高雷诺数湍流

2018年3月21日，雷诺运动F1车队和珀金埃尔默公司宣布将长期延续双方的技术合作，珀金埃尔默将继续为雷诺运动F1车队提供创新的检测技术、信息科学和服务技能，确保赛车零部件的优异性能。 珀金埃尔默在车队的恩斯顿基地设立了一个专门的科学实验室，采用最新的热分析、红外光谱和成像技术进行主动监测、问题预防，以期提高车队F1赛车（即雷诺R.S.18）的性能。 雷诺运动F1车队的首席技术官鲍勃贝尔（Bob Bell）表示： “在赛车零部件经常接近结构极限的赛车运动中，质量控制至关重要。多年来，车队的材料实验室一直受益于与珀金埃尔默的技术合作。继续这一合作将加深我们对所用材料的了解，同时对赛车的安全性、可靠性等性能带来积极影响。” 珀金埃尔默发现和分析解决方案全球销售和服务总监兼副总裁卡尔雷蒙（Carl Raimond）表示：“珀金埃尔默很高兴能够继续与雷诺运动F1车队开展这一技术合作。这一合作关系的核心源自于与车队一起追求性能、质量和安全性的强烈愿望。我们期待双方相互支持，成为这一创新旅程上的行动伴侣，助力雷诺运动F1车队进入顶尖车队行列。” 关于珀金埃尔默作为全球领先的科研仪器和服务提供商，珀金埃尔默公司致力于为创建更为健康的世界而不懈努力。我们的业务涵盖医学诊断、科研和分析仪器等。我们在全球拥有9000名专业技术人员，时刻准备着为客户提供最优质的服务，帮助客户解决各项科学难题。我们在分析检测、医学成像、信息技术和售后服务方面的专业知识，以及深入的市场洞察力，可协助客户为改善我们的生活环境而不懈探索。2016年，珀金埃尔默年应收达21亿美元，为超过150个国家和地区提供服务，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默公司的信息，请访问PerkinElmer官方网站。

基于脂质纳米粒子（LNPs）的核酸药物递送系统已经被证明在基因编辑、癌症治疗、传染病预防、慢性病治疗等领域具有巨大潜力。微流控技术作为一种高效的可调合成平台，可以在LNPs的合成过程中精确控制流动参数，包括流量比、总流量以及脂质浓度等，从而实现不同尺寸的粒子合成。这对于实现不同器官的精准靶向具有重要意义，是当前科学研究的一个关键焦点。然而，将LNPs从实验室研发成功转化为临床应用仍然面临一个严峻的挑战：如何稳健地实现制备规模的放大。目前，规模化合成LNPs的方法主要分为并行化合成策略和通道尺寸扩大策略两种。虽然并行化合成策略原理简单，但需要建立复杂的系统以确保流量分配的稳定性，因此尚未在LNPs的工业制造中广泛应用。通道尺寸扩大策略则采用更大尺寸的单一芯片，提高了最大容许流量，并通过高流速下的湍流混合来确保极限尺寸纳米粒子的合成，例如受限撞击射流混合器和T型混合器。然而，尽管后者能够实现稳定的大规模生产，但在不同流速下难以维持一致的粒径和尺寸分布。因此，我们迫切需要一种创新性的方法，既能保证可扩展的合成，又能维持LNPs的一致性和稳定性。为此，中科大工程学院褚家如教授团队的李保庆副教授与生命科学与医学部田长麟教授团队深入研究后，提出了一种创新的脂质纳米粒子合成策略，即“等比例缩放通道尺寸实现LNPs的可扩展合成”。这一策略通过在三个维度上等比例缩放惯性微流体混合器，并且通过控制混合时间保持一致来确保一致粒径分布的LNPs的合成。这一策略为LNPs的大规模生产提供了实际可行的途径。相关研究成果已发表在Nano Research上。中国科学技术大学在读博士生马泽森和童海洋为共同第一作者。合作团队首先研制了一种高效的惯性流混合器，该混合器充分利用了流体的惯性效应，包括迪恩涡、分离涡以及分离重组效应，以显著提高混合效率。与其他惯性流混合器相比，这种混合器在更低的雷诺数下也能实现充分混合。利用这一混合器，合作团队研究了两种LNPs配方在不同混合时间下的粒径分布，发现混合时间和粒径之间存在良好的线性关系。因此，合作团队推测，通过在不同混合器中控制混合时间的一致性，可以实现具有相同粒径分布的LNPs的合成。基于这一构想，合作团队等比例缩放了该惯性流体微混合器，并使用高精度3D打印和激光加工制备了具有不同通道尺寸的芯片。这些芯片用于实现不同通量条件下的LNP筛选和规模化制备的一致性。对于管道尺寸小于100μm的芯片，选择了摩方精密nanoArch S130设备进行打印和加工，以确保尺寸得到精确控制，从而实现了小于1mL/min流量下均匀的LNPs的合成。此外，合作团队还基于流体力学的相似性理论进行了研究，通过量纲分析和实验标定，总结出了不同管道尺寸混合器实现相同混合时间的流量关系。经过实验验证，在相同的混合时间下合成的LNPs具有一致的粒径、分散性以及包封率。此外，合作团队还验证了具有相同粒径的LNPs在核酸递送方面的能力，成功合成了包封siRNA的LNPs，并证明了它们具有相同的基因沉默效力。总体而言，合作团队提出的“等比例缩放通道尺寸实现可扩展化合成”的策略为核酸药物的大规模生产提供了一种简单、可靠且稳定的途径。这一方法有望极大地加速LNPs药物从早期开发阶段迈向临床应用，推动核酸药物研发进入崭新的领域，为人类健康做出重要贡献。利用摩方精密nanoArch S130设备打印加工的管道尺寸分别为50μm和100μm的微流控芯片模具。其中XY方向上的精度为2μm，Z方向上的精度为5μm，样件尺寸为30mm×40mm。图1 惯性流混合器的结构以及原理示意图。(a)混合器的结构示意图。(b)利用混合器合成脂质纳米粒子的原理示意图。(c)混合器混合机理示意图。三种惯性流效应共同促进了混合，包括迪恩涡、分离涡以及分离重组效应。图2 利用计算流体力学仿真不同管道尺寸混合器的流型相似性。(a)前两个混合单元混合流型的顶部视图。(b)三种管道尺寸混合器在不同雷诺数下的流型相似性。图3 通道尺寸为100、250和500μm的混合器的前两个混合元件的流态俯视图。流动状态包括层流（Re=25和132）、瞬态流（Re=264）和湍流（Re=396）。图像经过数字处理以增强对比度。将溶解有黑色染料（0.025g/mL）作为示踪剂的去离子水和乙醇以3:1的FRR泵入混合器中。流动方向是从左到右。其中100μm的芯片是通过摩方精密nanoArch S130设备打印进行加工。图4 在相同混合时间下，不同通道尺寸的混合器合成具有一致粒径和尺寸分布的LNPs。(a)等比例缩放微混合器用于可扩展化合成LNPs。(b-c)在相同的混合时间下测量了两种LNPs配方的粒径分布。图5 一步对相同粒径LNPs核酸药物递送的性能评估。合成了包封因子VII siRNA后进行静脉注射，两天后测定因子VII活性。结果表明不同组别之间呈现一致的体内沉默效率。原文链接https://doi.org/10.1007/s12274-023-6031-1

关于发布&ldquo 十二五&rdquo 第四批重大项目指南及申请注意事项的通告 国科金发计〔2014〕45号 　　重大项目面向国家经济、社会可持续发展和科技发展的重大需求，选择具有战略意义的关键科学问题，汇集创新力量，开展多学科综合研究和学科交叉研究，充分发挥导向和带动作用，进一步提升我国基础研究源头创新能力。 　　重大项目采取统一规划、分批立项的方式，根据国家自然科学基金优先发展领域，在深入研讨和广泛征求科学家意见的基础上提出重大项目立项领域。侧重支持在科学基金长期资助基础上产生的&ldquo 生长点&rdquo ，期望通过较高强度的支持，在解决关键科学问题方面取得较大突破。 　　国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)现公布&ldquo 十二五&rdquo 期间第四批21个重大项目指南(见附件)。 　　一、申请条件 　　重大项目申请人应当具备以下条件： 　　1.具有承担基础研究课题的经历 　　2.具有高级专业技术职务(职称)。 　　正在博士后流动站或者工作站内从事研究、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的科学技术人员均不得作为申请人(即项目主持人和课题负责人)进行申请。 　　二、限项规定 　　1. 具有高级专业技术职务(职称)的人员，申请或者参与申请本批重大项目与处于评审阶段(申请和参与申请的项目在自然科学基金委做出资助与否决定之前)和正在承担(包括负责人和主要参与者)以下类型项目总数合计限为3项：面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目(不包括集成项目和指导专家组调研项目)、联合基金项目(指同一名称联合基金项目)、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目(申请时不限项)、国际(地区)合作研究项目(特殊说明的除外)、科学仪器基础研究专款项目、国家重大科研仪器设备研制专项项目、国家重大科研仪器研制项目、优秀国家重点实验室研究项目，以及资助期限超过1年的委主任基金项目和科学部主任基金项目等。 　　2. 申请人(不含参与者)同年只能申请1项重大项目。上一年度获得重大项目资助的项目主持人和课题负责人，本年度不得再申请重大项目。 　　三、申请注意事项 　　(一)项目申请接收与受理。 　　1. 本次公布的21个重大项目申请报送日期为2014年8月25日至29日16时。由自然科学基金委项目材料接收工作组负责接收申请书(联系电话：010-62328591)。 　　通讯地址：北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组(行政楼101房间) 　　邮　　编：100085 　　联系电话：010-62328591 　　2. 重大项目的资助期限为5年，申请书中的研究期限应填写&ldquo 2015年1月-2019年12月&rdquo 。 　　3.&ldquo 十二五&rdquo 期间重大项目只受理整体申请，要分别撰写项目申请书和课题申请书，不受理针对某个项目指南的部分研究内容或一个课题的申请。 　　每个项目课题设置不超过5个，每个课题一般由1个单位承担，最多不超过2个，项目承担单位数合计不超过5个(部分重大项目的课题设置和承担单位数有具体要求，以相关重大项目指南为准) 项目主持人必须是其中1个课题的负责人。 　　(二)申请人注意事项。 　　1.申请人应当认真阅读本通告和项目指南，不符合通告和项目指南的申请项目不予受理。 　　2. 重大项目的项目申请人须先在系统中填写&ldquo 项目申请书&rdquo ，并给该重大项目课题申请人赋予课题申请权限，未经赋权的课题申请人将无法提交申请。 　　3. 申请书的资助类别选择&ldquo 重大项目&rdquo ，亚类说明选择&ldquo 项目申请书&rdquo 或&ldquo 课题申请书&rdquo ，附注说明选择相关的重大项目名称，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理。 　　4. 申请书的报告正文应当按照重大项目正文提纲撰写。如果申请人已经承担与所申请重大项目相关的重大研究计划项目和国家其他科技计划项目，应当在报告正文的&ldquo 研究基础&rdquo 部分说明本申请项目与其他相关项目的区别与联系。 　　&ldquo 项目申请书&rdquo 中的&ldquo 主要参与者&rdquo 只填写各课题&ldquo 申请人&rdquo 相关信息 &ldquo 签字和盖章页&rdquo (可根据需求增加)中&ldquo 依托单位公章&rdquo 须加盖&ldquo 项目申请人&rdquo 所属依托单位公章，&ldquo 合作研究单位公章&rdquo 须加盖&ldquo 课题申请人&rdquo 所属依托单位公章。 　　&ldquo 课题申请书&rdquo 中的&ldquo 主要参与者&rdquo 包括课题所有主要成员相关信息。&ldquo 签字和盖章页&rdquo 中&ldquo 依托单位公章&rdquo ：须加盖&ldquo 课题申请人&rdquo 所属依托单位公章 &ldquo 签字和盖章页&rdquo 中&ldquo 合作研究单位公章&rdquo ：已经在自然科学基金委注册的合作研究单位，须加盖单位注册公章，没有注册的合作研究单位，须加盖该法人单位公章。 　　&ldquo 项目申请书&rdquo 和&ldquo 课题申请书&rdquo 应当通过各自的依托单位提交。 　　5. 申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书，下载并打印最终PDF版本申请书，向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。 　　6. 申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。 　　(三)依托单位注意事项。 　　依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核，并在规定时间内将申请材料报送自然科学基金委。具体要求如下： 　　1. 依托单位应在自然科学基金委规定的项目申请截止日期(8月29日16时)前提交本单位电子申请书，并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件(一式1份)及要求报送的纸质附件材料。 　　2. 依托单位报送纸质申请材料时，还应包括本单位公函和申请项目清单，材料不完整不予接收。 　　3. 依托单位提交电子申请书时，应通过ISIS系统逐项确认。 　　4. 依托单位可将纸质申请书直接送达或邮寄至自然科学基金委项目材料接收工作组(行政楼101房间)。采用邮寄方式的，请在项目申请截止日期前(以发信邮戳日期为准)以快递方式邮寄，并在信封左下角注明&ldquo 重大项目申请材料&rdquo 。请勿使用包裹，以免延误申请。 　　附件：1.&ldquo 风沙环境下高雷诺数壁湍流结构及其演化机理研究&rdquo 重大项目指南 　　2.&ldquo 基于锦屏深地实验室的核天体物理关键科学问题研究&rdquo 重大项目指南 　　3.&ldquo 基于三键化学的高分子合成&rdquo 重大项目指南 　　4.&ldquo 基于限域传质机制的分离膜精密构筑与高效过程&rdquo 重大项目指南 　　5.&ldquo 神经元形态发生和功能成熟的分子细胞机制&rdquo 重大项目指南 　　6.&ldquo 畜禽重要病原的致病机理研究&rdquo 重大项目指南 　　7.&ldquo 喜马拉雅山构造结碰撞变形过程&rdquo 重大项目指南 　　8.&ldquo 地球内部水的分布和效应&rdquo 重大项目指南 　　9.&ldquo 月球早期(45-30亿年)的地质演化&rdquo 重大项目指南 　　10.&ldquo 黑潮及延伸体海域海气相互作用机制及其气候效应&rdquo 重大项目指南 　　11.&ldquo 页岩油气高效开发基础理论&rdquo 重大项目指南 　　12.&ldquo 功能形面精确设计与性能保障的科学基础&rdquo 重大项目指南 　　13.&ldquo 大容量电力电子混杂系统多时间尺度动力学表征与运行机制&rdquo 重大项目指南 　　14.&ldquo 大型深海结构水动力学理论与流固耦合分析方法&rdquo 重大项目指南 　　15.&ldquo 雷达极化基础理论与关键技术&rdquo 重大项目指南 　　16.&ldquo 高速列车信息控制系统实时故障诊断与应用验证&rdquo 重大项目指南 　　17.&ldquo 光学旋涡光场调控基础科学问题及应用技术研究&rdquo 重大项目指南 　　18.&ldquo 大数据环境下的商务管理&rdquo 重大项目指南 　　19.&ldquo 应对老龄社会的基础科学问题研究&rdquo 重大项目指南 　　20.&ldquo 母胎相互作用与妊娠相关疾病&rdquo 重大项目指南 　　21.&ldquo 长非编码RNA调控网络在恶性肿瘤中的功能与机制&rdquo 重大项目指南 　　国家自然科学基金委员会 　　2014年6月19日