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一种适用于循环肿瘤细胞捕获的微流控芯片
姚卫浩
-/生物与新医药
癌症从发生到临床发现往往需要10年的时间，癌症治疗的根本途径是早期发现或者对已转移瘤能有效治疗。循环肿瘤细胞（circulatingtumorcells,CTC）是指从原位瘤脱落下来进入到循环系统尤其是血液中的肿瘤细胞。作为液态活检核心靶标的CTC，不仅可用于癌症转移前的早期筛查，而且在临床肿瘤的分期、预后、特异性药物筛选、疗效检测、治疗和复发监测等方面都具有极其重要的临床应用价值。然而由于CTC在血液中数量极其稀少（约1-100个/mL），其高效高准确捕获一直是科学前沿难题和临床应用的关键障碍。
一种双模态显微成像系统和方法
荧光显微成像是分子生物学研究的主要手段，然而由于激发光的高光子通量和光毒性，成像总次数受限，因而目前还未能全面揭露细胞内部细胞器的相互作用及动态过程。活细胞的高分辨长时程成像目前仍然是生物学研究中的巨大挑战，由于轴向扫描速度的限制，三维荧光成像需要更大的激发光子通量，而光漂白效应则极大限制了三维成像的总时长。同时，由于荧光光谱较宽，成像过程中通道数目受限，荧光成像一般仅能同时标记有限种类的分子。而电镜等辅助成像手段虽可观察多种细胞器，但仅能提供静态快照作为辅助。光学衍射层析显微成像具有光通量低，光毒性小的特点，可有效解决荧光成像遇到的问题。光学衍射层析成像系统中，先前的工作缺少荧光成像作为辅助，衍射层析图像中的多数结构缺乏标定，仅能进行形态学分析。传统光学衍射层析成像中，也仅对脂滴、染色体和线粒体进行了结合宽场荧光成像的鉴别标定。
新型冠状病毒的现场即时快检技术
项目采用“自下而上”的器件制备工艺来构建石墨烯或硅纳米线场效应晶体管，突破性地把冠状病毒抗体与抗原互作和核酸杂交作用转化为可监测的电学信号。该检测系统主要由可插拔式封装生物芯片和便携式电检测仪组成（如图所示），提供了一种有效、准确、高通量的新冠现场即时检测工具。
Janus药物共轭体
戴志飞
由于肿瘤具有异质性和耐药性等问题，单独使用一种药物通常难以取得良好的治疗效果，因此人们一直致力于设计可以装载多种抗癌药物的纳米载体，通过协同治疗作用来提高治疗效果。相比于单一或连续给药，联合用药可使癌细胞更不容易发展补偿性耐药机制。北京大学工学院团队和附属第三医院合作，设计合成了一种具有高度对称性的Janus药物共轭体Janus药物共轭体，即两亲性氟尿苷-喜树碱共轭化合物（JanusCamptothecin-FloxuridineConjugate,JCFC），它以季戊四醇分子为骨架，利用对肿瘤微环境敏感的酯键，分别将两个疏水性的抗癌药物喜树碱分子与两个亲水性的抗癌药物氟尿苷分子连接在一起。该JCFC共轭化合物在极性溶剂中可自组装形成具有类似脂质体双层膜结构的纳米胶囊（NCs）。
基于硫脲氢键活化的新型不对称Mannich-type反应研究
陈应春
正不对称Mannich-type反应是合成手性氨基化合物的重要方法,而研究一些新型的Mannich-type反应有利于获得新的手性构造单元。硫脲催化剂能够通过氢键作用活化N-Boc保护的亚胺,从而实现多种不对称Mannich-type反应的立体选择性合成。
新型环保高效纳米抗菌新材料
邓扬
PROTAC(PROteolysisTArgetingChimeria,蛋白降解靶向嵌合体):一种双功能的杂合小分子，通过合适的连接链将靶蛋白配体 与E3泛素连接酶配体连接，促使靶蛋白与E3连接酶形成三元复合物，从而使靶蛋白接近泛素化系统并实现靶蛋白的泛素化， 随后被蛋白酶体的26S亚基识别，最终导致靶蛋白降解。 ➢PROTAC技术最早由RaymondJ.Deshaies（美国两院院士）和CraigM.Crews（Arvinas公司创始人）等人在2001年提出，近年 来已成为药物研发领域的一个新兴方向，持续受到制药工业界以及投资圈的高度关注。《Nature》杂志评价基于PROTAC技 术的蛋白降解剂或许会产生下一代重磅炸弹药物。
优势寄生蜂种质资源挖掘与评价
林建兴
开展优势寄生蜂种质资源挖掘与评价：寄生蜂（赤眼蜂、平腹小蜂和烟蚜茧蜂）优势种质资源收集、活体保存及复壮，控害潜能评价；烟蚜茧蜂人工扩繁及寄生蜂保存技术研究，解决寄生蜂扩繁和利用效能的共性关键问题，将为高效利用天敌昆虫提供关键技术支撑。研发的关键技术及指标包括：1）寄生蜂优势种质资源质量管理，优势种质资源挖掘、活体保存及复壮；针对不同防治目标害虫需求，为用户提供优质寄生蜂；2）烟蚜茧蜂人工扩繁技术突破；3）寄生蜂控害潜能的评价。寄生蜂是农林害虫生物防治重要的天敌昆虫资源，规模化利用其防治害虫需要人工扩繁，室内繁殖寄生蜂多代以后会出现种质资源退化问题。我国开展卵寄生蜂（赤眼蜂、平腹小蜂）繁殖与应用技术研究已有很长的历史，单一蜂种的产业化扩繁技术已经成熟，但能够活体保存提供二十种以上优质赤眼蜂种的国内只有本所，国外也不多见。不同地理种群平腹小蜂，其野外适应性和控害潜能也有不同，经过评价选出优势种质资源加以利用，更能提高防控效果。研创以提高繁殖效率为技术核心的烟蚜茧蜂规模化人工扩繁技术，降低烟蚜茧蜂饲养成本，为大面积利用该寄生蜂提供技术保障。 项目提出体外培育赤眼蜂和僵蚜（烟蚜茧蜂）的低温储存技术，为延长货架期，适应农业生产害虫生物防治中对寄生蜂的大量需要。目前，通过该项目的研究，目前已申请发明专利7件，实用新型专利1件；发表SCI论文3篇；服务企业20家；活体保存了三种寄生蜂，提出了烟蚜茧蜂大量繁殖的质量控制的技术规程及其在高温条件下（≥28℃）繁殖技术、以及烟蚜人工饲料及烟蚜茧蜂饲养技术。
华南培菌性白蚁种质资源评价及产品质量鉴别
培菌性白蚁是具有饲用、医用、生物质能源利用价值及生态调节作用的资源昆虫，具很高的饲用价值，是药用动物穿山甲的主要食物；在抗炎镇痛、抗疲劳、免疫调节等方面具广泛的药理活性，但是目前缺乏深度开发的技术支撑。为了对培菌性白蚁种质资源饲用或药用价值进行创新利用，通过现代生物技术，评价华南培菌性种质资源及加工方式对资源质量的影响进行鉴别，以此提供理论依据和技术支撑，推动广东省特色生物产业的发展。 本项目对培菌性白蚁种质资源进行了调查，结合分子标记和形态特征，对培菌性白蚁进行了鉴定和修订，并分析了白蚁遗传多样性，进一步充实、完善对培菌性白蚁系统发育关系的认识，有助于推动我国土白蚁属乃至大白蚁亚科白蚁的分类学及种质资源评价研究。比较分析了华南优质培菌性白蚁土白蚁和大白蚁的营养成分、纤维素酶活性、代谢产物等，明确了培菌性白蚁的应用价值，为开发培菌性白蚁种质资源提供重要的基础数据及材料。项目中制备的土白蚁干粉可进一步开发成饲料添加剂、营养保健品以及药用活性成分，具有一定的市场应用前景。分析改进了白蚁从室内人工饲养繁殖到白蚁粉加工工艺。并将新工艺应用于珍稀野生动物穿山甲的规模化养殖中，配制出一种以白蚁为主要原料的成年马来穿山甲饲料，饲料易保存，加工方便简单，营养成分高，且易于消化，利于穿山甲的生长发育。申请发明专利4项：更高有益物质含量的白蚁的饲养方法及其饲养的白蚁及应用、一种收集白蚁有翅成虫的方法、一种室内养殖观察白蚁的装置、一种成年马来穿山甲饲料及其制备方法。但是目前培菌性白蚁应用的技术和工艺尚未成熟，仍需进一步挖掘与研发。
荔枝蒂蛀虫引诱剂关键组分的分子筛选与应用
我国是荔枝原产国和世界荔枝第一生产大国，占世界总产量约90%。然而，目前我国荔枝出口量并不大，广东作为我国荔枝生产大省，其出口量仅占总产量的5%。主要原因在于随着荔枝种植面积的扩大，荔枝蒂蛀虫(ConopomorphasinensisBradley)为害日趋严重。荔枝蒂蛀虫属鳞翅目细蛾科，是专一性危害荔枝和龙眼的重要害虫。 本项目利用荔枝蒂蛀虫与寄主之间专化并相互依存的特殊关系，研究和开发以嗅觉受体为靶标的荔枝蒂蛀虫生物防治新技术，通过寄主挥发物诱导，筛选对荔枝蒂蛀虫普通气味结合蛋白基因(CsGOBP)和化学感受蛋白基因(CsCSP)具有调控表达的高效的寄主挥发物的有效成分，并优化引诱剂组分和提取合成工艺，探索产业化生产荔枝蒂蛀虫引诱剂的关键技术。 本项目研发针对荔枝蒂蛀虫嗅觉受体靶标的引诱剂本项目通过准确定位害虫嗅觉作用靶标基因确定信息素的主要成分，提供一种昆虫生产高效引诱剂的新方法。根据寄主有效植物挥发物对荔枝蒂蛀虫嗅觉受体的调控表达量的不同确定引诱剂的关键组分。这是一种创制防治荔枝蒂蛀虫安全型“绿色引诱剂”的新思路。建立了以新型引诱剂为主的荔枝蒂蛀虫无公害防治技术体系通过这些关键技术能够减少化学农药的污染，实现荔枝蒂蛀虫的可持续控制，提高荔枝园有害生物管理水平，间接改善荔枝果品品质。 该项目立足于农业的可持续发展，研究开发高效的荔枝蒂蛀虫引诱剂，充分发挥以引诱剂为主的荔枝蒂蛀虫生物防治的各项关键技术。这不仅可以减少化学农药的用量，节省防治费用，而且降低了环境污染，提高了荔枝果品的品质。有利于实现经济、生态和社会效益同步增长，也为农业增产、农民增收、农村繁荣注入强劲动力。
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