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重组大肠杆菌生产磷脂酶D及转酯化产品开发
"磷脂酶 D （PLD）是一类具有水解作用和磷酰基转移作用的酶, 在磷脂改性方面发挥着重要作用。它可以将大量磷脂酰胆碱(PC) 催化合成为自然界稀有的磷脂质，如磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰甘油(PG)等，合成的磷脂质在医药和食品工业具有很大的应用前景。但由于来源不足和价格高，PLD的工业应用一直受到限制。本项目通过基因工程和微生物发酵技术，解决了PLD工业化应用中难表达和表达量不足的难题，利用重组大肠杆菌发酵实现了PLD的高水平表达，其酶活为106 U•L-1，产量为748 mg•L-1，分别比目前报道的最高水平提高了100倍和20倍；同时，本项目还建立了一种简单有效提取重组PLD的方法，可望大大降低PLD的生产成本。本技术先进，应用前景看好，如按106 U•L-1的发酵水平生产，成本约100元人民币/1000 U，目前市场售价在3000-6000元/1000 U，利润空间很大。 "
厦门大学
2021-04-10
无水乙醇生产热泵恒沸精馏新工艺及成套装置
无水乙醇（纯度在0.99999以上）是一种应用广泛的基础性化工原料，在化工、精细化工、制药、食品、车用燃料替代等领域大量使用。传统的无水乙醇生产工艺存在设备投资大、能耗高等问题，因而发展受到制约。本项目为自有专利技术，专利号02145503.1（燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置），项目是在传统恒沸精馏燃料乙醇生产工艺基础上，结合热泵技术发展而成的。该新工艺装置主要包含乙醇脱水塔、夹带剂回收塔、酒精回收塔，新工艺将蒸馏塔的塔顶蒸汽加压升温后直接用作塔底再沸器的热源，不需要塔顶冷凝器，也不需要锅炉供热系统以及循环泵等公用工程，整个物流系统全封闭操作，生产成本大大降低，工程总投资费用降低，还可副产水，实现零排放，达到了经济、节省、环保三重效益。
西安交通大学
2021-04-11
典型川菜回锅肉工业化生产配方及制作工艺
川菜是我匡八大菜系之一 ， 深受广大人民的喜爱。然而， 尽管市场上也出现了一些作坊式生产的川菜，但这些川菜既不能保证菜肴风味品质的一致性，又不能保证食品安全， 同时也不能节约成本， 而且也无法满足人们对川菜的需求
西华大学
2021-04-14
重组大肠杆菌生产磷脂酶D及转酯化产品开发
磷脂酶D（PLD,EC 3.1.4.4）是一类广泛存在于各种生物体的酶，具有水解作用和磷酰基转移作用（见图1）。作为一种酶制剂，PLD的转磷脂酰活性尤为重要，被用于制备具有生物活性的稀有磷脂。其中，以大豆磷脂酰胆碱（PC）为底物，PLD酶法制备磷脂酰丝氨酸（PS），受到广泛关注。PS作为脑健康营养补充剂，相继被美国FDA、日本HBM和中国国家卫生计生委所认证，列为新资源食品。相较于提取自牛脑和植物的PS，生物酶法制备的PS，避免了食品安全和植物源含量低的问题。进一步，一些新的结构和功能磷脂，通过PLD转磷脂酰反应被合成出来，例如，磷脂酰鲨肝醇、磷脂酰葡萄糖、心磷脂类似物、磷脂酰酪醇、磷脂酰萜烯和磷脂酰丝氨醇，它们中一些具有抗癌和抗氧化活性。
直到现在，受限于磷脂酶D来源不足和价格高（链霉菌属PLD，≥150 units/mg，6516.9¥/1000 U，Sigma公司），其工业上的广泛应用受到限制。例如，文献报道的PLD最高产量在104-105U·L-1，而制备转化得到每公斤PS，需要2.6×106U的PLD。这一障碍的主要原因是高水平表达的PLD对宿主的严重细胞毒性，导致细胞死亡。
历经5年时间，从上游到下游整体设计，我们解决了毒性蛋白（磷脂酶D，PLD）异源表达难的问题（质粒不稳定、蛋白合成时间短、细胞生长抑制和裂解），PLD生产达到目前世界最高水平106U·L-1(748 mg·L-1)（提高20倍）；同时发展一种简单有效提取重组磷脂酶D的方法（无需破碎、无需添加溶菌酶和有机溶剂、室温进行），PLD生产成本有望降低20倍以上。按照实验室规模的一台5 L发酵罐，年产量可以提供3.5×108U的磷脂酶D，满足100 kg的PS转化需求计算（不计算PLD重复利用率），扩大反应器体积至100-1000 L，PLD产量可满足制备2-20吨PS的需求。
厦门大学
2021-01-12
近红外染料高科技前沿应用及工业化生产
近红外光由于在传播过程中受到干扰很小，对物质透明性好，目前已成为一个新兴的、具有独特功能的光学领域，其在军事侦察、红外伪装、物质分析、医疗检测、感光、光聚合、非线性光学材料等多个领域发挥着重要作用，但国内研究的广度和深度难及国外水平，所能提供的品种单调，远不能满足实际需求。另外，目前应用荧光或生物发光进行活体成像已发展成为生物学研究最重要的技术之一，但仍存在关键的问题有待克服或突破：
1） 现用于活细胞荧光成像特别是用于高含量分析的荧光探针的光稳定性差，即光漂白；
2） 目前荧光探针的荧光效率仍有待提高，一般需利用较高浓度的荧光探针，从而对细胞会产生很大的毒性，也降低荧光探针在空间的分辨率；
3） pH敏感且Stokes位移小，易产生浓度淬灭效应，特别是应用于水相体系中会发生严重的荧光淬灭效应；
4） 许多生物体及其组织在可见光的激发下自身会发射荧光，严重干扰生物样品的荧光检测和造影。目前较多荧光染料（如芘、罗丹明、BODIPY类、萘酰亚胺类等）的吸收光谱和荧光光谱都在紫外可见区域，缺点是：短波长光对生物样品活性具有较大的损害；生物样品中某些成分的自发荧光会形成很强的背景干扰；波长越短的光的散射光干扰强，因为散射光的强度与波长的六次方成反比。而波段在650-900 nm区域的近红外光的激发和检测可避免环境和生物样品产生的背景噪声，可以有效地避免生物样品的自吸收和自荧光的干扰。同时，近红外谱区域工作是实现低成本仪表检测的主要步骤，由于电信业的发展，已能以低成本广泛实现NIR光纤和半导体技术。
华东理工大学
2021-04-13
和软化技术及配套材料
成果描述：系统研究从源头消除或削减制革过程氨氮污染物的科学方法和技术原理，构建了无铵盐脱灰和软化技术，并研究开发了3种配套化工材料，为从源头消除/削减氨氮排放提供了科学依据和技术支撑。 研究开发的高效无氨脱灰材料具有优良的pH缓冲性、良好的脱钙能力和较好的渗透性，用于制革脱灰，脱灰裸皮品质良好，氨氮排放量降低95%，总氮排放量降低90%。 研究开发的无氨软化助剂与现有的软化用蛋白酶制剂一起应用于皮革软化工艺中，能大幅降低软化废液中的氨氮浓度，有效脱除脱灰裸皮中的钙，促进蛋白酶制剂对皮蛋白质的水解。 在该方向已获得国家授权发明专利2项，开发的材料已在我国皮化龙头企业成功中试。市场前景分析：应用领域：制革工业；该成果可转让给皮化企业或直接在制革企业推广应用。 市场需求：加工生产牛、羊、猪原料皮的制革企业都需要脱灰、软化产品，而随着企业环保意识的增强及各级政府环保执法力度的提高，高效、安全的无氨脱灰和软化产品的需求量正日益增加，无氨脱灰和软化产品必将逐渐取代常规的铵盐产品。与同类成果相比的优势分析：研究开发的高效无氨脱灰材料具有优良的pH缓冲性、良好的脱钙能力和较好的渗透性，用于制革脱灰，脱灰裸皮品质良好，氨氮排放量降低95%，总氮排放量降低90%。 研究开发的无氨软化助剂在软化中的脱钙效果优于硫酸铵。无氨软化废液的总蛋白质浓度明显高于铵盐软化，而羟脯氨酸浓度并未显著升高，表现出良好的使用安全性。 国内领先。
四川大学
2021-04-10
高效个体冷却技术及系统
"在高温环境下工作人员由于热应激效应导致体能消耗过快而使得作业能力下降甚至出现生命危险，为此近年来国内外在个体冷却方面做了大量的研究工作。我国在这方面的研究工作起步较晚，但也取得了一定的进展并研制出多种形式的冷却装置，多用于航空航天、军用等领域，而医用和民用相对较少。目前主要存在设备笨重，制冷效率不高，无法持续制冷等问题。 本项目攻克了制冷机微型且高效的关键技术难题，开发出可穿戴式个体冷却装置系统，具有重量轻、体积小、效率高等优势（仅重2.75kg，制冷量240W）。在单位重量制冷量（W/kg）、单位体积制冷量（W/L）等关键综合技术指标上，均超过国内外已报道的最好水平。该装置系统在军机、坦克、装甲车等高温作业环境下人员个体冷却以及军用电子设备高效冷却等领域具有广阔的应用前景，同时在在可穿戴设备、医用便携式冰箱和降温装置、太阳能制冷等民用领域也有巨大应用潜力。"
北京航空航天大学
2021-04-10
XCC桩及复合地基技术
该技术是利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模，钢模在 X形活瓣桩靴的保护下沉入地基中形成X形空腔，灌注混凝土后边振动边拔管，X 形活瓣桩靴自动打开，使混凝土进入X形空腔内，形成一种X形状的现浇混凝土 桩。施工机具、桩模和桩尖分别如图1〜4所示，成桩后的X形混凝土桩如图5 所示。现浇X形混凝土桩的截面尺寸通过三个变量控制：外包圆直径a、开弧 间距力和孤度。（如图6所示）；一般情况下，其取值范围分别在250mm~1500mm、 100 mm ~130 mm和60。~120。之间。与传统灌注桩技术相比，现浇X形混凝土 桩具有较大的单位体积材料比表面积，因而可以在不增加工程量的前提下大大 提高单桩承载力，从而提高性能价格比。以桩径为426 mm普通混凝土桩为例， 在等面积的情况下，X形混凝土桩周长是普通圆形截面桩的165.8 %,说明在混 凝土用量相同的情况下，X形混凝土桩侧摩阻力大大提高；在等周长的情况下，X 形混凝土桩的截面积仅为普通圆形桩截面的36. 4 %,说明在保证侧摩阻力基本 不变的条件下，X形混凝土桩的混凝土用量大大减小。
重庆大学
2021-04-11
PCC桩及复合地基技术
针对我国高速公路和高速铁路等工程建设中的工后沉降控制难题，研发了 具有独立自主知识产权的大直径现浇混凝土管桩（以下简称PCC桩）及复合地基 施工方法。PCC桩桩机设备由机架、高频振动头、双层套管沉模结构，活瓣桩靴, 沉模造浆器，混凝土分流器等部分组成。在技术实施过程中，首先进行场地平 整和定位等准备工作，然后通过PCC桩桩机上部振动头将特制两个固定同心的 大直径钢管组成的环形沉模装置，在活瓣桩靴的保护下打入地基设计深度，通 过混凝土分流器向该沉模装置的环形域均匀注入混凝土，然后振动拨出该沉模 装置，在沉入和拨出过程中，成模造浆器向该沉模装置内、外侧壁注入润滑泥 浆，活瓣桩靴结构在该沉模装置进入地基时闭合，拨出时自动分开，使之形成 混凝土管桩。为了保证桩与土共同承担荷载，并调整桩与桩间土之间竖向荷载 及水平荷载的分担比例，在群桩顶部设置1-2层土工格栅与碎石混合的加筋褥 垫层形成复合地基。复合地基褥垫层厚度一＜300-500mm,群桩桩间距3-4m,梅 花形布置和方形布置。
重庆大学
2021-04-11
磁脉冲焊接技术及装备
成 果 简 介 磁脉冲焊接技术的焊接过程很短，瞬间（30 ～ 100µs）即可完成，且无污染；可使金属材料和非金属材料进行连接或焊接；一般可在常温（即冷态）下进行，且焊接过程无明显的升温，无明显热影 响区，焊接接头强度接近于母材；比爆炸焊安全，且简单易行；能量易精确控制，重复性好，故容易 实现机械化和自动化。此磁脉冲焊接工装简单，无须传压介质，不损伤零件表面，加工能量可参数化 控制， 能实现零件的精密连接装配的优势。在航空、航天及军事工业中，已部分或全部用来代替铆接 或焊接， 成果和效果是显著的。该方法不但能焊接 Al、Cu 及其合金, 而且还可以焊接如低碳钢、不锈钢、Ti 及其合金等的同种和异种金属，还可焊接金属与非金属。
北京工业大学
2021-04-13