生物和医药技术领域2015年度项目申报指南
1.生物制造与制品
1.1生物大数据开发与利用关键技术研究
下设5个研究方向。
1.1.1生物大数据标准化和集成、融合技术
研究组学数据、医疗数据和健康数据集成融合关键技术，研究开发组学、医疗和健康数据信息模型与集成引擎，研究基于国内外标准规范的消息、文档等接口实现技术，基于下一代互联网技术网络安全技术和高吞吐量传输技术。
1.1.2生物大数据表述索引、搜索与存储访问技术
重点突破生物大数据资源描述和并行访问技术，构建生物大数据高效索引和可靠可扩展存储管理系统，基于语义的生物大数据资源检索、生物医疗数据关联搜索等关键技术，建立生物大数据资源搜索与获取服务系统。
1.1.3心血管疾病和肿瘤疾病大数据处理分析与应用研究
分别针对心血管疾病和肿瘤疾病，集成电子病历、图像影像、临床检验数据等多类型数据（覆盖50万以上个体人群，总数据量50TB），开展医疗大数据的处理、存储、分析、应用研究，为提高重大疾病的诊治水平提供大数据支撑。
1.1.4基于区域医疗与健康大数据处理分析与应用研究
选择覆盖100万以上个体人群，总数据量不少于100TB的区域医疗与健康数据，通过处理、存储、分析、整合，构建面向健康服务的知识库及支撑平台，并提供应用服务。
1.1.5组学大数据中心和知识库构建与服务技术
集成包括基因组、蛋白质组等组学数据，总数据量不少于100TB，至少60%以上的数据提供对外访问，重点突破个人基因组可视化技术，组学注释与疾病风险评估技术，建立组学大数据知识库及搜索引擎、数据挖掘和可视化分析平台。
1.2有机酸生物制造关键技术研究
下设5个研究方向。
1.2.1有机酸高产菌株选育技术和装置开发
研发广谱、高效的新型微生物细胞转化技术及装置，转化效率比电转化仪提高10倍以上，开发高通量突变菌株筛选技术及单细胞分选装置，成本和效率比传统技术改善1个数量级。
1.2.2有机酸生物合成途径构建与优化技术
以衣康酸、丙酮酸、3-羟基丙酸、苏氨酸等生产菌株为研究对象，系统改造有机酸合成过程，构建高效生物合成途径，开展生物合成途径的组装与优化技术，构建4-5种产量高、转化率高的有机酸生产菌株。
1.2.3有机酸生物催化剂的分子修饰和改造技术
针对α-酮戊二酸、α-氨基酸(氨基丁酸，叔亮氨酸，正缬氨酸等非天然氨基酸)产品生物制造，开发酶分子的修饰和改造技术，提高目的酶的活性、稳定性、底物/产物/有机溶剂耐受性等催化特性。建立酶催化生产有机酸中试应用示范，实现产物浓度≥100g/L，底物转化率≥95%，产品综合收率≥80%。
1.2.4有机酸发酵过程关键参数在线检测与控制技术
开发3-5种细胞密度、底物及代谢物在线检测装置，研制氧利用率、二氧化碳释放率和呼吸商等在线计算系统，开发有机酸发酵过程多参数在线检测和控制系统。相关技术和装置应用于3种以上有机酸生产，生产效率提高15%以上。
1.2.5有机酸高效分离技术和装备研究开发
针对葡萄糖酸、长链二元酸，研究开发高性能分离膜规模化制备技术、发酵分离耦合技术，研究开发新型结晶技术、智能化电渗析器和结晶装备，实现葡萄糖酸生产中酸、碱使用量较钙盐法减少80%以上，长链二元酸生产强度大于2.0 g/L·h，建立产业化示范。
1.3生物质合成气的快速气化与生物转化
下设3个研究方向。
1.3.1生物质合成气的生物转化研究
针对合成气生物转化能力低、转化品种少的问题，选育以合成气为原料转化合成乙醇、丁醇、生物聚合物的高效微生物菌株，研究生物质合成气的发酵工艺，实现中试示范。
1.3.2生物质快速催化气化关键技术研究
针对生物质气化制备合成气能耗高、效率低的问题，研究物料混合、微波辅助催化气化、气化过程控制等关键技术与装备，实现中试示范，减少半焦和焦油副产品，显著提高生物质的气化率。
1.3.3生物质合成气的气体回收和净化技术研究
针对生物质合成气能源与化工利用的需求，研究生物质合成气的气体回收和净化工艺，实现合成气的高纯度和热量的循环利用，完成技术集成，建立示范线。
1.4人与动物细胞非接触式识别关键技术与装置研究
下设3个研究方向。
1.4.1人与动物血液样品差异性光谱特征数据库和数学模型的建立
测定人及常见常用动物不同状态的血液样品参数（元数据），建立相应数据库，实现以综合指数方式区分人及常见常用动物不同状态的血液样品，建立可区分人及常见常用动物不同状态的血液样品的相应数学模型。
1.4.2超连续谱激光技术的研究
基于非线性光纤技术和全光纤熔接技术，形成超连续谱激光技术，达到光谱范围400nm-800nm，输出功率2W，功率输出不稳定度小于1%。
1.4.3人与动物细胞非接触式识别装备研发
采用衰荡光谱与透射光谱技术等方法，开发用于非接触式人及常见常用动物血液样品的识别装备，达到2分钟内检测一个样品，识别率高于95%。
1.5疫苗产业化共性技术和装备研发
1.5.1大规模动物细胞培养技术研究及装备开发（2013年指南补充征集内容，拟支持一个课题）
建立基于多尺度参数相关分析及代谢流分析的动物细胞培养过程优化策略，建立基于流场特性与细胞生理代谢特性的大规模动物细胞培养过程放大技术；研制哺乳动物细胞大规模培养装置，积极开展动物细胞大规模培养主体设备设计制造，建立符合GMP标准生产的50L-500L-3000L哺乳动物细胞培养生物反应器装备系统，开发GMP标准的各类动物细胞生物反应器装置技术及GMP标准模块化车间设计。
1.6营养化学品生物合成技术
1.6.1抗氧化类营养化学品生产菌的系统优化（2013年指南补充征集内容，拟支持一个课题）
进行抗氧化类营养化学品合成的微生物育种，提高辅酶Q10、虾青素等发酵水平，优化发酵工艺与分离精制工艺，降低发酵生产成本，提高产品质量，实现抗氧化类营养化学品发酵生产的产业化示范。
1.7药食同源生物资源挖掘关键技术与产品开发
1.7.1肠道微生态关键技术研究（2013年指南补充征集内容，拟支持一个课题）
集成消化系统疾病的肠道微生物宏基因组数据，开展肠道菌群临床功能研究、移植的关键技术和临床应用研究，研究开发用于肠道炎症性疾病防治的肠道微生态制剂。
2.医学科技
2.1再生医学前沿技术与应用研究
下设5个研究方向。
2.1.1组织再生型系列3D打印技术和装置研究
可手术台旁实时组织缺损扫描技术和装置，可复合细胞进行打印的植入型医用生物材料组合，活性细胞和生物材料打印技术和装置。可同时打印两种以上细胞，存活率75%以上。
2.1.2基于基因编辑技术的重大疾病治疗方法研究
利用核酸酶靶向修饰，针对白血病等重大疾病开展治愈疾病的新型治疗方法研究。
2.1.3干细胞多能性特异标志物挖掘与利用研究
研究可临床应用的干细胞在表观遗传水平及转录水平的分子标记和关键调控单元，挖掘特异的多能性标志物，针对成体干细胞及胚胎干细胞，分别确定3-5个鉴定关键标记物，建立完整的可应用于临床的干细胞判定标准。
2.1.4小分子诱导获得多能性干细胞关键技术
开发小分子化合物诱导人体细胞重编程，获得具有临床应用前景的种子细胞，建立病人特异的CiPS细胞系。
2.1.5引导组织再生的智能生物材料技术
研发新一代符合临床标准、可缓释细胞生长因子，具备定向调控细胞和诱导特定组织结构再生的智能材料技术体系和产品，开展临床研究。
2.2单细胞操纵、测序与实时成像技术应用研究
下设3个研究方向。
2.2.1单个活细胞内实时动态三维成像新技术及装置研究
开发单细胞表型原位鉴定、俘获及测序样品制备的集成装置，单个装置通量不少于10个单细胞。
2.2.2单细胞精确操纵与基因组测序新方法在肿瘤防治中的应用研究
建立单细胞水平上的精确操纵和控制技术，实现对于癌症病人外周血循环肿瘤细胞、癌症组织中肿瘤干细胞、实体肿瘤中微小转移灶的准确分离，准确率达到95%以上。
2.2.3单细胞精确操纵与基因组测序新方法在生殖医学领域的应用研究
建立单细胞水平上的精确操纵和控制技术，全基因组完整染色体的单倍型解析，单个生殖细胞（精子，卵细胞）及胚胎单细胞的全基因组测序及定量分析，应用于遗传疾病的诊断和筛查。
2.3脑神经功能重塑及临床应用关键技术研究
下设5个研究方向。
2.3.1活体多尺度结构成像与功能识别关键技术与装置研究
发展新一代无标记多光子成像技术和大脑功能网络调控关键技术，构建活体双光子激光成像系统，实现神经功能区和病灶识别。
2.3.2高分辨率光遗传调控新技术与新器件研发
构建脑片层次高时间分辨率膜电容膜片钳记录平台，实现对突触传递全过程重要环节的实时检测，开发新型感光蛋白及多点光刺激器件，优化时间与空间分辨率参数，实现精确调控大脑神经环路并建立新型疾病治疗手段。
2.3.3神经损伤后重建的周围神经移位新技术
开展诱导脑和外周神经良性互动与功能重建和中枢代偿技术研究，研发针对重症颅脑损伤的意识恢复电磁刺激技术以及感觉-中枢反应-运动通路有效重建技术。
2.3.4脑神经多模态定量化关键技术
制定脑神经多模态的数据采集与数据库规范化标准，开展脑神经多模态量化分析和识别、功能重建评估关键技术研究。
2.3.5视神经炎诊断、视神经功能评价设备的开发
研究具备客观化和数字化特点的功能检查技术与设备，研制客观暗适应功能检查设备、动态视觉检查设备、客观视力检查方法、色觉对比敏感度视力设备、动态瞳孔运动检查设备等。
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