一、项目研究背景：微量液体操控技术，在合成生物学、药物研发和个性化医疗等生命科学研究领域应用广泛。为跟上生命科学研究领域不断变革的步伐，液体处理方式也需要发生根本性变革。基于聚焦超声的液滴转移技术是一种全新的液体处理方式，其具备微小体积样品处理能力，自动化、低成本和高通量控制能力。目前，超声移液器主要被美国公司垄断，并且相关仪器在nL级液滴激发、液滴体积精准稳定控制以及高通量液体分配效率方面亟需技术突破。发展自主创新的高通量非接触式超声移液仪，不仅是我国生命科学和技术发展的核心驱动力，也将为DNA合成仪、组装仪、3D生物打印仪和核酸质谱仪等高端仪器的自主开发提供重要保障。
研究目标：以开发自主创新的高通量非接触式超声移液仪为目标，建立标准化、高通量化的微流体分配体系，开发具有自主知识产权、稳定可靠的高通量精密移液器产品，并实现该部件在自动化DNA合成仪、大片段DNA组装仪、生物打印仪和核酸质谱仪等高端仪器中的应用，推动生命科学领域的研究及相关产业发展。
研究内容介绍：以开发高通量、高效率、精准稳定的移液器为核心，突破高通量液滴均匀分配、移液模块与反应位点精准定位、低死体积流体池芯片及液滴碰撞后高效融合等关键技术，开展工程化开发、应用示范和产业化推广。
所属行业：生物医药及高性能医疗器械行业。
学院：精密仪器与光电子工程学院（精密测试技术及仪器全国重点实验室）。
负责人介绍：栗大超教授是天津大学讲席教授、博士生导师，国家科技创新领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，精密测试技术及仪器国家重点实验室副主任，人事处处长。所带领研究团队长期从事生物信息检测技术及仪器领域的研究，围绕生物流体芯片和纳米生物传感器这两种关键元器件及其3D微制造技术，自主研制了多种用于生物信息测量和生物制造的核心元器件，并开展了血糖动态连续检测仪、DNA合成仪和超声移液仪的开发工作，为突破我国生物医学领域精密仪器的空心化、卡脖子问题做出了贡献。
前期合作及工作基础：栗大超教授所在研究团队作为国内最早一批开展超声移液仪研制工作的团队，近年来致力于硬件设计、液体并行化处理、自动化控制和软件开发等关键技术研究，初步实现了移液仪的一体化集成。已搭建原理样机，可高通量传输5 nL - 40 nL体积的单个液滴，传输速度能达到100-200滴/秒，液滴的变异系数小于8%。目前，正依托天津大学教育部合成生物学前沿科学中心着手开展其在组织工程研究领域中的应用。另外，正在以与天津智谱仪器有限公司等单位联合筹建的“天津市高端分析测试技术装备创新联合体”为平台，致力于开发基于超声进样模块开发新型声波共振耦合激发进样串级质谱仪。预期目标：从进样通量、进样速度、试剂兼容性等角度，开发匹配新型质谱仪的超声进样模块，实现国产化新型质谱仪的研制。
二、技术情况
技术简介：超声移液技术作为非接触式液体分配的代表性技术，其分配效率高、液体适用范围广，并且能够避免接触式液体分配的交叉污染问题，是分配技术的未来发展趋势。然而，现有超声移液仪被美国公司垄断，并且相关仪器产生的液滴体积不够小、一致性不够高、速度不够快，无法满足迅猛发展的生命科学研究领域的应用需求。因此，将超声移液技术与微流控技术、精准控制技术结合起来，突破重大基础理论和关键核心技术，使其具备pL级液滴的高通量、高效率、精准稳定转移能力，成为当前精密移液器研发的重点。
技术优势：超声移液技术本身具备非接触式移液、无喷嘴设计、生物兼容性好、通量高等优势。在此基础上，通过研制高通量、低死体积流体池芯片，开发液滴分配的自适应功率调节及移液器智能集成技术，建立移液器性能评价体系及示范应用策略，突破了液滴分配一致性差、移液模块与反应位点难以精准定位、流体池芯片“死体积”量大以及连续液滴碰撞后无法高效融合等技术问题，并结合自动化技术，建立高通量、高效率、精准稳定的液体分配体系，解决我国DNA合成仪、组装仪等仪器核心关键部件主要依赖进口的现状，保障国家生物安全。
专利数量：申请国家发明专利3项，已授权1项。
成熟度：已完成高通量非接触式超声移液器自动化原理样机的研制。
三、产业化前景
应用场景：在合成生物学、药物研发个性化医疗等生命科学研究领域有着广泛的应用。
商业模式：采用“核心设备+耗材+服务”的复合模式。
输出产品：核心设备方面，主推实验室级高通量超声移液仪，单价约20万元-40万元，面向科研机构和药企。耗材方面：包括聚焦超声探头、高通量流体池等。服务方面：定制化设备开发服务，如协助开发基于超声移液技术的DNA合成仪、组装仪、3D生物打印仪等。
发展前景：预计2025年全球液体处理技术市场将达到55.5亿美元，并且每年以8.5%的增长率持续增加。然而，当前国产化高通量精密移液器仍存在移液精度差、效率低、试剂消耗量大、核心元器件严重依赖进口等诸多问题，阻碍了我国生命科学研究及相关产业的发展。团队开发的高通量液体分配新一代技术和自动化智能集成移液器，能为研究人员提供强大的实验工具和技术支持，实现高速、高精度的液滴操作和样品处理，大大提高实验的可靠性和重复性，减少人工操作时间，节约资源，推动生命科学研究领域的发展和进步，前景广阔。
潜在合作方：高校、药物研发公司等。
四、实施需求
资金需求：需1000万元-1500万元，涵盖原型机开发（400万元）、系统测试（300万元）及生产线建设等。
场地需求：1000 ㎡左右。
人员：需要声学领域工程师2人、微流控方向工程师2人、自动化控制及仪器开发工程师4人，运营管理人员5名，涵盖行政管理、财务、法务等。
投资与合作：股权结构：管理团队持股40%，创始人及技术团队30%，股权激励10%，合伙人20%。
