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基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网(mit.caai.cn)2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。


  • 智能硬件竞赛作品——基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发

    作品名称:基于智能手机的牛奶体细胞计数系统开发
    参赛院校:河北工业大学廊坊分校
    指导教师:李军委
    团队成员:梅华强、焦程凯、吴红啸、郭媛媛、陈卓
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

    一、项目简介  本团队旨在研发一款用于牛奶体细胞计数生物芯片系统,用于检测生鲜奶品质和奶牛健康状况。开发了一套便携式显微光学成像系统以及一系列微流控芯片生物监测系统,与智能终端的高性能传感器和互联网结合,实现对牛奶体细胞进行廉价,快速,方便的科学计数检测,并通过手机APP界面显示反馈给消费者所检测牛奶的质量信息。 二、产品/服务  本团队在前期研究中,将牛奶体细胞作为研究对象,探索了其富集、检测等过程的运动行为,开发了一系列的微流控芯片、光学硬件和检测系统,取得了一定的成果,具体如下: (1)针对生鲜奶和体细胞的自身属性,对牛奶预处理技术和体细胞在微流控芯片上的灵活操控开展基础研究,并以此为依据开发微流控芯片 (2)开发了折纸式、掌上式、桌面式三款基于不同原理的显微成像系统,用于对微米尺度的牛奶体细胞进行显微放大,便于利用智能手机CCD成像;根据预先设计的纸质方案CAD图纸,激光切割硬质板卡纸,沿虚线折成成像系统框架外壳,组成折纸显微镜。将其与智能手机外壳装配,将微流控芯片插入预设的卡槽,组装完成光学成像系统。该系统配置有多组镜头,可以通过手动调节实现调焦  为了验证该系统的放大效果,此处采用采用低倍光学镜头(~50X),由低配置智能手机(苹果itouch 4,摄像头仅70万像素)拍摄,对植物类细胞的成像效果如图3所示。镜头为外购商业化石英微珠,经本创新创业团队特殊工艺改良加工而成。  在微流控芯片的操作单元上,牛奶经过脱脂、染色等预处理,流入观察区域微腔。其其成像效果如图4所示。采用高倍光学镜头(~200X),由普通智能手机(华为TIT-AL00,售价仅约800元,1300万像素)拍摄。 (3)搭建了微流控芯片自动控制平台,实现体细胞计数过程的自动化和智能化;开发了APP应用程序,实现基于智能手机等移动终端的牛奶体细胞计数功能,对奶牛乳房炎发病概率做出预警。图5所示的APP 界面Cell Counter配合微流控芯片的“九宫格”方案而设计,每组奶样取图9次,以其平均值作为体细胞浓度。  通过与天津市奶牛发展中心提供的奶样和测试数据对比,实现了对生鲜奶体细胞含量水平和奶牛乳房炎的及时现场检测,假阳性和假阴性率均不超过5%,同时利用移动网络实现对生鲜奶品质和奶牛健康状况的数据共享,对奶制品食品安全检测具有重要的现实意义。 三、产品市场分析:  针对奶制品食品安全的需求,本团队所开发的牛奶体细胞计数系统的本质是一系列便携化、易操作的细胞计数系统。细胞检测计数技术广泛应用于血液细胞检测、细菌浓度检测、疾病诊断与预测等医疗健康领域。随着物联网、智能家居和移动医疗的兴起,在家居环境下获取人体自身细胞的有效信息,利用智能终端和网络,足不出户地实现初步医疗诊断和检测,是提高全民健康意识和提升国民健康水平的有效手段。 伴随“十三五”规划建议落地,健康中国正式升级至“国家战略”,互联网医疗为核心的健康中国建设将成为“十三五”期间深化医疗卫生体制改革的重头戏。移动医疗、智慧医疗设计了一个理想的发展蓝图,并预测其将迎来五年的黄金发展期。与此同时微流控芯片技术在生物化学检测领域目前已取得初步成果,基于智能手机等移动终端的移动医疗技术也是国家“十二五”、“十三五”规划所重点支持的创新领域。基于此,我们设计制作了基于智能平台的低成本细胞计数系统。相应微流控芯片智能检测系统可以实现对牛奶体细胞的处理、检测与分析的快速化、自动化与微型化,并通过智能终端的高性能传感器和互联网,实现低成本的牛奶体细胞计数,为移动医疗用户提供一种可靠的食品安全检测手段。此外,本产品也提供一种初步健康诊疗手段,用于监控人或动物的健康状态。  细胞计数器(仪)属于精密仪器,主要体现在在临床诊断市场中,主要用于高校、医院、诊所,以及科研实验室形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限。本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  基于微机电系统的设计理念,本团队研发的便携式牛奶体细胞计数系统的产品成本较低,具有很强的价格优势。产品所具有的成本低、便捷、高效,结合基于智能手机和医疗诊断平台本产品在现场检测(POCT)和体外诊断(IVD)领域将会展现一系列传统方法不具有的功能与特点,这样的优势成为产品得到一定市场份额的敲门砖。  我们将初期目标市场确定为京津冀地区的家庭便用版本,此后逐步扩大市场使产品获得市场认可。公司发展后期则会健全分销体系,发展加盟产业,降低销售负担,主要进行产品的开发升级。 最后根据项目的实际情况,本团队对本项目的各项财务指标进行了测算。通过分析得出:项目所需的初始投资为40万元,其中包括自筹15万元,转让5%的股份吸引外部投资10万元,取得专利抵押贷款5万元和创业贷款10万元;三年期净现值为317744.053元,投资回收期为2.16年,三年期资本收益率为2.28%、31.77%、51.41%,本项目具备良好的发展潜力,极具投资价值。 四、市场竞争分析: 此处分别从横向和纵向分析现有的竞争情况: 目前市场上的牛奶体细胞计数仪形成生产和销售能力的厂家数量少,价格较高,产品使用范围有限,使得现有行业并不景气,以外国技术为主,同时根据功能与原理的区别分选出高中低不同档次。 直接镜检法是体细胞计数的标准方法,将均匀涂覆于基板的细胞用亚甲基蓝染色并干燥后在显微镜下直接计数,折算体细胞数(杜欣军,等.2011),也可荧光染色后在荧光显微镜下进行读数(Dosogne, et al. 2003)。该方法准确度高,但过程复杂费时,不适于现场快速检测。  CMT方法起源于加州,体细胞在遇到表面活性剂时收缩,凝集效应明显(Leelahapongsathon et al, 2014),根据凝集现象来判断体细胞的相对含量,该方法价格便宜,但不能得到体细胞具体数值(Thomas et al.2015)。上海、杭州、西北农林科技大学 等提出的SMT(Zhang et al.2014)、HMT(Wang et al.2015)和YMT方法由CMT改良得到。 库尔特计数器基于电阻抗原理,当牛奶中的颗粒物通过电极时导致脉冲,根据脉冲数目和阈值 可读出牛奶的体细胞数(Hoque et al.2015),但此方法需对牛奶进行15小时以上的预处理来 破坏脂肪颗粒提高信噪比。丹麦Fossomatic5000系列(Alejandro et al.2015)、荷兰Delta体细胞 计数仪(Ubaldo et al.2015)、美国Bently等高速体细胞计数仪(Ribeiro etal.2015)的出现大大提 高了检测的通量,但是设备昂贵。 为此,对牛奶体细胞检测技术的研究应力求开发一 种相对准确、成本适中的快速检测方法。此外,本产品以低成本、方便、快捷为主要出发点,行业在发展初期,面临的竞争压力小,市场容量大。  同类以智能终端为载体进行移动医疗的同类产品重要以血压、心跳等指标为检测对象,以智能手环、智能血压计、智能血糖仪、智能电子秤等设备为主要形式,此类产品可随时检测自己的心率、血压、睡眠监测等。但对于细胞水平的分析与诊断一定程度上尚处于空白阶段。  因此本系列产品,基于智能手机的牛奶体细胞计数系统,所面临的行业横向与纵向的竞争压力均较小。



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