分析，找出了能耗高的根本原因，提出了一套“設(shè)備零投資”節(jié)能方案。按照該方案，廠方無需任何設(shè)備投資，即可達(dá)到很好的節(jié)能效果。廠方采用了我們的方案。工業(yè)實踐表明，該裝置節(jié)約蒸汽達(dá)25%，每年可節(jié)約費用260萬，同時節(jié)省了600萬元設(shè)備投資。隨后，我們又對該公司其它四套溶劑回收系統(tǒng)（上述系統(tǒng)采用蒸汽加熱，這四套系統(tǒng)采用加熱爐加熱）進(jìn)行了分析，提出了新的“設(shè)備零投資”節(jié)能方案，這些方案仍然無需設(shè)備投資。結(jié)果節(jié)約燃料達(dá)10%。四套裝置每年可節(jié)約燃料費用400萬元左右。另外，該技術(shù)已經(jīng)在大慶石化、大連石化得到應(yīng)用并取得很好的節(jié)能效益。從應(yīng)用實例可知，系統(tǒng)綜合分析方法具有以下特點：投資少（甚至是設(shè)備零投資）、見效快、設(shè)備及換熱網(wǎng)絡(luò)改動小（甚至無需改動）、無需停車等優(yōu)點。二.市場前景我國化工企業(yè)能耗很高，節(jié)約能源不僅給企業(yè)帶來很好的經(jīng)濟效益，也將對減少廢氣及CO2排放，有很好的社會效益。市場前景廣闊。三.規(guī)模與投資本技術(shù)適用于比較大的企業(yè)。采用本技術(shù)，投資很少，見效很快。四.生產(chǎn)設(shè)備如前所述，采用本技術(shù)，在應(yīng)用本技術(shù)的第一階段，工廠無需設(shè)備投資。五.效益分析對中石油、中石化等特大型企業(yè)的應(yīng)用表明，采用本技術(shù)，在設(shè)備零投資前提下，可以得到10%左右的節(jié)能效益。對其它技術(shù)力量比較薄弱的企業(yè)，由于其技術(shù)及設(shè)備比較落后，采用本技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，節(jié)能效益將更為明顯。六.合作方式以節(jié)能效益分成方式進(jìn)行合作，也可以雙方共同協(xié)商其它合理方式。七.其他八.圖片大慶石化公司煉油廠采用本技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造的情況說明：項目負(fù)責(zé)人：劉智勇所屬學(xué)院：化工學(xué)院，河北工業(yè)大學(xué)聯(lián)系電話：13132559169,022-60202047郵箱：liuzhiyong@hebut.edu.cn, liuzy56@hotmail.com

1.開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的虛擬樣車建立的平臺 根據(jù)多體系統(tǒng)動力學(xué)的有關(guān)原理和方法，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的虛擬樣車建立 與虛擬試驗的平臺，并可與其它大型軟件平臺無縫連接。2.虛擬樣車的建立 利用自主開發(fā)的虛擬樣車建立的平臺，建立了上汽集團自主品牌汽車 MPV 的虛擬樣 車，并進(jìn)行了各種動力學(xué)性能的實驗。3.仿真分析與虛擬試驗結(jié)果的驗證 利用該項目的仿真和虛擬試驗結(jié)果（下圖為在英國 MIRA 公司的實驗），給出了與 英國 MIRA 公司很相近的結(jié)果與結(jié)論，同時優(yōu)化的結(jié)果也得到了其實驗的驗證，此外提 出了比 MIRA 更全面又詳盡的改進(jìn)方案。