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一种基因工程红球菌及其构建方法与应用
1. 痛点问题
红球菌是具有高抗逆性（耐有机溶剂、耐高温、耐酸碱）的特殊放线菌，日本30年前首先使用红球菌高效催化丙烯腈水合生产丙烯酰胺——其聚合产物广泛用于石油开采、水处理、土壤改良剂等领域——迄今为止仍是工业生物技术领域最成功的案例之一。开发红球菌基因编辑方法，一方面可以实现红球菌细胞自身性能的按需调控（如敲除副产物基因），解决丙烯酰胺、丙烯酸铵等酰胺、羧酸类大宗/精细化学品生产中的高成本和高排放问题，另一方面有望以红球菌细胞为普适性宿主，高表达各种外源功能酶，从而实现重组红球菌全细胞催化技术的普遍应用，尤其是解决手性医药中间体现有制备工艺中路线长、工艺复杂、原子经济性差、环境污染严重等各种主要问题。但是，作为一种革兰氏阳性放线菌，红色红球菌存在基因组中GC含量高、基因转化率低、非法重组严重等问题，基因组改造困难。目前红色红球菌基因组改造主要依赖于自杀质粒介导的同源重组，但自杀质粒转化效率和单交换成功率很低，正确编辑率更低。因此，迫切需要开发高效的红球菌基因组编辑工具。
2. 解决方案
本技术核心成果是一种基于CRISPR（成簇规律间隔短回文序列）-Cas9（DNA剪切蛋白）技术的红色红球菌基因组高效编辑方法。该技术通过红色红球菌特有启动子及质粒元件，首先实现了Cas9蛋白在红色红球菌中的表达及切割功能；其次成功规避了红球菌的限制修饰系统，将红色红球菌基因转化效率提高了80多倍；接下来，又通过红球菌重组酶的引入，显著提高了外源基因在红色红球菌中的同源重组效率，最终率先成功建立红色红球菌的CRISPR/Cas9基因编辑系统，不仅可以实现基因组上目标基因的敲除、替换和改造，也可实现多个基因的同时敲除以及无痕叠加敲除，为红球菌全细胞催化平台技术开发及其在化学品绿色先进制造中的应用奠定了坚实基础。
合作需求
开展合作开发、技术许可等，寻求有志于生物制药、生物合成、石油开采、日化洗涤等不同应用领域进行红球菌全细胞催化法生产目标产品的企业合作，尤其是在上述不同领域具有生产和销售优势或经验的企业。
清华大学
2021-12-16
铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化剂及 在可见光降解有机污染物中的应用
本发明涉及铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化剂及其在可见光降解有机污染物中的应用。采用的技术方案是：铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化剂，其制备方法如下：将钛酸丁酯在搅拌下缓慢滴入乙醇和冰乙酸混合溶液中，搅拌均匀后，逐滴加入氢氟酸溶液，搅拌形成透明混合溶液A；将氨水与乙醇混合，加入硝酸铈，调节pH至2，配成溶液B；将溶液B缓慢滴入溶液A中，得到均匀透明溶胶；在空气中放置陈化，得到固体凝胶；干燥后研磨成粉末，置于马弗炉中400～500℃，焙烧40 min～1.5 h，得到铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化剂。合成方法简单的，稳定的，形成催化效率高的非金属和金属三掺杂二氧化钛光催化剂。多元素共掺杂催化剂得到的产物在粒径、形貌上与对比单掺杂或双掺杂有较大的不同，多元素共掺杂能大幅度提高催化剂的催化活性，给催化剂的物理性质带来很多优点，如粒径变小，表面积增大，表面具有特殊结构。本发明的目的是为了扩大TiO2的可见光响应范围，减小电子和空穴的复合，从而提高TiO2对太阳能的利用率，提高其可见光催化活性，因此本发明对TiO2表面进行修饰，提供一种在可见光作用下，光催化效果好的铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化剂及其制备方法。采用铈氮氟共掺杂二氧化钛光催化照射的方法处理双酚A废水，使其降解率达到99%以上，不完全降解率低于0.5%。
辽宁大学
2021-04-11
超高韧性水泥基复合材料工程应用
超高韧性混凝土（UHTCC） 硬化后具有显著的应变硬化特征，在拉伸荷载作用下可产生多条细密裂缝，极限裂缝宽度小于0.1mm，极限拉应变可稳定地达到3％以上。该材料的极限拉应变是混凝土拉应变 (0.01%)的300倍以上，钢筋屈服应变 (0.15%) 的20倍以上。采用UHTCC永久性模板-结构一体化设计方法，在模板设计过程中，使用模板的连接件和面板来分散混凝土主体结构上的裂缝，借助UHTCC材料的裂缝无害化分散能力将混凝土结构可能产生的裂缝分散成宽度小于0.1mm的无害裂缝，通过这样的方法可以有效控制大体积混凝土表面的裂缝，从而提升其耐久性
浙江大学
2021-04-10
一种基于石墨烯/介孔碳纳米复合材料的 高效生物传感器及其制备方法
本发明提供一种基于石墨烯/介孔碳纳米复合材料生物传感器及其制备方法。本发明包括采用水热合 成法制备石墨烯/介孔碳纳米复合材料，将其作为吸附酶固载材料；采用生物传感及电化学原理，通过将 丝网和喷墨印刷相结合的方法制作检测试纸，丝网印刷用于印制导电线路，采用非接触的喷涂方式将敏 感生物元件喷印到电极支持物上，其中喷涂材料的喷涂量和喷涂面积可以控制。纳米复合载体材料是在 石墨烯片层的两面生长介孔碳，制成石墨烯/介孔碳复合材料，将其作为载体固载酶，与生
武汉大学
2021-04-14
一种凹形片状氢氧化镍材料的制备方法
本发明提供一种制备氢氧化镍材料的方法，包括以下步骤：按照摩尔比1-2∶1-6∶0.01-0.125配制硫酸镍、尿素和松香基表面活性剂的反应混合物，将该反应混合物加入到溶剂中，所述反应混合物与溶剂的比例为1∶15-40，搅拌均匀得到反应液，其中所述溶剂选自去离子水和乙醇中的一种；将所述反应液放入高压反应釜中，控制反应温度为180-220℃，反应时间4-18小时，反应后，经过冷却、洗涤、干燥，得到形貌为凹片状的氢氧化镍材料。
北京林业大学
2021-02-01
一种凹形片状氢氧化镍材料的制备方法
项目成果/简介:本发明提供一种制备氢氧化镍材料的方法，包括以下步骤：按照摩尔比1-2∶1-6∶0.01-0.125配制硫酸镍、尿素和松香基表面活性剂的反应混合物，将该反应混合物加入到溶剂中，所述反应混合物与溶剂的比例为1∶15-40，搅拌均匀得到反应液，其中所述溶剂选自去离子水和乙醇中的一种；将所述反应液放入高压反应釜中，控制反应温度为180-220℃，反应时间4-18小时，反应后，经过冷却、洗涤、干燥，得到形貌为凹片状的氢氧化镍材料。
北京林业大学
2021-04-11
一种尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法
本发明涉及一种锰酸锂正极材料的制备方法，特别是一种高倍率、高循环性能尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法，属于能源材料领域；本发明以二氧化锰为原料，通过预处理获得晶格掺杂的、同时含二氧化锰、三氧化二锰和四氧化三锰中任一种、两种或三种结构的前躯体，通过对前躯体价态的控制，来提高锰酸锂结构稳定和性能。
四川大学
2021-04-11
一种有机/无机复合纳米线过滤膜的制备方法
本发明公开了一种有机/无机复合纳米线过滤膜的制备方法。包括如下步骤：将金属盐溶解在乙醇胺的水溶液中制备金属氢氧化物纳米线；将肝素溶液加入到金属氢氧化物纳米线溶液中，制备核壳结构复合纳米线溶液；将聚合物多孔膜固定在过滤容器中，膜面朝上，过滤容器中加入核壳结构复合纳米线溶液，减压过滤；干燥。本发明将荷负电的肝素通过静电作用固定在荷正电的金属氢氧化物纳米线表面，形成以纳米线为核，以肝素为壳的核壳结构复合纳米线，再通过动态制膜法，将复合纳米线沉积在聚合物多孔膜表面，形成具有抗菌性和血液相容性双重功效的有机/无机复合纳米线滤膜。纳米线直径小，负载时形成的孔径小，孔密度高，制备工艺简单、成本低。
浙江大学
2021-04-11
一种制备抗冻型植生生态混凝土的方法
本发明要解决的技术问题克服生态混凝土现有的缺陷，提供一种利用硅灰-微细短 纤维制备抗冻型植生生态混凝土的方法，成型后的生态混凝土具有连续连通型的结构孔 隙，抗压强度可达到10MPa以上，抗折强度为1.5~3MPa。满足其作为护堤、绿化工程的 强度需要。其有效孔隙率可达到25~35%左右，pH值可降低到10左右，适合植物生长以及 小型动物穴居。生态混凝土在慢冻环境下抵抗冻融循环可达到50次以上，其强度损失不 超过20%，抗冻效果良好。
青岛农业大学
2021-04-11
一种非晶软磁复合材料的制备方法
本发明公开了一种非晶软磁复合材料的制备方法。该制备方法包含制备非晶薄带、脆化退火、球磨制粉、钝化处理、压制成型、热处理和固化步骤，所述的非晶软磁复合材料的合金成分为铁基非晶合金，该合金的组成以原子比表示满足下式：Fe100-a-b-cTaMbDc，其中，15≤a≤30，0< b≤5，0< c≤3，T为选自Si、B或C中的一种或几种，M为选自Mo、Zr、Y、Ni、Ti或Cr中的一种或几种，D为选自稀土类元素中的一种或几种。本发明公开的非晶软磁复合材料的制备方法，工艺简单、成本低，采用磷酸稀释液进行钝化，无需添加其他绝缘剂就可以形成均匀的绝缘层，所得软磁复合材料磁导率高、损耗低，直流偏置特性优异。
浙江大学
2021-04-11