《附件1：弗劳恩霍夫应用研究促进协会先进技术成果》由会员分享，可在线阅读，更多相关《附件1：弗劳恩霍夫应用研究促进协会先进技术成果（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1附件 1：弗劳恩霍夫应用研究促进协会先进技术成果（一）生命科学技术1. 可实时监测病人血压的植入式传感器无论是对医生还是患者来说，高血压都是一个严峻考验。为了更好地监控病情和及时采取必要的救治，需要对严重的高血压病人（10%的患者）的血压进行长期不间断的监测。但是这个不间断监测过程会对病人的生活带来诸多不便：病人必须随时携带一个血压记录仪，并将其固定在自己的身体上。一个充气臂式血压计会定时通过充气和放气来测量血压值，并记录下来。尤其在夜间，测量血压时发出的噪声和测量部位的压迫感极大地影响病人的睡眠。为此德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer-Gesellschaft，欧洲最著名
2、的应用科学研究机构）开发了一种特殊的微型传感器，可以植入股动脉，在实现对病人血压精确监测的同时，保证了病人日常生活的方便。这一研究项目受到了德国联邦教育与研究部（BMBF）的资助。医生可将弗劳恩霍夫开发的血压传感器植入在病人腹股沟下的股动脉中。这种传感器体积微小，连同封装外壳，总直径也不过仅仅 1 毫米左右，但它却可以在一秒钟内对血压至多进行 36 次测量。它通过一根可以弯曲的微型线缆与同样被植入腹股沟的皮肤下面的信号发射单元相连。发射单元先对传感器产信号进行模数转换和编码，然后将其发送到病人随身携带的一个手机大小的接收器中。除此之外，接收器还可根据需求，再将信息发送到医院的监测中心。由此医生
3、就可以在办公室中随时观察分析患者的血压了。由于研究者使用了特殊的 CMOS 器件，因而整个系统的能耗非常低。而且这个微小的植入系统可以通过线圈进行无线供电。可植入压力传感器还有其他一些用途，比如监测患者是否还有心脏供血不足等症状。弗劳恩霍夫开发的植入式微型传感器还可用于长期监控病人脑压和眼压。2. 能通过体液测量血糖指数的传感器技术对于许多糖尿病患者而言，检测血糖是每天生活的一部分。尤其是 I 型糖尿病患者，由于他们的身体无法产生胰岛素来分解血糖，所以每天必须密切关注自己的血糖指数。患者必须一天数次在测试条上滴血液进行测试，这是目前唯一能够探测血糖指数的成熟方法。每天这一过程给患者带来了疼痛和
4、不便，特别对于那些疼痛敏感的患者来说，每日的数次扎针是非常痛苦的经历。为了解决这一问题，德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会(Fraunhofer Gesellschaft, 欧洲最著名的应用研究机构) 开发了一种微型生物传感器来检测血糖。这种传感器可放置在患者体内，使用体液（例如汗水或者泪水）连续不断地测量血糖指数。采集到的数据信息可通过无线界面传递至一个移动接收器。患者因此能够持续稳定地观测自身的血糖指数。由于这种生物传感器仅 0.5 x 2.0 毫米大小，因此它的存在不会让患者感到不适。这并非是首个能通过体液测量血糖的生物传感器，但是之前的研究成果都由于过于笨重或精确度太低而无法实现商业应用。
5、而弗劳恩霍夫开发的这项只有两毫米长的新产品，利用了一种特殊的酶来促进生物电化学反应，使得测量结果非常精确，实现了技术上的重要突破。3. 能调节湿度的食品包装膜2在保存新鲜食品如生肉和沙拉产品过程中，呼吸和蒸发作用往往导致包装内部的高相对湿度。这会导致凝结水的生成以及水在产品内部的再分配，继而导致食品新鲜度和质量的损失。高湿度和冷凝水的存在同时也促进微生物（霉菌，细菌和酵母）的生长。但是，如果食品包装内部的相对湿度过低，同样会由于过度干燥而影响新鲜产品的品质。因此，开发能调节湿度的包装材料，对于延长新鲜食品的货架期和保持食品的质量，具有重要的意义。德国弗劳恩霍夫协会就此特别开发出针对新鲜食品包装
6、的能调节相对湿度的包装膜。该多聚体膜在成分中添加了无机盐，通过膜性状的改变和其他物化参数的调节，使得不同的包装膜具有不同的保存相对湿度，适应于不同产品的具体需求。这是一项崭新的包装技术。4. 德国弗劳恩霍夫生物样本库存储技术弗劳恩霍夫开发的核心技术是能够满足现代生物和医学样本库的一种新型的样品储藏和操作系统。Fraunhofer 提供的这种新型“智能化” 样本存储系统具有以下特点： a) 在样本库的核心架构实现半自动化或自动化的样本管理 （全世界独一无二的领先技术） b) 样本通过电子标识管理 （能实现自动化样本盘点，所有的样本存取、样本监控能做到实时管理，样本的相关数据能实时存储）（全世界独
7、一无二的领先技术） c) 通过多重标识系统将错误的概率降至最低 d) 世界上第一个实现的全自动化液氮样本存储链（全世界独一无二的领先技术） e) 样本库抗灾系统 除此之外，该系统还同时运用了高通量冷冻技术及精确降温冷冻控制技术。为保护这些新技术在欧洲与世界其他地区的应用，弗劳恩霍夫为该项技术的核心部分和样机申请了超过 40 项的专利技术（包括已经批准和在申请的专利数目）。 5. 欧盟认可的玻璃棉纤维肺部生物持久性测试 德国弗劳恩霍夫协会为玻璃棉纤维（矿棉纤维）的出口企业提供纤维的肺部生物持久性（生物降解性）测试（致癌性测试）。实验动物为大鼠，纤维注入方式为气管滴注。检测对象包含欧盟法规涉及的“
8、长纤维 ”（Long fibres fraction：长度大于 20 ?m，长度与直径比大于 3，半衰期要求小于 40 天）；以及德国法规涉及的“WHO ”纤维（WHO fibre fraction：长度大于 5 ?m；直径小于 3 ?m；长度与直径比大于 3，要求半衰期小于等于 40 天）6. 应用于组织工程的拥有血管结构的生物基质构造技术 3在普通组织培养中，细胞所需营养的运输、代谢产物的运输以及气体的交换都受扩散作用效力范围的限制，因此组织的长期培养以及较复杂组织和器官（或细胞新陈代谢旺盛的组织）的培养难以成功。为了解决以上困难，弗劳恩霍夫界面技术和生物工程研究所(IGB)的Mertsc
9、hing 教授成功研发了组织培养的血管构造技术。应用的血管组织来源于作了细胞降解处理的猪小肠。它的血管构架（配合人工的导流和静脉回流装置）可用于种植成人干细胞及其它初生细胞（比如内皮组织初生细胞）。在整个细胞组织的培养过程中，血管构架可以在一个受电脑控制的生物反应器的帮助下将新鲜的培养液送往培养组织各处，同时将代谢的废物运出组织。具有血管结构的培养组织可以高度模拟体内环境，应用范围主要包括：器官测试模型（肝脏、肿瘤、肠道等）的构造 应用于药物试验和化妆品试验（代替动物试验）器官移植该技术特别适用于：三维组织的培养（血管构造的空间支架作用）长期的组织培养复杂组织和器官的培养7. 新药毒理测试服务
10、（欧洲 GLP/GCP 标准）弗劳恩霍夫毒理学和实验医学研究所（Institut Toxikologie und Experimentelle Medizin, ITEM）是欧洲最有名的毒理研究机构之一，特别在呼吸毒理学的研究方面享有世界声誉。ITEM 期待与中国的药物研发机构（制药企业）在新型药物的（包括中草药）的安全性测试（毒理研究）方面开展合作。1. 分子水平研究（欧洲标准）通过分子毒理学的研究方法可以帮助药物研发单位（制药企业）在药物研发的早期阶段检测活性成分的毒性副作用： 新陈代谢研究和分子毒理学研究相应药物（有毒物质）转化酶的调控研究在原始和转基因细胞系里的药物测试以芯片技术为基础
11、的基因表达测试对由于新陈代谢引起中毒（转化毒）的分子机制的研究分子药物研究2. 体外测试（欧洲标准）体外的细胞实验是药物毒理研究的重要一环，它同时也起到了部分替代动物实验的作用：细胞毒性测试进行在原始和转基因细胞系中的药物测试药物新陈代谢研究体外细胞和组织的药物测试（人源、动物源）43. 体内测试（欧洲标准） ITEM 拥有欧洲最为先进的动物毒理试验室，可通过已建立的各种动物模型为制药企业承担动物试验：药物毒理学和药物动力学研究（啮齿类和非啮齿类动物）药物在组织（器官）中吸收、分配、转化和排泄的研究亚长期和长期的药物毒性研究药物的致癌性、致畸性、致突变性试验哮喘和过敏性疾病药物的动物模型用于药
12、效检测的动物（炎症感染）模型4. 临床实验（欧洲标准）ITEM 对适应症为过敏疾病、哮喘以及慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary diseases,COPD）的药物提供一到四期的临床实验服务。在这个领域 ITEM 拥有世界一流的研究优势、长期的实践经验以及最先进的有毒气体（空气悬浮颗粒）暴露试验室。8. T-REL 动物种类鉴定法动物肉类品种的鉴别是食品检测领域的一项重要技术。弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所（IME）开发了一种用于动物品种鉴别的新方法。这种方法称为末端限制性酶切片段长度多样性分析法（Terminal restriction frag
13、ment length polymorphism） ，简称 T-RFLP 法。T-RFLP 是基于聚合酶链式反应（PCR）建立起来的方法，该方法在 PCR 反应中加入荧光标记的引物，聚合产物酶切后经毛细管电泳分离进行比对分析。的肉类分析方法灵敏度高，可以区分生肉以及经高度加工过的动物肉类品种（如熟肉或罐头产品） 。该方法克服了普通 RFLP 法在一个样品中超过两种肉类就无法正常甄别的弊病，能够在一个样品中仅仅经过一次反应同时鉴定九种以上的肉类。除了肉类鉴别（猪肉、牛肉、羊肉、各种鱼肉等等）之外，该方法还可以用来鉴定动物制品的真伪，比如鉴定真假羊绒和动物毛皮。9. 来自于葵花籽的优质蛋白葵花是继
14、大豆、油棕、油菜之后世界上种植面积最大的油料作物。榨油后剩下的葵花籽油粕在市场上非常容易获得。它不仅蛋白质含量高 （30-50% ），而且不含毒性物质，不含过敏物质，绝大部分成分都适合于消化吸收，非常利于提取优质蛋白。但是到现在为止，这些油粕绝大部分只是被作为动物饲料使用， 未能进一步加工利用，非常可惜。这主要是因为葵花籽油粕中含有 2-4%的多酚物质，它们能和蛋白质发生化学反应，降低蛋白质的功能和价值，并导致提纯产物 颜色变深，从而限制了葵花籽蛋白质的生产和应用。德国弗劳恩霍夫加工工艺和包装技术研究所(IVV)开发了一种在酸性环境下提取葵花籽蛋白质的方法，并通过后续的去多酚工艺，实现 了高质
15、量蛋白质的提取。酸性环境能阻止多酚的共价结构跟蛋白质相结合。同时通过添加盐类物质使得在酸性环境下降低的蛋白质溶解率升高。该方法的蛋白质提取 率可以达到 70%。在后续的离子交换和吸附步骤中，99.5% 的多酚结构（包括单体的、极性多酚结构以及高分子的非极性多酚结构）被成功去除。最终得到的分离蛋白在颜色上明显变浅，所含多酚成分小于 0.5%。5从价格和安全性角度来说，葵花籽蛋白作为一种植物蛋白，相比于动物蛋白在食品行业中的应用更具有优势，也更容易被拥有现代健康意识 的消费者所接受。去除多酚的葵花籽蛋白味道纯正，蛋白特性优良，可以广泛应用于食品加工，也可以制成特殊的高档食品添加剂或保健品，供对大豆
16、蛋白过敏的人 群食用。IVV 研究人员通过沉淀和超滤工序得到了一种泡沫化作用非常好的分离蛋白（达到 80-100%的鸡蛋清蛋白的泡沫化功能）和一种乳化性能非常好的浓缩蛋白 （达到 60-70%的酪蛋白酸钠的乳化性能）。前者可以通过生产过程中的轻微变性处理使得其泡沫化功能进一步加强，在甜品和精制糕点行业有着良好的应用前 景。优质葵花籽蛋白提取工艺的实现使得油葵榨油行业更具经济价值。而在蛋白分离同时获得的副产品多酚也可作为天然抗氧化剂使用。此外，从蛋白提取后剩下的 残渣中可得到保水性能非常好的纤维素（12gH2O/g）。根据德国市场上各种产品的价格综合估计，每公斤向日葵籽油粕蕴含着 5-8 欧元的商业价值。10. 从亚麻籽油粕中提取蛋白粉和食用纤维素亚麻籽油因为富含 -亚麻酸是世界公认的健康植物油。亚麻籽榨油后的油粕中富含蛋白质（33-39%）和纤维素（45%），还含有抗氧 化、抗癌症的健康物质木酚素（1.2%），是进行食品深加工的良好原料，但是迄今为止它们大部分只是作为动物饲料来使用。这不仅因为亚麻中含有
