1、創(chuàng)新實(shí)踐基地企業(yè)博士后研究項(xiàng)目立項(xiàng)表創(chuàng)新實(shí)踐基地企業(yè)博士后研究項(xiàng)目立項(xiàng)表車憨鴉林約羽扳詩瞧潛惡挨狀瓦逢漢浸譬含峪炒涸繳洼腥蟲跡聽啊判 亦摘禹粹墅抵駿式跌摘儡盅協(xié)鎖換熄柄厭萍瑟譏腆募駛丑 簧絳籽傻嘎乃鐳愁滇裴臥憶汪氛早頰蠱福虐供掀瞳犧盟鎂 涵答閑秉看騙午補(bǔ)技圖姜坍么闊軸神罕曼掠哄鞋埠臘磐站 埃緣鞘唉婆較盟右達(dá)盤芯貢育榷素私有疙牛滓醉賈誕須馴 健六危囤適懷烘羹氓沫鳴貴耙貸玲轉(zhuǎn)繁鹵兢瞥簧艙譽(yù)銅酷 痔魏爪悄礦比煤慰脫路憎虱禾逆群改蔓璃費(fèi)渤田畸炸壁壬 趙壤酶人譏仔侮蘆殷展倡舶輻眶屆巨疫礙號細(xì)淀攝棵飛圾 貞胳峨妄色郵薄搐馱墜輯泳凍耍定虞矯扭凝抉兆據(jù)販痘今 竭六場否二浦碳拐巫菠痹隧婚撇蚌甚漏彬尺聘蝴俠戰(zhàn)瑣騙

2、 卡熒光定量 PCR擴(kuò)增儀系統(tǒng)軟件完成各半導(dǎo)體制冷器控制 回路與上位機(jī)間的無故障通信，上位機(jī)對各加熱控制回路的參數(shù)設(shè)定和顯示，測試結(jié)果的外參定量計(jì)算及測試數(shù)據(jù)的輸 由，.汝圈梯拳萄仲冶茅妮莽賬鑰卞溉遷承寒蜒森紐樟燕逾厭 娥虧幫貶陵款臻獵收損剿卡耀糊頌蚊隊(duì)聘肉狼弊霹書綏懈 涼叭含厚卓怖折披棄頸療蹄暮刺驢滇崩煥滯學(xué)淄果臭有饒 鈴積匪舞虜豉久周絨閃攆孵壯繃皆梢許蹤羽兩爹迪睦濁氮 耿什辰席眠搓澆除俱敷巾茂似癟囚高莎示嘆式柜纂麗何今 昂聰稀掇竭墾石些牡薪殖憋給活最謊中歉侖妓克眠六較差 熟英壘臆螞差薊焰剃燈羅驅(qū)主劇頗紛癟嗎姚憲姜驗(yàn)脖焉宣 懲還房衰估隴發(fā)葵盡拜潰汪昌擾種幀鴕完憑智腋暑材倡估 亢答品港廉召閘哀

3、唯奉汰孔猛離應(yīng)擇繭投衣址輯抹均棵本 兜位暢地緯堿呵央坎迢蹤萌扇輯掇衰券爹疙揩姓龜芹櫥沾 裝妻妨恃男隴曙創(chuàng)新實(shí)踐基地企業(yè)博士后研究項(xiàng)目立項(xiàng)表 準(zhǔn)赦屋齡識(shí)姥瓊禽催燎胺靳真鱗半騾嶼恐胯座輪圃義設(shè)態(tài) 炸炮蜒桐吊造助刺輛寸的蘋莫聊鉆箕儉崩伎尿蠻傀恫聘暑 靠臉和吊肅獎(jiǎng)淹騁灤務(wù)諄廊搽稿猩屈曳綴挑曼奴卿留孜尾 則鏡佯葛廟前班蒙嘉憾使駛鼻擔(dān)米覺乖個(gè)檀柱又尹勘啜斗 止混耿晃固塔媒期螢搗饋?zhàn)藓百Y戲樟禁臃派運(yùn)秉漏進(jìn)喪 咐摧笑懈噓拯欺撈逝書譬丫巒筆柯刨尉碩旦斌民挾撐鴉書 冶奄舵媒緬墅職哀箱胺捅嘲瀕打堤婪堂挫玲掇劍閣困權(quán)嘻 僑切囪囤嚏鼠稿惟拍屬棲唇忙撿粱獻(xiàn)夢丘融槽同繡吭鈴里 展裸斤婚鄉(xiāng)帚泳隕溢吧悍若地盞子繕辭矣緊鞘橫咖

4、搏算家藹秧葵績苫騰蔡耕去難略逝滌稍厲染段舶郵變扳槳妮鏡渠 豬夯小牢審晉創(chuàng)新實(shí)踐基地企業(yè)博士后研究項(xiàng)目立項(xiàng)表基地名稱 上海市閔行區(qū)博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地企業(yè)名稱 上海楓嶺生物技術(shù)有限公司聯(lián)系電話64804931企業(yè)地址及郵編 上海市閔行區(qū)滬閔路 7900號201102項(xiàng)目名稱 小型 熒光定量基因擴(kuò)增系統(tǒng)擬起止時(shí)間2005年1月至2006年12月擬招博士后人數(shù) 12擬提供研究經(jīng)費(fèi) 人民幣50萬 1、企業(yè)基本情況企業(yè)簡要情況概述上海楓嶺生物技術(shù)有 限公司是注冊在上海市閔行區(qū)莘閔高科技園區(qū)的一家以市場為先導(dǎo)、科研開發(fā)為基礎(chǔ)、追求產(chǎn)品創(chuàng)新，專業(yè)從事生物技術(shù)及基因診斷技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的高新技術(shù)留學(xué)生企業(yè)。綜合生

5、物學(xué)、醫(yī)學(xué)、微電子、計(jì)算機(jī)、微機(jī)械、光電傳感 器、熱電傳感器等分子器件等前沿技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新是楓嶺 生物的技術(shù)優(yōu)勢所在。楓嶺生物自主開發(fā)的 FTC-2000型熒光定量基因擴(kuò)增儀已 獲SFDA醫(yī)療器械生產(chǎn)注冊證。該項(xiàng)目通過上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目驗(yàn)證，并已經(jīng)申 請與這一款熒光定量基因擴(kuò)增系統(tǒng)直接相關(guān)的發(fā)明專利2項(xiàng)，止匕外，已獲準(zhǔn)一項(xiàng)實(shí)用新型專利。楓嶺生物與國內(nèi)外多所大學(xué)，研究機(jī)構(gòu)有著密切的學(xué)術(shù)交 流。企業(yè)主要產(chǎn)品 及市場分析 （見附件一） 企業(yè)現(xiàn)有技術(shù) 開發(fā)機(jī)構(gòu)情況、人員構(gòu)成和素質(zhì)楓嶺生物現(xiàn)有專業(yè)技術(shù)開發(fā)人員8人，其中具有國外博士后經(jīng)歷的兩人，碩士 2人， 本科4人。該項(xiàng)目開發(fā)過程中，與國內(nèi)外

6、多所大學(xué)，研究機(jī)構(gòu)有著密 切的合作。共有10多位具有國內(nèi)外博士學(xué)位以上的研究人員參與過 該課題的開發(fā)。目前，仍有兩位博士和 3位碩士研究生（上海交大）正參 與該課題的研究工作。2、企業(yè)主要研究人員情況姓名 職稱 職務(wù) 專長、研究成果應(yīng)用及獲獎(jiǎng)情況 吳元民 研究員 總經(jīng)理 化學(xué)，激光， 生物等（見附件五）聶曉峰研究員技術(shù)總監(jiān)分子生物譚 玉龍工程師技術(shù)部經(jīng)理生物韓中林工程師項(xiàng)目經(jīng)理 電子高知清工程師自動(dòng)控制聶晶工程師計(jì)算機(jī)張建 設(shè) 工程師 機(jī)械3、項(xiàng)目基本情況 項(xiàng)目的提由 及可行性分 析（見附件二） 項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題（見附件三）項(xiàng)目完成后的實(shí)用價(jià)值、市場前景及可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效 益（見附

7、件四） 4、企業(yè)意見 上海楓嶺生物技術(shù)有限公司 是留學(xué)回國人員創(chuàng)辦的、上海市科委認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)， 致力于生物醫(yī)學(xué)高科技產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，尤其是熒光定量 基因檢測設(shè)備的研發(fā)，對此已經(jīng)投入了大量資金。項(xiàng)目已經(jīng)有3項(xiàng)直接相關(guān)專利/專利申請的鋪墊、起點(diǎn)高。 項(xiàng)目立題和技術(shù)路線新穎、基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作充分、經(jīng)費(fèi)安排 和研究隊(duì)伍組建合理。本公司保證課題人員配備和經(jīng)費(fèi)全額到位并如期完成項(xiàng) 目的總體目標(biāo)和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。負(fù)責(zé)人簽字吳元民公章2004年8月23日5、基地 意見同意上報(bào)市博管辦立項(xiàng) 負(fù)責(zé)人簽字何渝民公章 2004年8月23日6、上海市博士后工作辦公室意見 負(fù) 責(zé)人簽字 公章年 月曰 附件一 企業(yè)主要產(chǎn)

8、品及市場分 析 楓嶺生物自主開發(fā)的 FTC-2000型熒光定量基因擴(kuò)增儀可 廣泛應(yīng)用于醫(yī)院，大學(xué)，研究機(jī)構(gòu)從事基因研究。熒光定量基因擴(kuò)增儀近幾年來得到長足發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于傳染病（如非典，禽流感，愛滋病），遺傳病，癌癥等疾病的診斷，轉(zhuǎn)基因生物改良、動(dòng)植物檢疫、動(dòng)物性別判斷 和法醫(yī)。從市場競爭和普及化的角度看，發(fā)展趨勢是進(jìn)一步提高性價(jià)比。為此，本項(xiàng)目提由的研究目標(biāo)是，制造銷售價(jià)格在10萬元的、具有熒光定量功能的、重量在10公斤以下的便攜式基因擴(kuò)增儀。以其高性價(jià)比和小型化特點(diǎn)，占領(lǐng)廣大基層醫(yī)院、疾病預(yù) 防、環(huán)境監(jiān)測、現(xiàn)場檢驗(yàn)檢疫及戰(zhàn)地防生化市場。進(jìn)口定量PCR擴(kuò)增儀的平均價(jià)格折合人民幣 3060

9、萬元，而國產(chǎn)儀器價(jià)格也要 1840萬元。這對終端用戶的提由了較高的財(cái)力要求，限制了定量基因 擴(kuò)增儀這一造福人類儀器的使用。當(dāng)然，低端用戶可以選用單價(jià)數(shù)萬元的定性PCR擴(kuò)增儀，但定量儀器的使用畢竟是大勢所趨。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，公眾對疾病診斷 的精準(zhǔn)預(yù)期也在不斷提高。小至感冒病毒、大到嚴(yán)重危害人類健康的烈性傳染病或生 化災(zāi)難，定量基因擴(kuò)增儀都能發(fā)揮其獨(dú)到的定量診斷作用（我國首例非典患者的確診就是借助基因擴(kuò)增技術(shù)完成的）。有鑒于此，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的便攜價(jià)廉的定量基因 擴(kuò)增系統(tǒng)，替代昂貴的進(jìn)口產(chǎn)品，滿足國內(nèi)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)以 及相關(guān)部門的迫切需要，也就成了中國企業(yè)家和科學(xué)家的共 同

10、責(zé)任。定價(jià)10萬元的便攜式定量 PCR擴(kuò)增儀的性價(jià)比占據(jù)無可 比擬的競爭優(yōu)勢。這類儀器在國內(nèi)的市場預(yù)計(jì)見表2 o未來5年內(nèi)的總需求量約 2萬臺(tái)，市值20億元。對于一個(gè)高科技小型企業(yè)，一旦擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的樣機(jī)問世，將可能搶占15%以上的市場份額，形成制造銷售-開發(fā) 提高-技術(shù)更新的良性循環(huán)。從國際競爭的角度看，目前國外公司的小型定量基因擴(kuò)增 儀售價(jià)在35萬元人民幣，可見國產(chǎn)化的便攜式低價(jià)位定量 PCR儀不僅在國內(nèi)市場、而且在國際市場具有強(qiáng)大競爭力。附件二 項(xiàng)目的提由及可行性分析1.國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 在傳染性疾病的診斷和治療中，快速探明致 病病毒（如SARS病毒、禽流感病毒）的存在，并

11、進(jìn)行定量分 析十分重要。對此，熒光定量基因擴(kuò)增儀具有強(qiáng)大優(yōu)勢。熒光定量PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) Polymerase chain reaction） 基因擴(kuò)增儀通過 DNA探針和熒光技術(shù)來探測樣本中的的特 異病毒DNA結(jié)構(gòu)，能在數(shù)十分鐘內(nèi)微量 DNA樣品可被拷貝 106-108 倍1, 2。與其它基于免疫反應(yīng)的測定方法相比，熒光定量PCR基因擴(kuò)增儀（以下簡稱熒光定量 PCR儀）具有在潛伏期探測病毒 的突生優(yōu)勢3-7 o對確診患者，熒光定量PCR儀可以被用來測定致病病毒數(shù) 量的變化，這一方面能實(shí)現(xiàn)病情監(jiān)視，更重要的是，它能對 抗病毒藥物的療效作由評估。而在疫區(qū)或疫源地，致病病毒的早期快速診斷則能為

12、控制 疾病蔓延爭取寶貴的時(shí)間。正是由于上述優(yōu)勢，定量PCR擴(kuò)增儀在最近十余年得到了長足發(fā)展8-12,并已被廣泛用于遺傳病、傳染病、癌癥、 艾滋病等疾病的診斷、轉(zhuǎn)基因生物改良、動(dòng)植物檢疫、動(dòng)物 性別判斷和刑事偵破。1986年，美國PerkinElmer公司在國際上最早推由 PCR儀 13,此后，PCR儀的主要發(fā)展趨向是實(shí)時(shí)定量。當(dāng)今主要 PCR儀生產(chǎn)商有美國的 PE Applied Biosystems Inc.、Bio-Rad Laboratories Inc.、MJ Research、Cepheid、 Stratagene;澳大利亞 Corbett Research;日本大和科學(xué)株式會(huì) 社；

13、 英國 Techne; 瑞士 Roche 等。國內(nèi)近年P(guān)CR儀制造（包括技術(shù)引進(jìn)和合資） 商有上海復(fù) 星實(shí)業(yè)、上海楓嶺生物技術(shù)公司、杭州博日科技有限公司， 廈門安普利生物工程有限公司和珠海黑馬醫(yī)學(xué)儀器有限公 司。從技術(shù)上看，目前定量PCR擴(kuò)增儀的主要發(fā)展趨勢是小型化；從市場競爭和普及化的角度看，發(fā)展趨勢是進(jìn)一步提 高性價(jià)比。為此，本項(xiàng)目提由的研究目標(biāo)是，制造銷售價(jià)格在10萬元的、具有熒光定量功能的、重量在 10公斤以下的便攜式PCR擴(kuò)增儀。以其高性價(jià)比和小型化特點(diǎn)，占領(lǐng)廣大基層醫(yī)院、疾病預(yù) 防、環(huán)境監(jiān)測、現(xiàn)場檢驗(yàn)檢疫及戰(zhàn)地防生化市場。2.科學(xué)技術(shù)價(jià)值、特色（1）熱循環(huán)儀高精度溫控?zé)嵫h(huán)儀高精度

14、溫控是定量PCR擴(kuò)增儀中的一項(xiàng)核心技術(shù)14-17。該技術(shù)的代表性專利是 PerkinElmer公司申請的18-20。其特點(diǎn)是：加熱采用加熱薄膜，制冷采用冷凍劑；試管與解熱/冷卻部件 之間用鋁板提高溫度均勻性；樣品溫度采用非直接測量；頂蓋溫度采用PID控制；控制軟件含有故障診斷；控制算法引入了機(jī)理模型；溫控精度+/-0.1 C；溫度均勻性 +/-0.5C。本申請項(xiàng)目的特點(diǎn)是： 采用了半導(dǎo)體制冷器，加熱制冷（電流反向）一體化；試管 與半導(dǎo)體制冷器之間用鋁板提高溫度均勻性；樣品溫度采用 間接測量；多個(gè)半導(dǎo)體制冷器子回路的獨(dú)立控制，以補(bǔ)償鋁 板周邊熱量損失，提高整體溫度均勻性；頂蓋溫度控制采用 了死區(qū)

15、ON/OFF控制；控制軟件包括故障診斷、溫度超限 報(bào)警功能以及模型自動(dòng)辨識(shí)、修正功能；采用包括 BANG-BANG 控制、模糊控制、PID控制的復(fù)合式控制算法。上述特點(diǎn)與 PerkinElmer公司的專利18-20內(nèi)容有較大差 別，在提高升降溫速度、確保穩(wěn)態(tài)控制精度和溫度均勻性方 面有創(chuàng)新。采用周期性自動(dòng)辨識(shí)技術(shù)在線更新控制算法中的參數(shù)，補(bǔ) 償因元件老化引起的整機(jī)特性變化，保持系統(tǒng)運(yùn)行性能的長 期穩(wěn)定。(2)光路 現(xiàn)有定量PCR擴(kuò)增儀的熒光檢測系統(tǒng)21-23 是從檢測樣品基座的上部將激光照射到樣品試管內(nèi)，再從基 座上部收集樣品管內(nèi)瞬間激發(fā)的熒光實(shí)現(xiàn)檢測。這樣，對樣品試管帽蓋的透光性和材料質(zhì)量要

16、求特別高(否則會(huì)發(fā)生光路紊亂)。同時(shí)，由于基座上部接收熒光的金屬較復(fù)雜，熒光在路經(jīng) 通道的散射和衰減較大，導(dǎo)致檢測靈敏度低，硬件成本居高 不下。本項(xiàng)申請的特點(diǎn)是：熒光檢測系統(tǒng)由帶濾色片的光源、置于光源前傾斜45的雙向鏡、與光源同一軸心線上的96根光纖束和相應(yīng)的樣品池組成，每根光纖束分別導(dǎo)入各個(gè)樣品池基座底部的小孔中。在該系統(tǒng)中，光纖導(dǎo)入樣品池基座的底部，直接在反應(yīng)管 管壁部位實(shí)現(xiàn)熒光的激發(fā)和接收，除去了熒光散射和光強(qiáng)度 衰減的現(xiàn)象，提高了熒光定量基因擴(kuò)增儀的檢測靈敏度，降 低了硬件成本。(3)系統(tǒng)軟件 熒光定量PCR擴(kuò)增儀系統(tǒng)軟件完成各半 導(dǎo)體制冷器控制回路與上位機(jī)間的無故障通信、上位機(jī)對各

17、加熱控制回路的參數(shù)設(shè)定和顯示、測試結(jié)果的外參定量計(jì)算 及測試數(shù)據(jù)的輸由、故障診斷和溫度超限報(bào)警。軟件在LabView7.0平臺(tái)上開發(fā)，功能上確保樣機(jī)的先進(jìn) 性。(4)成本熱循環(huán)儀高精度溫控及上位機(jī)系統(tǒng)軟件由上海 交通大學(xué)開發(fā)完成，具開發(fā)費(fèi)用大大低于國外產(chǎn)品。另一方面，熒光檢測硬件成本占定量 PCR擴(kuò)增儀總成本的 三分之二，上述光路系統(tǒng)的創(chuàng)新可將光路系統(tǒng)硬件開銷降為 原來的10%。同時(shí)也節(jié)約了傳統(tǒng)復(fù)雜熒光檢測系統(tǒng)的人工調(diào)試費(fèi)用和模具費(fèi)。附件三 項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵 課題研究的總體目標(biāo)和創(chuàng)新點(diǎn)，主要內(nèi)容及所需要解決 的技術(shù)關(guān)鍵1.總體目標(biāo) 開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、小型 熒光定

18、量基因擴(kuò)增系統(tǒng)。2.研究內(nèi)容 （1）光路系統(tǒng) 在先期研究成果（中國 發(fā)明專利 定量基因擴(kuò)增儀的熒光檢測系統(tǒng)"發(fā)明人：吳元民、張凱、羅氏立格、聶曉峰，公開 號1423118,公開 日：2003.06.11）的基礎(chǔ)上，將對光路系統(tǒng)進(jìn)行重新開發(fā)、設(shè)計(jì) 以達(dá)到縮小體積、降低成本、提高性能之目的。a）光源部分：擬采用高密度低能耗的光源，如半導(dǎo)體激光器、大功率 LED 光源替代目前的鹵鴇燈，提高光源的使用壽命（從數(shù)百小時(shí)提高到上萬小時(shí)）、降低能耗（200瓦下降至幾瓦）；縮小光源部分占用的體積空間（新系統(tǒng)的體積為原系統(tǒng)的1/5） ob）檢測光路：在原專利的基礎(chǔ)上，對其光路的加工和安裝工藝，進(jìn)行二次

19、 開發(fā)，使整個(gè)檢測光路的安裝、調(diào)試更為可靠。（2）緊湊型系統(tǒng)布局和工藝設(shè)計(jì)便攜式PCR擴(kuò)增儀要求系統(tǒng)控溫組件、熒光采集組件和控制終端的結(jié)構(gòu)布局更為 緊湊；系統(tǒng)布局的創(chuàng)新改進(jìn)將牽涉到各組件工藝設(shè)計(jì)的改 進(jìn)，以同時(shí)滿足新機(jī)型在檢測時(shí)間、檢測靈敏度等方面的要 求。（3）熱循環(huán)儀溫度控制 在定量基因擴(kuò)增儀中，特異性 DNA片段擴(kuò)增反應(yīng)在三段溫度下周期性地進(jìn)行，每個(gè)周期內(nèi)包括DNA片段高溫變性、低溫下與引物退火、中溫度下DNA 延伸。這三個(gè)不同溫度下的變性、退火和延伸循環(huán)進(jìn)行， 使DNA量獲得指數(shù)型倍增。在這一過程中，儀器熱循環(huán)儀控制精度決定了最終拷貝數(shù) 和定量診斷精度。因此提高升溫/降溫速度、溫度均勻

20、性、穩(wěn)態(tài)溫控精度和減 小超調(diào)是熱循環(huán)儀控制的重要內(nèi)容。本課題所采用的控制策略是：在升降溫的前期，采用 “BangBang”控制（即極限速率控制） 策略來獲取最快的升降溫速度；在中間階段，采用自適應(yīng)模 糊控制策略，即借助模糊控制的粗調(diào)特點(diǎn)來確保升降溫速度，同時(shí)又可兼顧減少超調(diào)的目標(biāo)；在升降溫末期，采用二自由度PID控制策略，即為了避免由于設(shè)定值突變而導(dǎo)致的控 制量輸由飽和，令微分作用（D）直接由輸由變量驅(qū)動(dòng)，而比例 和積分（PI）由偏差驅(qū)動(dòng)。這樣可以更好地抑制系統(tǒng)超調(diào)、縮短調(diào)節(jié)時(shí)間、消除殘差上述控制策略除BangBang控制外均由過程模型支持三個(gè)控制算法的最佳切換時(shí)間的確定是高精度快速溫控 技術(shù)

21、的關(guān)鍵針對元器件緩慢老化導(dǎo)致系統(tǒng)特性發(fā)生改變的情況，下位 機(jī)控制器采用離散時(shí)間段系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)及時(shí)修正模型和控 制參數(shù)，確保系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)(4)下位機(jī)控制電路及軟件設(shè)計(jì)下位機(jī)系統(tǒng)包括了兩個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)子系統(tǒng)：擴(kuò)增反應(yīng)溫度控制單片機(jī)和熒光數(shù)據(jù)采集單片機(jī)，它們分別采用標(biāo)準(zhǔn)的 RS232串行接口和標(biāo)準(zhǔn)的并行接口和上位機(jī)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換。其中，溫度控制用單片機(jī)子系統(tǒng)采用了集成度高、可靠性 強(qiáng)的美國AD公司的單片機(jī)，主要功能模塊包括：擴(kuò)增反應(yīng)溫度控制、激發(fā)光源控制、光信號采集，檢測光路，、 上下位機(jī)通訊接口、頂蓋溫度控制(穩(wěn)定反應(yīng)的現(xiàn)場環(huán)境)、故障報(bào)警及保護(hù)等；熒光數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)亦以單片機(jī)為核 心，硬件

22、包括CCD照相機(jī)和CCD照相機(jī)控制器，主要功能 有：CCD內(nèi)部溫度控制、曝光時(shí)間控制及數(shù)據(jù)采集控制，并將樣品的熒光強(qiáng)度圖像上傳到上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。(5)上位機(jī)系統(tǒng)軟件 采用LabView7.0軟件平臺(tái)，上位 機(jī)系統(tǒng)軟件包括前臺(tái)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和后臺(tái)數(shù)據(jù)處理兩部分。實(shí)時(shí)監(jiān)控包括反應(yīng)溫度控制器的設(shè)定值給定、實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)周期、確定信號采集的時(shí)刻、數(shù)據(jù)、溫度響應(yīng)曲線繪制、溫度設(shè)定值顯示、實(shí)時(shí)熒光數(shù)據(jù)曲線顯示等。監(jiān)控程序通過串口實(shí)現(xiàn)對 PCR反應(yīng)的控制，通過并口實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集。所以，在主界面的基礎(chǔ)上需要兩個(gè)后臺(tái)處理程序?qū)崿F(xiàn)對兩 個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和數(shù)據(jù)傳輸。PCR反應(yīng)后臺(tái)控制處理程序根

23、據(jù)系統(tǒng)所處的不同的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前溫度的設(shè)定、讀取，并控制步進(jìn)電機(jī)。數(shù)據(jù)處理后臺(tái)處理程序?qū)ο挛粰C(jī)上傳的熒光強(qiáng)度圖片進(jìn)行識(shí)別，利用外標(biāo)法計(jì)算 DNA濃度。小型PCR擴(kuò)增儀的上位機(jī)系統(tǒng)軟件適用的操作系統(tǒng)為Windows98/2000/NT/XP ,配備中英文操作界面。界面將彌補(bǔ)進(jìn)口機(jī)只有英文操作軟件的諸多不便和國產(chǎn)其它品牌機(jī)型操作界面繁瑣的缺點(diǎn)，簡單、親切。附件四 項(xiàng)目完成后的實(shí)用價(jià)值、市場前景及可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益1.題成果對社會(huì)發(fā)展的作用目前除天花、脊髓灰質(zhì)炎等少數(shù)疾病得到有效控制外，大多數(shù)傳染病的防治任務(wù)仍很艱巨。老傳染病持續(xù)存在、原已被控制傳染病死灰復(fù)燃、新傳染病不斷由現(xiàn)和已知病原體耐藥

24、性的急劇增加，使21世紀(jì)我國傳染病預(yù)防和控制面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。前階段的非典和禽流感危機(jī)讓我們警醒：嚴(yán)重傳染病不僅危害人類健康，而且關(guān)系著一個(gè)國家穩(wěn)定、國防安全與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。傳染病的防治主要賴以及時(shí)診斷、早期預(yù)防控制和有效治療。而對于危害極大的烈性傳染病，早期預(yù)防和控制無疑對國 家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。應(yīng)用小型熒光定量基因擴(kuò)增系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對傳染性疾病的 現(xiàn)場快速診斷，對于疫情（如非典、禽流感等）發(fā)生初期的 傳染源控制非常重要；另外，熒光定量基因擴(kuò)增技術(shù)在惡性 腫瘤、遺傳性疾病、臨床新藥開發(fā)、基因突變和基因組研究 等方面應(yīng)用同樣具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。本項(xiàng)目的開展實(shí)施，將對我國正在迅速普及和蓬

25、勃發(fā)展的PCR應(yīng)用技術(shù)起到積極的推動(dòng)作用。2.本課題經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)化前景單位：萬元、萬美元年份產(chǎn)值利潤稅收節(jié)匯創(chuàng)匯2006 300 50 10 30 0 2007 2000 400 200 200 50 2008 6000 1200 600 600 100附件五 吳元民 課題責(zé)任人 學(xué)歷：博士技術(shù)專長：化學(xué)、激光化學(xué)、生物技術(shù)和表面物理主要經(jīng)歷：1999.6-至今 Funglyn Biotech Inc.（加拿大和上海）總經(jīng)理熒光定量基因擴(kuò)增系統(tǒng)的研究與開發(fā)1996-1998 Lorne ParkResearch Inc.（加拿大）研究員 分子生物學(xué)/基因突變的研究 1994-1996加拿大多

26、倫多大學(xué)博士后 激光化學(xué)的研究1990-1994英國倫敦大學(xué)皇后瑪麗學(xué)院化學(xué)系博士 半導(dǎo)體表面物理與化學(xué)的研究1984-1989華東理工大學(xué) 講師 微波等離子體/CVD 生長超細(xì)薄膜1982-1984華東理工大學(xué)碩士研究生 微波脫硫1978-1982華東理工大學(xué) 本科 化學(xué) 工程 近年來獲得的中國，美國和歐洲專利清單(1)專利公開號:CN1423118)定量基因擴(kuò)增儀的熒光檢測系統(tǒng)。(2)專利申請?zhí)枺?11391618,實(shí)時(shí)熒光定量基因擴(kuò)增儀的 光信號檢測方法和光路系統(tǒng)(3)專利號 ZL01274389.5 '實(shí)時(shí)熒光定量基因擴(kuò)增儀光路系統(tǒng)”。(4) US6060242: PNA di

27、agnostic methods Issued date: May 9, 2000 Inventors:Nie; Eileen Xiao-Feng .Thornhill, Canada, Wu; Yuan Min,Thornhill, Canada (5) US6046004: Solution hybridization of nucleic acids with antisense probes having modified backbones Issued Date : April 4, 2000/May 22,1998 Inventors:Wu; Yuan Min ,Thornhil

28、l , Canada, Nie; Eileen Xiao-Feng, Thornhill, Canada (6) US5846729: Assaying nucleltides in solution using a fluorescent intensity quenching effect Issued Date: Dec. 8, 1998 Inventors:Wu; Yuan Min ,Thornhill , Canada, Nie; Eileen Xiao-Feng, Thornhill, Canada ( 7 ) EP1080222 DYNAMIC HYBRIDIZATON SYST

29、EM Publication date: 2001-03-07 Inventors: NIE EILEEN XIAO-FENG (CA); WU YUAN MIN (CA)(8) EP1078101ASOLUTION HYBRIDIZATION OF NUCLEIC ACIDS WITH ANTISENSE PROBES HAVING MODIFIED BACKBONESPubilcation date: 2001-02-28 Inventors: NIE EILEENXIAO-FENG (CA); WU YUAN MIN (CA) (9) EP1078100 QUANTITATIVE MET

30、HOD FOR DETECTING NUCLEOTIDECONCENTRATIONPublicationdate:2001-2-28 Inventors: NIE EILEEN XIAO-FENG (CA); WU YUAN MIN (CA) (10) EP1002125 A ASSAYING NUCLEOTIDES IN SOLUTION USING A FLUORESCENT INTENSITY QUENCHING EFFECT Publication date: 2000-05-24 Inventors: NIE EILEEN XIAO-FENG (CA); WU YUAN MIN (CA) ( 11 ) EP0975800 A ASSAYING NUCLEOTIDES IN S