本成果基于廉价易得的功能型离子液体、低共熔溶剂，可从海洋废弃生物质（比如虾蟹壳，海藻，海带等）中高选择性制备甲壳素、壳聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，进而实现相应化合物的结构性能提升（如抗菌等）或者转化为高附加值衍生产品（如医药用品或者药物载体等）。该新技术有望解决传统酸碱制备方法中水耗高、污染大等问题，具备水耗低、污染少、能耗低、流程少等潜在优点。此外，新技术具有良好的拓展性和灵活性，可从虾蟹壳直接制备甲壳素敷料、绷带等医疗用品。 主要技术特点如下： （1）处理的原料来源于当地的虾蟹壳，海带/海藻等，无需特别分级处理。 （2）所得甲壳素收率大于90%，纯度大于95%，聚合度可调，介于400——4000。 （3）所得壳聚糖收率大于90%，纯度大于95%，脱乙酰度值大于85%，符合国家标准GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，纯度大于95%。 （5）可制备得海藻酸基功能材料（膜、纤维、水凝胶、气凝胶等），具备自愈合、阻燃等特点。

本成果基于廉价易得的功能型离子液体、低共熔溶剂，可从海洋废弃生物质（比如虾蟹壳，海藻，海带等）中高选择性制备甲壳素、壳聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，进而实现相应化合物的结构性能提升（如抗菌等）或者转化为高附加值衍生产品（如医药用品或者药物载体等）。该新技术有望解决传统酸碱制备方法中水耗高、污染大等问题，具备水耗低、污染少、能耗低、流程少等潜在优点。此外，新技术具有良好的拓展性和灵活性，可从虾蟹壳直接制备甲壳素敷料、绷带等医疗用品。 主要技术特点如下： （1）处理的原料来源于当地的虾蟹壳，海带/海藻等，无需特别分级处理。 （2）所得甲壳素收率大于90%，纯度大于95%，聚合度可调，介于400~4000。 （3）所得壳聚糖收率大于90%，纯度大于95%，脱乙酰度值大于85%，符合国家标准GB 29941-2013。 （4）所得海藻酸收率大于90%，纯度大于95%。 （5）可制备得海藻酸基功能材料（膜、纤维、水凝胶、气凝胶等），具备自愈合、阻燃等特点。

一种钛基底上制备有机分子杂化TiO2纳米复合薄膜的方法，其主要步骤是：A、将纯钛片两次放入多巴胺溶液中各浸泡10-14h，得涂层模板；B、将没食子酸、己二胺配成混合溶液，置于35-39℃的水浴中，再将涂层模板在混合溶液中浸3-5h，取出超声清洗三遍，得有机分子层模板；C、将0.1-0.2 mol/L的(NH4)2TiF6溶液和0.2-0.4 mol/L的H3BO3溶液，按体积比1:1混合成混合液；再调节PH值至2.7-2.9；D、将有机分子层模板浸入混合液中，在45-55℃的水浴锅中浸泡10-40h，即得。该法在钛基底上制备得到的TiO2薄膜的结合力高、分布均匀、光电转换效率高，生物相容性好。

近日，我校生命科学学院李学宝教授课题组在棉纤维发育的分子机制研究方面取得重要进展，研究成果在线发表于著名植物学期刊《The Plant Journal》（Li et al. 2018,DOI:10.1111/tpj.14108）。

项目简介研发背景：抗凝血药物的临床应用极为广泛，在骨科手术，心脏手术，抗脑卒中等方面具有数十年的使用历史。肝素类药物，包括目前大范围应用的低分子肝素与合成肝素等是针对诸多临床适应症不可替代的抗凝血药物。作为肝素结构上的类似物，岩藻糖基化硫酸软骨素(FuCS)是近年来被重点关注的具有抗凝血活性的新结构分子。其可从天然海参中提取得到，深入的天然产物化学研究表明 FuCS 九糖片段具有与市售低分子量肝素相当的抗凝血活性，且已观测到此类结构多糖的口服抗凝活性。继续研究这一新结构多糖的抗凝活性机制并对相关分子结构进行优化是开发新一代类肝素抗凝药物的必要举措。前景预测：肝素的抗凝活性极为出色，目前每年的全球销售额可达数十亿美元并继续保持着较高的增长率。但由于其口服无活性的性质，使得相关临床应用仅局限于医院等专业医疗机构。另一方面，肝素的潜在出血风险是限制肝素大范围应用的另一问题。我们所研究的 FuCS 九糖是肝素寡糖的结构类似物，同属于糖胺聚糖家族，但由于 FuCS 独特的化学结构，使得其具有口服抗凝活性，且药理活性机制表明其可选择性激活内源性凝血通路，因而在出血倾向方面相比肝素具有更高的安全性。项目团队开发了一种可以简便合成 FuCS 九糖的化学合成工艺。这一工艺的实现可以提高 FuCS 的可获得性，降低目标药物的获取难度，并且保障其后续开发中的质控水平。该工艺是支撑目前 FuCS 分子库建立、后期药物筛选与中式放大的最优合成路线，应用前景广阔项目团队 团队由药学院李中军教授领导。李教授是北京大学天然药物与仿生药物国家重点实验室学术委员会成员，北京大学药学院学术委员会成员，其在糖类药物的基础研究与技术开发方面具有 30 年的实操经验。获得包括施维雅科学奖在内的众多学术荣誉，发表超过 150 篇 SCI 论文，拥有超过 20 项授权发明专利。团队成员包括 3 名副教授，1 名讲师，5 名博士研究生及 10 名硕士研究生。李教授领导的团队与国内领先的疫苗生产企业康希诺生物股份公司保持密切的合作关系；李教授本人曾长期担任上市公司——深圳信立泰股份公司的独立董事；李教授曾开发一条红景天苷的合成工艺并成功实现了技术转让。李教授在国内糖化学与糖类药物领域积累了深厚的学术经验，拥有广泛的人际关系。应用范围 临床抗凝血用，包括手术抗凝血，居家日常抗凝血使用等。项目阶段 候选药物（细胞水平研究阶段）。知识产权 已申报两项中国发明专利：  1、 岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖及其制备方法、组合物和用途，申请号：2018107787336  2、 岩藻糖基化硫酸软骨素寡糖糖簇及其制备方法，申请号 2017103131376合作方式 技术入股、技术转让。

研发背景：抗凝血药物的临床应用极为广泛，在骨科手术，心脏手术，抗脑卒中等方面具有数十年的使用历史。肝素类药物，包括目前大范围应用的低分子肝素与合成肝素等是针对诸多临床适应症不可替代的抗凝血药物。作为肝素结构上的类似物，岩藻糖基化硫酸软骨素(FuCS)是近年来被重点关注的具有抗凝血活性的新结构分子。其可从天然海参中提取得到，深入的天然产物化学研究表明FuCS九糖片段具有与市售低分子量肝素相当的抗凝血活性，且已观测到此类结构多糖的口服抗凝活性。继续研究这一新结构多糖的抗凝活性机制并对相关分子结构进行优化是开发新一代类肝素抗凝药物的必要举措。 前景预测：肝素的抗凝活性极为出色，目前每年的全球销售额可达数十亿美元并继续保持着较高的增长率。但由于其口服无活性的性质，使得相关临床应用仅局限于医院等专业医疗机构。另一方面，肝素的潜在出血风险是限制肝素大范围应用的另一问题。我们所研究的FuCS九糖是肝素寡糖的结构类似物，同属于糖胺聚糖家族，但由于FuCS独特的化学结构，使得其具有口服抗凝活性，且药理活性机制表明其可选择性激活内源性凝血通路，因而在出血倾向方面相比肝素具有更高的安全性。项目团队开发了一种可以简便合成FuCS九糖的化学合成工艺。这一工艺的实现可以提高FuCS的可获得性，降低目标药物的获取难度，并且保障其后续开发中的质控水平。该工艺是支撑目前FuCS分子库建立、后期药物筛选与中式放大的最优合成路线，应用前景广阔。

项目针对国内外脂溶性功能因子微胶囊化产品储藏稳定性差、生物利用率低、 配料安全性问题等诸多品质不足，提出以构建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化体系为基础，进行包载脂溶性功能因子的高生物利用率、高稳态化、可控型纳米颗粒及固态粉末产品的绿色制备。产品结构多样，填补了国内市场空白，缩小了我国食品配料产业与发达国家的差距。取得了一系列创新性成果。 针对脂溶性营养素微胶囊化产品载量低、生物利用率差等问题，利用天然蛋白质的分子柔顺性和复杂大分子结构，采用增溶、乳化-溶剂挥发高效制备技术，提高营养素载量，同时收缩载体分子体积、减小粒径，制备获得高载量、安全、无油型包载营养素的蛋白质纳米颗粒。该产品粒径范围在 60-100nm，β-胡萝卜素载量较普通含油型载体提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小肠吸收特性，β-胡萝卜素生物利用率是未包埋时的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。针对蛋白质易在等电点 pH、高盐、高温等极端环境下因变性而失稳，采用Maillard 糖基化反应对其进行接枝，通过控制反应进程及糖基供体，获得等电点不沉淀、乳化稳定性提高 5-7 倍，变性温度提高 10℃以上的高稳定蛋白。以 其为载体制备的抗环境因子干扰型纳米颗粒在pH2.0-10.0 范围内粒径均稳定在 100nm 以下，4 °C 下储藏 6 个月，营养素保留率达 92%以上。 针对液态乳化产品在储藏过程中的不稳定性，利用淀粉的结构可塑性，在确低黏度且兼具乳化和成膜双重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性机制的基础上，提出同步改性-乳化-干燥技术，构建了脂溶性营养素的粉末化制品。通过分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度与功能因子储藏稳定性及生物有效性之间的相关性，获得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末产品。复水后乳液 保持纳米级粒径，室温下储藏半年保留率达 95%以上。 针对不易使用热处理手段的热敏性风味油脂，提出纳米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的两步非热固化技术。创新性的采用“热液处理”原淀粉结合生物酶法打孔，制备得到吸油率为 135%的高吸附型多孔淀粉。强挥发性薄荷油纳米乳液多孔淀粉吸附产品，在室温敞口放置 40 天，保留率可达 98%以上，且产物在 160-200℃ 高温条件下具有缓释特性。

本产品和技术依据细胞代谢流在线检测与计算分析原理，配置上除常规的温度、搅拌转 速、消泡、pH、溶解氧浓度 (DO) 等测量控制以外，还增添了发酵液真实体积、高精度补料量 (如基质、前体、油、酸碱物) 测量与控制，高精度通气流量与罐压电信号测量与控制，并与尾 气CO2和O2分析仪或质谱仪连接。可精确得到发酵过程计算机参数优化与放大所必需的包括 各种代谢流特征或工程特征的间接参数，如摄氧率 (OUR) 、二氧化碳释放率 (CER) 、呼吸商 (RQ) 、体积氧传递系数 (KLa) 、比生长速率 (µ) 等。广泛应用于生物制药 (传统生物制药和现 代基因工程制药) 、食品轻工发酵、农业生物 (微生物饲料、微生物农药、微生物肥料和动物 疫苗) 、新兴生物能源和石化环保等行业工业化工程项目的系统设计和全面技术实施。带动了 多个行业技术进步。

研究方向：微操作机器人系统、微纳设计与加工、生物模式形成与组 织发育建模。 项目简介： 在国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项（项目编号 61327802）等资助下，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猪。 作为一种常用的外源物导入细胞的方式，细胞显微操作技术广泛 应用于生物工程领域。为了减轻实验操作者的工作负担，研究者开发 出自动化微操作系统，实现了自动化胚胎注射、机器人化单精注射、 机器人化贴壁细胞注射等多类微操作。然而，目前自动化微操作的操 作过程与手工操作类似，这些操作在保证操作本身高效、高成功率的 同时，并没有考虑到微操作对后续生物过程（如后续细胞培养）的影 响，因此无法获得显著优于手工操作的生物结果。 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。

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。