科创中国

本项目研究团队自主研发了面向生命科学的原位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的体细胞核移植，进而将该技术应用于猪克隆流程，成功获得了克隆猪仔。这是国际上首次利用机器人技术获得的克隆动物。

研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并通过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，实现了基于最小力的细胞拨动与细胞抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力最小。实验结果表明，基于最小力的细胞拨动与细胞抽核方法，显著减少了细胞拨动过程对细胞的伤害；后续细胞培养实验表明，与人工操作相比，细胞后续发育率显著提高,标志克隆成功的体外囊胚率从10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究团队分四批完成了 510 例核移植操作,并将这 510 枚克隆胚胎移植到 6 头母猪体内，两头母猪顺利受孕；4 月底，两头受孕母猪产下成活克隆猪 17 头。上述研究第一次用后续细胞培养成功率作为评测依据，建立了操作过程细胞受力情况与后续细胞发育的联系,得出了操作过程细胞受力越小，则伤害越小，最终细胞发育成功率越高的结论。该研究对其它机器人化生物操作有借鉴意义。在深度信息提取、显微视野拓展、超声振动细胞穿入等方面拥有多项专利。

自动化操作克隆技术为大量扩增祖父辈原种猪、大范围推广克隆技术用于种猪育种和实际生产应用提供了途径，这为我国解决大量快速“复制”优良动物品种、解决种猪育种“卡脖子”问题提供了方案。

据了解，我国种猪需求量巨大，每年种母猪更新量1300万头，种公猪更新量30万头以上。为适应育种规模化需求，赵新科研团队长期以来致力于进一步提升克隆全流程机器人操作水平，在批量化、自动化、精准化、规模化上下功夫，研究工厂化的自动化动物克隆育种技术体系，旨在为解决种业“卡脖子”问题不断提供科学的自动化方案。

南开大学是国内学科门类齐全的综合性、研究型大学之一，在长期办学过程中，形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色。学校有专业学院27个，学科门类覆盖文、史、哲、经、管、法、理、工、农、医、教、艺等。有国家“双一流”建设学科6个，一级学科国家重点学科6个（覆盖35个二级学科），二级学科国家重点学科9个，一级学科天津市重点学科32个。在第四轮全国学科评估中，14个学科进入前10%，其中5个学科进入前5%；在全球学科评价体系中，前1%学科15个，化学和材料科学进入前1‰。

近年来，微操作机器人系统已在天津市畜牧兽医研究所、军事医学科学院等多家单位进行了示范应用和推广，开展了绵羊体细胞克隆、斑马鱼胚胎注射、小鼠受精卵转基因注射等十余项示范应用，获得相关实验人员的广泛好评。

技术合作，攻克企业技术难题。