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2025年6月光遗传调控专利技术
2025-07-18 259

概况

根据本月的专利技术动态,汇总了36项专利,这些专利横跨多个不同的技术领域。其中,发明专利27项,实用新型专利9项。总共涉及166位发明人,申请人则来自24个不同主体,包括14家企业实体和10所高校或研究机构。

技术领域分布

技术领域

专利技术数量

IPC分类

生物医学工程与细胞调控

2

C12N15/90:基因编辑技术。
C12N15/113:调控表达的DNA或RNA片段。
C12N15/55:编码调节蛋白的基因。
C12N15/31:调控细胞功能的因子。
C12N5/10:经修饰的动物细胞。
C12N5/077:心肌细胞培养。
C12N13/00:电穿孔或光控转染技术。
C12M3/00:细胞培养设备。
C12M1/34:生物反应器。
C12M1/42:电穿孔设备

空间脑科学实验平台

2

A61B5/293:动物行为监测。
A61B5/369:脑活动记录。
A61N5/06:光遗传刺激。
A01K29/00:动物实验设备

光电子材料与器件

1

H10F71/00:半导体器件或其零部件的制造。
H10F77/12:二维材料及其异质结构的制备。
H10F77/14:石墨烯相关器件。
H10F30/222:基于超快光响应调控的异质结材料

电源管理与控制系统

1

H02J7/34:并联充电电路。
H02J7/35:自动切断充电电路

激光雷达与光学传感

1

G01S7/48:光雷达系统。
G01S7/481:信号处理方法。
G01S17/08:测距系统

光电薄膜材料制备

1

C23C26/00:非电解沉积薄膜。
C23F1/26:抗腐蚀涂层。
C22F1/18:金属材料的热处理和形变

光遗传控制装置与神经调控

1

A61B5/279:神经接口设备。
A61B5/257:脑电信号监测。
A61N5/06:光疗设备

合成生物学与多光响应元件

1

C12N15/29:植物基因调控。
C12N15/81:转基因技术。
C12N1/19:工程化微生物。
G02B27/00:光学系统设计。
C12R1/865:酵母菌株改造

神经调控与脑机接口系统

1

A61N5/06:光刺激治疗。
A61N1/36:神经电刺激。
A61N1/05:植入式电极。
G06F18/2131:神经信号处理算法

荧光指示剂与分子检测

1

C12Q1/6897:遗传编码的荧光探针。
C12N15/31:荧光蛋白。
C12N15/63:报告基因。
C12Q1/02:活细胞检测

image.png

图片来源:技术发展分析报告

申请人排行

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申请人排行AI解析内容

根据所掌握的数据,可以归纳整理出光遗传调控技术领域专利申请人的单位类型、地域分布及数量分布情况,并进一步分析该领域的研发竞争态势如下:

一、单位类型分析

从申请人类型来看,高校和科研院所占据主导地位。具体包括:

  • 高校:上海交通大学、华南师范大学、西南医科大学、浙江工业大学、华南农业大学、天津医科大学;

  • 科研机构:中国科学院深圳先进技术研究院、中国科学院长春应用化学研究所;

  • 企业:比亚迪股份有限公司、烟台艾睿光电科技有限公司。

其中,高校与科研机构合计占比达80%以上,表明当前光遗传调控技术的研发仍主要集中在学术研究机构,技术研发以基础研究为导向,产业化程度尚处于早期阶段。

二、地域分布分析

从地域分布来看,专利申请人覆盖了多个省市,显示出一定的区域发展均衡性,但也存在局部集中趋势:

  • 广东省:上海交通大学(部分研究机构设于广东)、中国科学院深圳先进技术研究院、华南师范大学、华南农业大学;

  • 上海市:上海交通大学;

  • 四川省:西南医科大学;

  • 山东省:烟台艾睿光电科技有限公司、中国科学院长春应用化学研究所(总部在长春);

  • 浙江省:浙江工业大学;

  • 天津市:天津医科大学;

  • 吉林省:中国科学院长春应用化学研究所;

  • 陕西省/其他地区:未见明显集中。

可以看出,广东、上海等地是光遗传调控技术研发的主要聚集地,尤其深圳作为科技创新高地,在该领域具有较强的科研实力。

三、专利数量分布分析

从专利数量来看:

  • 头部申请人(3项专利):上海交通大学、中国科学院深圳先进技术研究院;

  • 其余申请人(1项专利):共8家单位,均为高校、科研院所或企业中的个别创新主体。

整体呈现“两强领先、多点开花”的格局,说明该技术领域目前尚未形成高度垄断的专利壁垒,但已有若干核心机构初步建立起技术优势。

四、研发竞争情况分析

综合上述数据可知:

  1. 高校和科研机构是主要创新力量,反映出光遗传调控技术仍处于实验室研究向临床或产业转化的过渡阶段;

  2. 企业参与度较低,仅比亚迪和烟台艾睿光电两家公司进入前十,说明该技术的商业化路径尚不清晰或处于探索初期;

  3. 专利数量总体偏少,前十大申请人合计仅13项专利,表明该技术在国内仍属新兴领域,研发投入和产出规模有限;

  4. 竞争格局较为开放,尚未出现一家独大的局面,为后续更多机构进入提供了空间。

五、总结

综上所述,光遗传调控技术在国内正处于快速发展初期,高校和科研机构为主要推动力量,广东、上海等地具备较强的技术积累。尽管目前专利总量较少、企业参与度不高,但这也意味着未来在该领域的布局潜力巨大,尤其是在推动产学研协同创新方面具有广阔前景。随着技术成熟度提升,预计未来几年将有更多企业和资本介入,推动该技术向医疗、生物工程等应用场景加速落地。

专利地域分布

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专利地域分布AI解析内容

根据所掌握的数据,可以分析出在光遗传调控领域中,各地区的专利数量和占比反映了其技术创新能力、活跃程度以及竞争格局。以下是对数据的详细解读:

  1. 广东以8项专利、22.22%的占比位居第一,显示出较强的创新能力和技术活跃度。作为经济发达地区,广东在科研投入、产业转化能力方面具有优势,可能是该领域技术研发的核心区域之一。

  2. 浙江以6项专利、16.67%的占比紧随其后,表明其在光遗传调控领域的研发实力同样不容忽视。浙江近年来在高新技术产业发展迅速,可能在该领域也形成了较强的技术积累。

  3. 北京、上海、湖北均各有3项专利,各占8.33%。这三个地区均为国内重要的科研与教育中心,具备雄厚的高校和研究机构资源,虽然专利数量略低于广东和浙江,但其基础研究和技术孵化能力可能更为突出,未来有较大的发展潜力。

  4. 四川、山东、河南、福建各拥有2项专利,占比5.56%。这些地区在光遗传调控领域的参与度相对较低,但仍有一定的技术布局,可能处于起步阶段或聚焦于特定细分方向。

  5. 吉林仅拥有1项专利,占比2.78%,显示其在该领域的技术参与度较弱,可能受限于科研资源或产业配套条件。

从整体来看,广东和浙江是当前光遗传调控领域的主要技术策源地,竞争较为激烈;而北京、上海、湖北等地区则可能更侧重于基础研究或高端应用探索。其余地区虽然目前专利数量较少,但部分省份如四川、山东等地已开始涉足,说明该技术领域正在逐步扩散,未来可能会形成更多区域间的合作与竞争。

综上所述,光遗传调控领域的技术创新主要集中于经济发达、科研资源丰富的地区,随着技术的进一步成熟和应用场景的拓展,其他地区有望加快布局,提升自身的创新能力。

法律状态分布

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法律状态分布AI解析内容

根据所掌握的数据,可以对该技术领域的专利活跃程度进行如下总结分析:

从整体上看,光遗传调控领域的专利分布呈现出一定的活跃度,但也存在部分停滞或失效的情况。在所有法律状态中,“授权”状态的专利占比最高(40%),表明该领域已有相当数量的技术成果获得了正式的知识产权保护,具备较高的技术成熟度和潜在的商业化价值。

其次,“实质审查的生效”占比28.57%,说明还有较大比例的专利正在接受审查流程,处于技术验证与权利确认阶段,这反映出该技术领域仍在持续发展和更新,研发活动较为活跃。

“公开”状态的专利占比17.14%,意味着仍有一定数量的新申请尚未进入实质审查或授权阶段,可能代表最新的技术动向或尚未完全成型的技术方案,也体现了该领域技术信息的逐步扩散趋势。

其余法律状态(如专利权转移、专利权终止、驳回、视为撤回等)合计占比约14.29%,虽然每项单独占比不高,但它们的存在表明在该技术领域中,存在专利流转、技术淘汰或申请失败等情况,可能是由于技术更新快、市场竞争激烈或维护成本高等原因导致部分专利未能维持有效状态。

综上所述,光遗传调控技术领域的专利整体活跃度较高,既有较多已授权的成熟技术,也有一定数量正在审查中的潜在技术成果,显示出该领域正处于稳步发展和技术积累阶段。同时,存在一定比例的无效或终止专利,也提示该领域存在技术迭代和市场筛选的过程。

创新点与技术突破

创新点:

技术主题

创新点说明

相关专利

光响应材料与器件

开发了多种新型光响应材料,如转角石墨烯-二硫化钨异质结、二氧化钛异质结薄膜等,并实现了其在光信号调控中的应用。

1

光遗传学技术应用

将光遗传学应用于心肌细胞电生理特性优化、神经调控及动物行为学测试,推动生物医学工程领域的发展。

2

激光雷达信号处理

提出了一种用于激光雷达的光信号处理方法,提高了探测精度和数据处理效率。

4

光信号延迟技术

利用荧光效应实现光信号延迟,为光学信息处理提供了新的解决方案。

31

光控基因表达系统

构建了盐藻光调控基因表达载体,拓展了光控技术在合成生物学中的应用。

32

技术突破:

技术主题

突破点说明

相关专利

空间脑科学实验装置

研发了适用于空间环境的脑科学研究光遗传装置和实验系统,突破了传统地面实验限制。

20

光电一体化通信系统

基于光电振荡器开发了可调谐K/W波段OFDM雷达通信一体化系统,显著提升了通信性能。

11

光控纳米探针技术

设计了细胞膜靶向纳米探针,实现了对神经元钙离子流动的高效光响应调控。

17

植物光信号调控机制

发现了牡丹PsCIP7蛋白和草莓WRKY71基因在光信号调控中的作用,揭示了植物生长的新机制。

10

全光学闭环调控系统

构建了清醒动物的全光学闭环多色荧光调控系统,实现了高精度的动态神经调控。

23

应用前景

以下是基于应用前景的简要分析及排行:

排行

专利名称

前景分析

1

一种基于超快光响应调控的转角石墨烯-二硫化钨异质结材料及其制备方法

该材料在高速光电探测器、可调谐光电子器件和新型量子器件中具有广泛应用潜力,尤其适用于需要快速响应和高灵敏度的先进光学系统。

2

基于光遗传学调控的iPS来源心肌细胞电生理特性优化方法

可用于心脏疾病研究、药物筛选以及个性化医疗领域,通过精准调控心肌细胞功能,提升再生医学的应用水平。

3

控制系统和供电设备

适用于工业自动化控制、智能电网管理以及新能源系统的稳定运行,提高设备能效和安全性。

4

一种用于激光雷达的光信号处理方法及激光雷达

广泛应用于自动驾驶、机器人导航、三维建模和环境监测,提升激光雷达的精度和实时性。

5

原位制备光响应可调控的二氧化钛异质结薄膜的方法

适用于太阳能电池、光催化降解污染物和环境净化技术,有助于开发高效绿色能源和环保材料。

6

一种光遗传控制装置

可用于神经科学研究、行为学实验和脑机接口系统,实现对神经活动的非侵入式精确操控。

7

串联式多光响应元件及设计方法及应用

适用于构建复杂光控逻辑电路、智能传感器和仿生系统,拓展光响应材料在信息技术中的应用边界。

8

一种基于神经振荡相位的动态光遗传神经调控系统

有望用于治疗神经系统疾病如帕金森病、癫痫等,并推动脑功能调控技术的发展。

9

光遗传控制下的遗传编码荧光指示剂及其应用

可用于活体细胞内信号分子动态监测,在神经科学、发育生物学和癌症研究中具有重要价值。

10

牡丹响应光信号调控花果性状的蛋白及编码基因PsCIP7与应用

在园艺植物育种和农业光调控栽培中具有应用前景,有助于培育优质高产作物新品种。

11

基于光电振荡器的可调谐K/W波段OFDM雷达通信一体化系统

适用于下一代无线通信、毫米波雷达和军事侦察系统,实现高速数据传输与目标探测的融合。

12

phyB蛋白在调节植物抗高光中的应用

可用于改良农作物耐光性状,提高植物在强光环境下的生存能力,促进设施农业发展。

13

一种利用全光控忆阻器实现非易失性布尔逻辑的方法

推动类脑计算芯片和低功耗光控存储器的发展,适用于未来人工智能硬件架构。

14

一种多功能双光子显微成像系统

广泛应用于神经科学、细胞生物学和医学诊断,提供深层组织高分辨率成像解决方案。

15

空间脑科学动物实验光遗传装置

支持在微重力环境下开展神经机制研究,助力航天医学和空间生命科学探索。

16

一种紫外/可见光响应界面酶催化制备风味酯的方法

适用于食品添加剂、香料工业和绿色化学合成,提升产品品质并减少环境污染。

17

一种细胞膜靶向纳米探针及其制备和在光响应调控神经元钙离子流动上的应用

可用于神经信号传导研究、药物开发和疾病诊断,增强对神经网络动态的理解。

18

草莓WRKY71基因及其在草莓品种育种中的应用

有助于培育抗逆性强、口感优良的新品种草莓,提升水果产业经济效益。

19

一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用

适用于生物医药材料、伤口敷料和柔性电子器件,延长产品使用寿命并提高安全性。

20

空间脑科学动物实验系统

为研究太空环境中大脑功能变化提供平台,支撑未来长期载人航天任务规划。

21

空间脑科学动物实验光遗传装置

进一步完善空间神经科学研究工具链,提升在轨实验的可控性和数据准确性。

22

基于全光混沌调制的自由空间轨道角动量广播通信系统

适用于高容量卫星通信、保密通信和城市无线光通信,提升频谱利用率和信息安全水平。

23

一种用于清醒动物的全光学闭环多色荧光调控系统

推动行为神经科学和脑机交互研究,实现对动物行为的实时反馈调控。

24

一种基于二维铁电半导体的光调控铁电存储器件及其制备方法

适用于下一代非易失性存储器和光控逻辑器件,提升信息存储密度和响应速度。

25

一种光响应器件的测试装置

为光电器件研发提供标准化检测手段,加速新材料从实验室到市场的转化进程。

26

基于光遗传调控的人体神经接口系统及方法

可用于康复医学、假肢控制和脑机接口,提升患者生活质量并拓展人机交互方式。

27

一种动物行为监测系统

适用于药理学研究、神经疾病模型评估和行为分析,提高实验数据的客观性和重复性。

28

一种检测水稻叶片中叶绿体经光处理后分布情况的方法

有助于研究植物光适应机制,指导作物光合效率优化和高产栽培策略制定。

29

一种双响应水凝胶墨水的制备方法

适用于3D打印智能材料、药物递送系统和柔性传感器,拓展水凝胶在生物医学领域的应用范围。

30

一种昆虫细胞的光控表达载体及应用

可用于生物反应器生产药物蛋白、昆虫行为研究和害虫控制技术开发。

31

一种利用荧光效应实现光信号延迟的方法和装置

适用于光缓存器、光计算和光通信系统,提升光信息处理的灵活性和效率。

32

盐藻的光调控基因表达载体及其制备方法与应用

可用于生物燃料生产、营养补充剂开发和环境修复,提升盐藻在工业生物技术中的应用价值。

33

光遗传学调控的动物行为学测试平台

为研究神经环路与行为关系提供标准化工具,广泛应用于心理学、药理学和神经科学领域。

34

植入式在体电转染装置

可用于基因治疗、肿瘤局部干预和组织再生,提高基因传递效率和靶向性。

35

一种大功率光信号传输系统的眼保护设备与方法

保障操作人员眼部安全,适用于激光加工、医疗激光和军事激光系统防护需求。

36

真菌光培养生产代谢产物的装置及方法

提升真菌次级代谢产物产量,广泛应用于抗生素、保健品和功能性食品的工业化生产。


上述专利主要集中在光响应调控、光遗传学技术、新型光电材料与器件、生物医学工程及空间脑科学实验装置等领域,具有广泛的应用前景。这些技术不仅推动了基础科学研究的发展,还为医疗健康、智能传感、新型信息处理系统等行业提供了创新解决方案。


持续研发与改进建议

以下是基于应用前景的简要分析及排行:

ID

专利名称

研发与改进建议

1

一种基于超快光响应调控的转角石墨烯-二硫化钨异质结材料及其制备方法

进一步研究其在柔性电子器件中的应用,并探索其在极端环境下的稳定性以拓宽使用范围。

2

基于光遗传学调控的iPS来源心肌细胞电生理特性优化方法

结合人工智能算法优化光刺激参数,实现对心肌细胞活动更精准的动态控制。

3

控制系统和供电设备

集成无线能量传输技术,提高系统的便携性和在复杂环境中的适应能力。

4

一种用于激光雷达的光信号处理方法及激光雷达

引入自适应滤波算法,提升在恶劣天气条件下的探测精度和可靠性。

5

原位制备光响应可调控的二氧化钛异质结薄膜的方法

开发大规模连续生产技术,降低制造成本并推动其在工业催化领域的应用。

6

一种光遗传控制装置

优化光学模块设计,减小体积并增强多通道调控能力,适用于更多实验场景。

7

串联式多光响应元件及设计方法及应用

探索其在生物计算系统中的应用潜力,构建更复杂的光控逻辑网络。

8

一种基于神经振荡相位的动态光遗传神经调控系统

结合脑机接口技术,实现对神经活动的实时反馈与闭环调控。

9

光遗传控制下的遗传编码荧光指示剂及其应用

提升荧光信噪比,开发多色荧光探针以支持多重信号同时监测。

10

牡丹响应光信号调控花果性状的蛋白及编码基因PsCIP7与应用

开展转基因植物研究,验证该基因在其他经济作物中的通用性与效果。

11

基于光电振荡器的可调谐K/W波段OFDM雷达通信一体化系统

优化系统抗干扰能力,探索其在高速移动平台上的稳定通信性能。

12

phyB蛋白在调节植物抗高光中的应用

结合合成生物学手段,设计光响应开关以实现对植物生长环境的智能调控。

13

一种利用全光控忆阻器实现非易失性布尔逻辑的方法

提升器件的耐久性和响应速度,探索其在类脑计算芯片中的集成应用。

14

一种多功能双光子显微成像系统

增加自动化图像分析功能,提升数据处理效率并降低操作门槛。

15

空间脑科学动物实验光遗传装置

改进装置的模块化设计,便于快速更换不同实验配置以适应多种行为学研究。

16

一种紫外/可见光响应界面酶催化制备风味酯的方法

优化催化剂循环使用性能,提升工艺绿色化水平并降低成本。

17

一种细胞膜靶向纳米探针及其制备和在光响应调控神经元钙离子流动上的应用

增强探针的生物相容性,延长其在体内的作用时间以支持长期实验需求。

18

草莓WRKY71基因及其在草莓品种育种中的应用

结合CRISPR等基因编辑技术,精确调控该基因表达以培育新型优质品种。

19

一种自愈合水凝胶的制备方法及其产品和应用

探索其在药物递送系统中的应用,开发具有响应释放功能的智能型水凝胶载体。

20

空间脑科学动物实验系统

集成多模态数据采集功能,提升系统对神经活动的综合解析能力。

21

基于全光混沌调制的自由空间轨道角动量广播通信系统

优化系统安全性机制,提升在开放环境中抵御窃听的能力。

22

一种用于清醒动物的全光学闭环多色荧光调控系统

提升系统的实时性与灵活性,支持更复杂的神经回路研究任务。

23

一种基于二维铁电半导体的光调控铁电存储器件及其制备方法

优化器件的读写寿命,探索其在低功耗存储器中的实际应用价值。

24

一种光响应器件的测试装置

增加远程监控与数据分析功能,提升测试过程的智能化与便捷性。

25

基于光遗传调控的人体神经接口系统及方法

加强人机交互友好性设计,确保系统在临床应用中的安全性和舒适度。

26

一种动物行为监测系统

融合深度学习技术,实现对复杂行为模式的自动识别与分类。

27

一种检测水稻叶片中叶绿体经光处理后分布情况的方法

开发配套软件工具,实现图像数据的自动分析与可视化展示。

28

一种双响应水凝胶墨水的制备方法

优化打印分辨率与结构稳定性,拓展其在组织工程支架中的应用潜力。

29

一种昆虫细胞的光控表达载体及应用

提升表达效率与特异性,探索其在生物反应器中的规模化生产应用。

30

一种利用荧光效应实现光信号延迟的方法和装置

优化延迟精度与稳定性,探索其在光计算系统中的潜在用途。

31

盐藻的光调控基因表达载体及其制备方法与应用

提升载体的转化效率与表达强度,推动其在生物燃料生产中的应用进展。

32

光遗传学调控的动物行为学测试平台

增强平台的扩展性,支持多种实验范式的灵活切换与数据整合。

33

植入式在体电转染装置

优化微创设计与生物兼容性,提升其在临床治疗中的可行性与安全性。

34

一种大功率光信号传输系统的眼保护设备与方法

开发智能感应机制,实现对不同强度光信号的自动防护调节。

35

真菌光培养生产代谢产物的装置及方法

优化光照均匀性与温控系统,提升产物产量与一致性。


根据提供的专利信息,研发与改进建议聚焦于提升技术实用性、拓展应用场景及优化性能。以下为具体建议:


侵权规避建议


在侵权规避方面应注意以下几点:

  1. 避免直接复制专利技术方案:对于上述涉及材料结构、调控方法、装置设计等的发明专利和实用新型专利,应避免直接使用其权利要求书中所保护的技术特征。例如,在开发光响应材料或光遗传控制装置时,需确保不完全照搬相关专利中的具体结构、组分比例或控制逻辑。

  2. 注重技术细节差异化设计:针对如“转角石墨烯-二硫化钨异质结材料”、“iPS来源心肌细胞电生理优化方法”、“光信号处理方法及激光雷达”等核心技术点,应在实现类似功能的前提下,通过改变材料组合、调控机制、算法模型等方式进行差异化设计,以规避落入专利保护范围。

  3. 关注专利类型与法律效力差异:实用新型专利(如控制系统、实验装置、测试设备等)虽未经过实质审查,但一旦授权仍具有法律效力,应同样予以规避。可考虑对其实用新型结构进行改进或替代性设计,如更换连接方式、调整组件布局等。

  4. 注意跨领域技术融合的侵权风险:部分专利涉及多学科交叉,如“光遗传+神经调控”、“光电振荡器+雷达通信”、“光响应+生物医学”等,若在产品中融合多个技术领域,需特别注意是否存在已有专利对这些组合应用进行了保护。

  5. 开展FTO(自由实施)分析:在产品开发前期,建议对目标市场进行FTO检索与分析,尤其是针对第6、8、9、26等涉及光遗传学核心应用的发明专利,以及第4、11、31等涉及光信号处理与通信系统的专利,评估是否可能侵犯他人专利权。

  6. 加强自主研发与专利布局:在规避现有专利的同时,建议围绕自身创新点进行专利申请,形成自主知识产权,特别是在光响应材料调控、光遗传装置小型化、闭环神经调控系统等领域,提升技术壁垒和市场竞争力。

  7. 注意地域性保护原则:上述专利均为中国专利,若产品出口至其他国家,需另行检索目标国家/地区的相关专利情况,避免因地域性差异导致的侵权风险。

综上,企业在技术研发和产品设计过程中,应结合专利内容进行充分的规避设计,并辅以专业的专利分析和法律咨询,确保技术成果的合法实施与商业化推广。


报告内容均由科易网AI+技术转移和科技创新数智化应用工具生成,仅供参考!

关键词:月光,专利技术,概况,汇总
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生物科技与医疗

关于“生物医药”领域的情报快讯、技术分析、产业分析等资料参考

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