生物虚拟实验室技术参数.docx
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生物虚拟实验室技术参数
二、项目技术要求
一.项目内容
项目号
项目名称
数量
1
单克隆抗体制备虚拟仿真实验
1
2
原生质体分离与体细胞杂交虚拟仿真实验
1
3
多环芳烃降解菌的分离及初步鉴定虚拟仿真实验
1
4
烟草叶片组织培养虚拟仿真实验
1
二、项目总体要求
1.本项目为整体打包项目，具体内容包括抗体制备虚拟仿真实验、原生质体分离与体细胞杂交虚拟仿真实验、多环芳烃降解菌的分离及初步鉴定虚拟仿真实验、烟草组织培养虚拟仿真实验。
2.技术要求：
系统采用B/S架构，后台有数据库支持；浏览器端支持windowsxp及win7、win8在内的主流操作系统；兼容ie、firefox、Chrome、360、搜狗等在内的主流浏览器软件；支持平板电脑等多种操作设备。
3.资质要求：
投标人需具体从事计算机软硬件技术开发、销售和技术服务；投标单位需要具备虚拟仿真实验开发的ISO9001质量体系认证证书；至少提供2个以上的虚拟仿真实验的软件著作权证书；投标单位需要有与生物学相关的虚拟仿真项目的合作案例（提供合同证明）。
4.制作团队要求：
制作方开发团队必须有一名生物学指导专家，需要提供生物学指导专家的聘用合同和联系方式及专业领域研究成果介绍。
5.工期要求：
合同签订后20个工作日内完成安装、调试，实现正常运动。
6.投标现场演示：
开标现场投标单位必须进行生物学方面虚拟仿真案例进行演示。
7.其他要求：
①本项目采购的软件应选用成熟、可靠的仿真平台开发。
以现场真实场景数据、仪器数据和典型设备数据为依据来设计系统整体仿真环境、仿真仪器和设备；
②仿真仪器与仿真设备的运行动作应该真实、可信，有表现力，符合真实；
③仿真软件应提供真实、逼真的特效，尽可能表现真实实验内容在实验过程中的工作状态和效果；
④软件应采用先进的仿真技术，逼真表现仿真对象和设备在流程中的形态变化；
⑤仿真软件采用面向对象设计，操作者通过对话框、菜单等简便的操作，能够对软件进行应用；
⑥提供操作痕迹记录功能，可记录操作者在场景中的步骤操作、内容选择，并能够将记录的内容导出，便于教师评定和指导学生改进；
⑦具有量化评价系统，可根据设备操作过程中实验操作步骤、数据采集、数据记录、结果分析等对学生的实验过程进行打分评价；
⑧仿真平台可对场景模型进行实时顶点优化和动态LOD设置调整，根据视觉效果调整优化比例，减少数据量，提高运行效率，千万面级大数据场景效率15帧以上;画面运行刘畅，无停滞感，系统响应及时；界面设计合理、美观，人机交互性好，便于操作；
8.质保及售后要求
①中标单位提供软件的免费质保期为三年，质保期自验收合格之日起计算；
②质保期内免费提供系统维护、升级等技术支持；
③.提供软件终身技术支持。
包括质保期后系统维护、扩充、升级等；
④要求提供全天候无间断的远程技术服务，24小时内对问题做出响应。
若电话或远程操作方式无法解决，两个法定工作日内到达现场进行解决；
⑤提供相关的技术文档，包括详细设计说明、数据库结构参数、程序源码、管理员及用户手册等；所提交的资料要同所提供的系统一致，并在系统升级时提供补充文档；
⑥免费提供系统使用和管理培训。
三.项目具体技术指标要求
项目1
单克隆抗体制备虚拟仿真实验技术指标要求
1.功能描述
本项目主要通过完成本虚拟仿真实验，掌握单克隆抗体的制备方法，可自行制备某特定抗原的单克隆抗体。
使学生清晰的了解单克隆抗体的制备方法，掌握制备方法和原理，以及制备过程中常见问题的解决方法。
虚拟实验项目要求画面运行流畅，虚拟场景逼真，符合国家关于信息化系统建设的标准规范。
虚拟实验操作过程中，学生能自主设计实验，老师能够对学生实验结果进行测试等，总之通过为学生提供虚拟项目平台，学生可以虚实结合，反复训练或设计实验，从而提高学生创新思维及创新实验技能。
虚拟实验自带实验后台设置功能，老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和文字题目。
2.虚拟实验开发内容要求
2.1开发形式：
要求网络版，并且基于Web的发布方式，采用三维内容嵌入式插件，嵌入IE9以上的浏览器中，用户通过网页访问虚拟实验内容，并且可以在浏览器中进行交互实验；
2.2仿真实验流程模块，具体要求：
2.2.1实验目的模块；
2.2.2实验基础知识模块；
2.2.3三维虚拟实验模块：
学生可以按流程进行完整的仿真实验，也可以任意选择一个步骤进行；
2.2.4仿真实验报告模块；
★2.2.5仿真实验评价模块（按照实验流程对每个仿真实验单元进行得分评价）；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.2.6后台设置模块：
老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和交互性的文字题目；现场演示生物学相关案例需演示此功能。
2.3仿真实验功能模块，具体要求
★2.3.1教学模式：
不需要学生操作，演示整个实验过程；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.3.2练习及考核模式：
学生虚拟操作进行实验，实验过程设置交互点，对交互点的知识采用考核计分方式。
现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.3.3随机模式：
系统自动传送到任意一个仿真实验步骤，学生开始进行虚拟仿真实验。
现场演示生物学相关案例需演示此功能。
3.虚拟实验开发内容
本项目包含单克隆抗体形成的主要过程，包括试剂和细胞、细胞融合和目标细胞的筛选、McAb的生产和纯化等。
模块一试剂和细胞
1.常用的标准培养液：
以RPMI1640或DMEM培养液为基础培养液
2.通用的添加成分：
L-谷氨酰胺（200mmol/L，1-2%）、丙酮酸钠（100mmol/L，1%）、2-巯基乙醇（0.1mol/L,0.05%）、灭活的胎牛或新生牛（未吃初乳）血清10-15%、适量抗生素和碳酸钠、由7种氨基酸组成的非必需氨基酸溶液
3.有关溶液（包括培养液）的配制方法
a.RPMI1640培养液配制
b.非必需氨基酸溶液配制
c.Hepes溶液（0.5mol/L）配制
d.丙酮酸钠溶液（100mmol/L）配制
e.谷氨酰胺溶液（200mmol/L）配制
f.2-巯基乙醇（0.1mol/L）配制
g.次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷溶液配制
h.氨基喋呤溶液
i.8-氮鸟嘌呤溶液
j.50聚乙二醇（PEG）溶液
k.生理盐水缓冲液
l.冷冻保存液
m.青霉素、链霉素（SP）溶液
n.新生牛血清
二、骨髓瘤细胞
三、免疫脾细胞
1.免疫动物
2.免疫程序
四、细胞融合剂
模块二细胞融合和目标细胞的筛选
一、细胞融合
1.骨髓瘤细胞与脾细胞的制备
2.融合过程
3.史良如报导的融合流程
二、杂交瘤细胞的选择培养
三、抗体检测与杂交瘤细胞的筛选
四、杂交瘤细胞的克隆化
1.克隆杂交瘤细胞的方法
a.有限稀释法
①材料
②方法
b.软琼脂培养法
①材料
②方法
c.甲基纤维分离法
d.显微操作法
e.荧光缴活分离法
模块三McAb的生产和纯化
一、McAb的生产
1.组织培养法生产McAb
2.动物（小鼠）体内生产McAb
二、McAb的鉴定
1.McAbIg类型鉴定
2.用SDS一聚丙稀酰胺凝胶电泳（PAGE）进行分析
3.用等电聚焦或免疫转印技术分析
三、辛酸-硫酸铵法纯化McAb
1.试剂和器材
a.试剂
①小鼠腹水
②硫酸铵
③0.06MpH4.8醋酸盐缓冲液
④0.lMpH7.4磷酸盐缓冲液（PBS）
⑤含137mMNaCl2.6mMKCl0.2mMEDTA的pH7.4磷酸盐缓冲液（PBS）
b.器材
①普通冰箱
②低温离心机
③电磁搅拌器
④紫外分光光度计
⑤天平
⑥透析袋
⑦塑料夹
⑧精密pH试纸
⑨烧杯
⑩量桶
⑪吸管
⑫滴管等
2.操作步骤
a.腹水4℃12000rpm离心15min，去除杂质；
b.取1份腹水与2份0.06M醋酸盐缓冲液混合，用HCL调pH值至4.5，室温搅拌下逐滴加入正辛酸33µL/ml腹水，室温搅拌30min；
c.4℃静置2h，使其充分沉淀；
d.4℃12000rpm离心30min，弃沉淀；
e.上清经砂芯漏斗或125µm的尼龙网过滤后，加入1/10体积的0.1MpH7.4PBS，用2MNaOH调pH值至7.6；
f.冰浴下于30min内加入0.277g/ml的硫酸铵，使成45％饱和度；
g.4℃静置1h以上；
h.4℃10000rpm离心30min，弃上清；
i.沉淀用适量含137mMNaC1、2.6mMKCl、0.2mMEDTA的pH7.4PBS溶解，于50-100倍体积的上述PBS中4℃透析过夜；
j.取少量透析后样品适当稀释后，以紫外分光光度计检测蛋白含量，SDS-PAGE检测抗体纯度。
3.注意事项
项目2
原生质体分离与体细胞杂交虚拟仿真实验项目
1.项目描述
应用计算机技术虚拟仿真实现原生质培养实验过程。
虚拟实验能够记录学生的参与情况和评价学生的实验效果，达到人机互动的实验效果。
虚拟实验项目要求画面运行流畅，虚拟场景逼真，符合国家关于信息化系统建设的标准规范。
虚拟实验操作过程中，学生能自主设计实验，老师能够对学生实验结果进行测试等，总之通过为学生提供虚拟项目平台，学生可以虚实结合，反复训练或设计实验，从而提高学生创新思维及创新实验技能。
虚拟实验自带实验后台设置功能，老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和文字题目。
2.虚拟实验开发内容要求
2.1开发形式：
网络版，基于Web的发布方式，采用三维内容嵌入式插件，嵌入IE9以上的浏览器中，用户通过网页访问虚拟实验内容，并且可以在浏览器中进行交互实验；
2.2仿真实验流程模块，具体要求：
2.2.1实验目的模块；
2.2.2实验基础知识模块；
2.2.3三维虚拟实验模块：
学生可以按流程进行完整的仿真实验，也可以任意选择一个步骤进行；
2.2.4仿真实验报告模块；
★2.2.5仿真实验评价模块（按照实验流程对每个仿真实验单元进行得分评价）；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.2.6后台设置模块：
老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和交互性的文字题目。
现场演示生物学相关案例需演示此功能。
2.3仿真实验功能模块具体要求
★2.3.1教学模式：
不需要学生操作，演示整个实验过程；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.3.2练习及考核模式：
学生虚拟操作进行实验，实验过程设置交互点，对交互点的知识采用考核计分方式。
★2.3.3随机模式：
系统自动传送到任意一个仿真实验步骤，学生开始进行虚拟仿真实验。
现场演示生物学相关案例需演示此功能。
3.项目2具体开发内容
环节一：
虚拟实验学习环节
一、虚拟实验目的
二、虚拟实验原理
环节二：
学生开始此次虚拟实验
一、1、实验场景及实验器材的三维虚拟化
①实验工具和器材
a.三维虚拟显微镜离心机
b.离心管
c.剪刀
d.镊子
e.吸管
f.小培养皿
g.载片
h.盖片
②三维虚拟实验用试剂
a.0.16mol/LCaCI.2.H2O
b.20%蔗糖液
c.酶解液
（注：
可多虚拟几种常用的渗透压稳定剂、质膜稳定剂供虚拟实验选择。
）
2、原生质体分离的方法
了解机械分离法的原理和优缺点
了解酶解分离法的原理和优缺点
二、虚拟实验的过程
1.虚拟实验材料：
油菜或菠菜或烟草
2.虚拟以下实验步骤
a.虚拟取材
b.虚拟分离原生质体
c.三维虚拟纯化
d.虚拟原生质体活力测定
e.原生质体培养方法
f.虚拟原生质体的发育和植株再生
环节三：
学生完成虚拟实验报告
1.简述植物原生质体制备的方法步骤
2.简述4种原生质培养方法的优缺点
项目3
多环芳烃降解菌的分离及初步鉴定虚拟仿真实验项目技术指标要求
1.项目描述
应用计算机技术虚拟实现多环芳烃降解菌的分离及初步鉴定实验的仿真过程。
虚拟实验能够记录学生的参与情况和评价学生的实验效果，达到人机互动的实验效果。
虚拟实验项目要求画面运行流畅，虚拟场景逼真，符合国家关于信息化系统建设的标准规范。
虚拟实验操作过程中，学生能自主设计实验，老师能够对学生实验结果进行测试等，总之通过为学生提供虚拟项目平台，学生可以虚实结合，反复训练或设计实验，从而提高学生创新思维及创新实验技能。
虚拟实验自带实验后台设置功能，老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和文字题目。
2.虚拟实验开发内容要求
2.1开发形式：
网络版：
基于Web的发布方式，采用三维内容嵌入式插件，嵌入IE9以上的浏览器中，用户通过网页访问虚拟实验内容，并且可以在浏览器中进行交互实验；
2.2仿真实验流程模块具体要求
2.2.1实验目的模块；
2.2.2实验基础知识模块；
2.2.3三维虚拟实验模块：
学生可以按流程进行完整的仿真实验，也可以任意选择一个步骤进行；
2.2.4仿真实验报告模块；
★2.2.5仿真实验评价模块（按照实验流程对每个仿真实验单元进行得分评价）；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.2.6后台设置模块：
老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和交互性的文字题目；现场演示生物学相关案例需演示此功能。
2.3仿真实验功能模块具体要求
★2.3.1教学模式：
不需要学生操作，演示整个实验过程；
★2.3.2练习及考核模式：
学生虚拟操作进行实验，实验过程设置交互点，对交互点的知识采用考核计分方式。
★2.3.3随机模式：
系统自动传送到任意一个仿真实验步骤，学生开始进行虚拟仿真实验。
2.3项目3开发内容
1、物品及无菌操作台灭菌
无菌操作台器皿准备
a.酒精灯
b.无菌喷壶
c.5ml移液器（照片）
d.无菌吸头盒（照片）
e.打火机
f.记号笔
g.无菌平皿
h.无菌接种环
i.无菌涂布棒
培养基
a.MSM液体培养基
b.MSM固体培养基
c.R2A液体培养基
d.LB固体培养基
e.LB液体培养
f.100mg/ml无菌氨苄青霉素储存液
g.蓝白斑筛选平板
培养基配方
a.MSM培养基（1L）
b.R2A液体培养基
c.LB固体培养基
d.蓝白斑筛选培养基
e.菲-丙酮溶液
2、多环芳烃降解菌的富集培养与平板分离
3、降解菌DNA分离
4、降解菌的16SrDNA的PCR扩增
5、琼脂糖凝胶电泳
6、降解菌16SrDNA的克隆和测序
项目4
烟草叶片组织培养虚拟仿真实验
1.项目描述
应用计算机技术虚拟仿真实现烟草组织培养实验过程。
虚拟实验能够记录学生的参与情况和评价学生的实验效果，达到人机互动的实验效果。
虚拟实验项目要求画面运行流畅，虚拟场景逼真，符合国家关于信息化系统建设的标准规范。
虚拟实验操作过程中，学生能自主设计实验，老师能够对学生实验结果进行测试等，总之通过为学生提供虚拟项目平台，学生可以虚实结合，反复训练或设计实验，从而提高学生创新思维及创新实验技能。
虚拟实验自带实验后台设置功能，老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和文字题目。
2.虚拟实验开发内容要求
2.1开发形式：
网络版：
基于Web的发布方式，采用三维内容嵌入式插件，嵌入IE9以上的浏览器中，用户通过网页访问虚拟实验内容，并且可以在浏览器中进行交互实验；
2.2仿真实验流程模块具体要求：
2.2.1实验目的模块；
2.2.2实验基础知识模块；
2.2.3三维虚拟实验模块：
学生可以按流程进行完整的仿真实验，也可以任意选择一个步骤进行；
2.2.4仿真实验报告模块；
★2.2.5仿真实验评价模块（按照实验流程对每个仿真实验单元进行得分评价）；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.2.6后台设置模块：
老师可以自主的后期添加和替换需要在虚拟实验过程中展现的图片和交互性的文字题目；现场演示生物学相关案例需演示此功能。
2.3仿真实验功能具体要求
★2.3.1教学模式：
不需要学生操作，演示整个实验过程；现场演示生物学相关案例需演示此功能；
★2.3.2练习及考核模式：
学生虚拟操作进行实验，实验过程设置交互点，对交互点的知识采用考核计分方式；现场演示生物学相关案例需演示此功能。
★2.3.3随机模式：
系统自动传送到任意一个仿真实验步骤，学生开始进行虚拟仿真实验；现场演示生物学相关案例需演示此功能。
2.3虚拟实验开发内容
本项目包含烟草组织培养的主要过程，包括培养基的配置、超净工作台的消毒杀菌、外植体的灭菌与接种等。
一、培养基的配置
1.取一只烧杯，加入150ML蒸馏水。
2.用电子天平称量7.5g蔗糖。
3.将称量好的蔗糖从天平上转移到纸片上，再从纸片转移到有蒸馏水的烧杯中。
4.用玻璃棒搅拌，直至蔗糖溶解。
5.用移液枪在铁盐母液中吸取2.5ml加入到烧杯中。
6.用玻璃棒搅拌均匀。
7.用量筒量取25mlMS大量元素母液。
8.将量取的母液加入烧杯中。
9.用玻璃棒搅拌。
10.用移液枪在MS有机成分母液中吸取2.5ml加入到烧杯中。
11.用玻璃棒搅拌。
12.用移液枪在MS微量元素母液中吸取2.5ml加入到烧杯中。
13.用移液枪吸取2ml0.5mg/ml到烧杯中
14.用玻璃棒搅拌。
15.将培养基母液转移到250ml容量瓶中。
16.并用蒸馏水定容。
17.盖上瓶盖充分摇匀。
18.将定容好的溶液转移到500ml的烧杯中。
19.用玻璃棒搅拌一下溶液，然后取出玻璃棒，用沾在玻璃棒上的液体进行PH测定。
20.用胶头滴管滴加1mol/L的NaOH溶液（或HCL溶液）。
21.用玻璃棒搅拌，再次检测PH值，反复滴加NaOH溶液或HCL溶液直至PH=5.8。
22.将调整好PH的培养基母液放在电炉上加热。
23.在电子天平上称量1.25g琼脂粉。
24.当溶液将要沸腾时，将1.25g琼脂粉加入烧杯中。
25.用玻璃棒在电炉上的烧杯中搅拌均匀，直至溶液完全透明。
26.将做好的培养基分装在锥形瓶中，瓶口用塑料纸和细绳包扎。
27.将培养基和实验所需物品放入高压灭菌锅进行高压灭菌。
二、超净工作台的消毒杀菌
1.点亮超净工作台的紫外线灯，照射30分钟。
2.关闭紫外灯，开启超净工作台风扇，至少二十分钟。
三、外植体的灭菌与接种
1.用火柴点燃酒精灯，
2.追加一个烧杯作为废液缸，垃圾丢进废液缸中。
3.用70%的酒精棉擦手进行消毒。
4.用70%酒精棉擦拭实验台面。
5.向装有清洗过的烟草叶片的烧杯中倒入70%酒精。
6.用手轻轻摇晃烧杯，让叶片充分与酒精接触。
7.30秒后立即将酒精倒出。
8.向烧杯中加入2%次氯酸钠消毒液。
9.摇晃烧杯10分钟。
10.将次氯酸钠消毒液倒出。
11.取下无菌蒸馏水瓶口上的封膜（无菌蒸馏水的模型上要密封）。
12.将瓶口在酒精灯上灼烧。
13.将无菌蒸馏水加入到烧杯中。
14.用镊子捏住叶片在蒸馏水中冲洗。
重复11-12步骤三次。
15.将解剖刀和取种镊子在酒精灯上灼烧。
16.将烟草叶片放在灭菌滤纸上。
17.用镊子和解剖刀将叶片切成小块。
18.将培养基的封口膜打开，在酒精灯上灼烧瓶口（此时培养基内为凝固体）。
19.用镊子将叶片接种于培养基表面，接种操作尽量靠近酒精灯。
20.将培养基封口。
21.将培养基置于25摄氏度的培养箱中进行避光培养。
22.培养两到三周后，在叶片周围长出愈伤组织。
23.再经过几周培养，愈伤组织上长出丛生芽。
24.再过几周，丛生芽发育成植株。
25.根据需要，移植到增殖培养基中生根。
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