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基于微生物群落功能调控的酿造食品品质优化技术
传统发酵通常采用固态多菌种酿造，其功能微生物组成复杂，其形成的微生态在酿造的过程中一直处于动态的平衡，这种微生态结构与功能的揭示对提升传统酿造食品的营养价值、风味保持具有重要意义，通过现代的微生态技术，认识酿造微生物群落结构及其功能，并加以理性应用，既是重要的基础科学问题，又是行业技术升级的关键。实验室长期从事传统酿造食品的应用基础研究和产业实践，与国内的众多 大型酿造企业，如镇江恒顺、泸州老窖、山西老陈醋、张家界大德酿造、安徽胡玉美等保持着长期的产学研合作。近十多年来，针对白酒、黄酒、酱油（酱）、泡菜等传统酿造食品，在系统研究酿造微生物功能的基础上，理性设计功能调控手段，达到传承工艺特色，稳定发酵生产，提升产品品质的目的。 创新要点 （1）系统建立了复杂酿造微生物群落结构解析和微量代谢产物精确分析的技术体系，解决了妨碍定量研究传统酿造食品微生物群落结构以及精确其复杂组份的技术难题。 （2）创新了传统酿造功能微生物高效筛选技术，从传统食醋等酿造过程中分离获得近百株背景明确、安全可靠、发酵性能优良的微生物，形成了完备的酿造用菌种库，包括乳酸菌、醋酸菌、酵母菌、米曲霉等。 （3）首次提出了传统酿造菌群生物强化策略，构建了酿造微生物群落功能强化技术体系并实现了产业应用，促进了传统酿造生产的三个可控（酿造微生物群落功能可控、酿造过程可控、产品品质可控）。
江南大学
2021-04-13
在高温热泉极端环境烷烃代谢的微生物进化与起源
滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源，包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从中重构出14个具有甲烷/烷烃代谢能力的微生物基因组（图1），其系统发育多样性极高且独特，广泛分布于韦斯特古菌门、哪吒古菌门(Nezharchaeota)等TACK超级门中。值得一提的是，该课题组首次于奇古菌门(Thaumarchaeota)中发现其具有产甲烷功能。此前，奇古菌门以其好氧氨氧化能力而为众人所熟知，而课题组首次对其厌氧状态下产甲烷能力的发现表明我们目前对此门认知的局限性，神秘的自然界或将远远超出我们的认知。此外，组学技术的发展或将指引我们对其进化历史进行更全面的认知。课题组对这些未知生命的代谢特征进行了揭示，并发现除却传统的氢营养型产甲烷菌外，还有多种氢依赖的甲基营养性产甲烷菌，他们可吸收热泉生态系统中多种甲基底物以完成甲烷的产生（图2）。通过进化基因组分析，课题组还对古菌祖先的进化起源进行了推测，研究发现对于具有产甲烷能力的微生物类群，其甲烷代谢关键基因mcrABG相对较为保守，并无明显的水平基因转移时间发生；而对于烷烃氧化的微生物类群，水平基因转移对其多样性塑造有着深远影响。基于甲烷代谢基因的保守性，课题组对其祖先序列进行了序列重构，从而来推测祖先序列的最适生长温度，结果表明具有mcrABG标记基因的微生物类群或起源于高温生境（图3）。另外，由于 TACK和ASGARD超级门中，以及广古菌门中大部分支系均具有甲烷/烷烃代谢能力，且相应微生物相比其它同支系微生物有着更为悠久的进化历史，因此，课题组猜测地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烃代谢能力。
中山大学
2021-04-13
抗细菌生物膜活性的YycG组氨酸激酶抑制剂新型药物
● 项目简介：细菌生物膜是细菌互相粘连形成的模样物，对大多数抗生素耐药，其耐药性比浮游菌可高达100倍。近年来细菌生物膜疾病日益严重、治疗难度极大，目前尚无抗细菌生物膜药物上市。YycG/YycF双组分信号转导系统对细菌的生长和生物膜形成具有重要的调控作用，可以作为理想的药物靶标筛选抗生物膜先导化合物。对先导化合物优化改造，评价其药效，研究候选药物的药代动力学特征并对其安全性进行初步评价，探讨其成药性，可能产生创新性强、具有自主知识产权的候选新药。● 应用前景：通过生物信息学分析，在表皮葡萄球菌全基因组中共发现了16对双组分信号转导系统。选择其中一组YycG/YycF 系统中的组氨酸激酶YycG的保守功能域HATPase_c作为候选抗菌药物靶点，通过高通量虚拟筛选获得了具有抑制生物膜作用的小分子化合物，能够可特异性地作用于葡萄球菌属等革兰阳性球菌，对革兰阴性菌无抑菌作用，且对哺乳类细胞毒性作用低。对表皮葡萄球菌已形成生物膜中的细菌具有杀伤作用，同时也可使细菌生物膜的结构发生改变，很好的抑制了生物膜的形成。以其中两个小分子化合物作为先导化合物，进行结构优化改造，已经获得30个结构新颖的衍生物。通过表皮葡萄球菌生物膜杀伤实验证明，其中5个化合物的MIC，MBC和抑制生物膜浓度均不同程度的优于先导化合物。化合物H5-10的MIC，MBC和抑制生物膜浓度分别达到1.5，3.1，25μM。目前该项目的技术水平居于国内领先、国际先进水平。本项目已申请并获得授权2项国家发明专利。
南京工业大学
2021-04-13
疾病生物标志物的质谱超高灵敏检测和成像新方法
膜蛋白生物标志物的超高灵敏度、高通量、多目标及操作简便的常压敞开式质谱（AMS）免疫分析新方法。该方法可实现微升级体液中或几十个细胞表面的疾病蛋白标志物的原位检测，检测灵敏度达zeptomole（zmol）水平。实现了血清样品中CA125等生物标志物的检测，有望用于卵巢癌和乳腺癌的早期诊断。该平台还可实现低至25个细胞水平的OVCAR-3和MCF-7细胞表面的重要三种生物标志物（CA125、CEA和EpCAM）的同时、原位表达差异测定，显示了超高的灵敏度和多目标同时检测能力，且具有普适性和可拓展性。
北京大学
2021-04-11
一种多功能生物化学实验用试管固定装置
本实用新型涉及实验设备领域，具体涉及多功能生物化学实验用试管固定装置,包括固定台，固定台上设置有升降杆，升降杆顶端转动连接有试管固定台，且转动连接处设置有锁紧装置，试管固定台上设置有试管放置孔，试管放置孔上设置有弹性固定夹；固定台上分别设置有加热装置和冷却装置。本实用新型所述的试管固定装置操作方便，无需将试管取下即可实现试管的加热、冷却等操作，结构简单，使用更加灵活。而且采用风冷技术，可以防止温差
青岛农业大学
2021-01-12
微生物诊断血清试剂盒及免疫磁珠分离试剂盒
利用现代分子生物学方法对传统抗血清制备技术进行改造，突破 了过去抗血清生产经验为主造成的不确定性和不系统性，提高了抗血 清制备的技术含量和生产效率。有效去除抗血清中的非特异性抗体， 从而实现抗体制备的标准化和规模化生产，同时也降低了生产成本。 免疫磁珠分离技术的最突出的优点是特异性强，可以明显提高检 测的灵敏性，缩短病原体的检测时间一至数天，并且可从复杂的样品 中直接分离病原体，降低标本中抑制物的干扰，提高灵敏度。 已生产出 3 种诊断血清产品，包括“致病性大肠杆菌 O 抗原诊 断血清试剂盒”、“大肠杆菌 H 抗原全套诊断血清试剂盒”和“志贺氏菌 O 抗原全套诊断血清试剂盒”，共计 147 种高特异性抗体。 经中 国 CDC 使用证实，该血清具有反应速度快、特异性强的特点，与日 本生研同类血清质量相当，远优于国内同类产品。 继续在市场调研的基础上，再进行 11 种改类试剂盒的研发和生 产，填补国内外市场空白。 本项目完成后，实施单位将可生产 12 种诊断血清试剂盒（包括 前期已完成开发的 3 种），按每个疾控中心每年需求每种试剂盒一套 计算，总需求量约 1200 套。此外，进出口检验检疫单位对某些种类 的血清亦有一定需求，约为 300 套。按每套试剂盒平均 1 万元的售价 计算，每年的市场可达 1500 万元。 免疫磁珠分离试剂盒可广泛应用于临床检验，食品检验，水质／ 环境检验，兽药检验等，市场非常之大，现主要的生产商为国外的 Dynal 和 Matrix 公司，以 Dynal 公司为例，其每年可创造数十亿美元 的销售额。由于依赖进口，国内多家疾病预防控制和出入境检验检疫 单位已经向项目实施单位提出了产品的开发意向。该产品研发成本约 为每毫升 600 元，销售价格在每毫升 2000 元左右，显示了良好的市 场前景。
南开大学
2021-04-13
一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法
本发明涉及一种促进细胞生长的柞蚕丝素的生物矿化方法。目前还没有一种操作容易，既快速，又能制备出具有高的生物相容性的柞蚕丝素的生物矿化方法。本发明依次包括如下步骤：将柞蚕蚕茧剪碎，投加到Na2CO3水溶液中脱胶得柞蚕丝素纤维；将柞蚕丝素纤维投加到LiSCN水溶液中溶解后透析，冷冻和干燥后制成柞蚕丝素粉末，再在六氟丙酮中溶解得柞蚕丝素溶液；将柞蚕丝素溶液滴加到塑料板上风干得到柞蚕丝素膜；将柞蚕丝素膜浸渍于CaCl2水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，再浸渍于Na2HPO4水溶液中，用水和丙酮清洗，风干，重复操作20-35次，从而制得成品。本发明的工艺简单，制备周期短，制备而成的生物材料没有细胞毒性。
浙江大学
2021-04-13
一种模块化便携式生物3D打印机
本实用新型公开了一种模块化便携式生物3D打印机。包括基座、支撑结构、用于扫描识别的扫描模块、用于3D打印的打印模块，基础运动模块以及基站模块；所述的基座上设置有方孔；所述方孔用于安装支撑结构的支撑脚；所述的支撑结构上设置有基础运动模块，所述的基础运动模块设有插槽，所述的扫描模块和打印模块上设有与所述插槽配合的统一插头；基站模块控制扫描模块、打印模块和基础运动模块的工作。通过将生物3D打印机打印过程的高度抽象与功能抽离，将不同的功能设计成不同的模块，每个模块只负责一项工作，大大提高了打印机的空间利用率，缩小了打印机的体积，为便携式生物3D打印机设计提供了一种思路。
浙江大学
2021-04-13
三光子磷光铱(III)配合物的合理设计并用于生物成像研究
发展了一种理论计算与实验测试相结合的三光子荧光染料有效筛选方法，设计、合成了一类具有三光子磷光的新型铱(III) 配合物，并成功将其用于生物荧光成像研究。在研究中，他们发现不改变配合物母体结构，仅通过引入一些特殊的官能团修饰，能有效地将配合物的三光子跃迁几率和量子产率提升近四倍，极大地改善了铱(III)配合物的三光子光物理性质。 利用三光子显微共聚焦/磷光寿命成像技术，铱(III)配合物3PAIr2只需低的染色浓度（50 nM）、短的孵育时间（5分钟）和低的激发功率（980 nm飞秒激光功率为0.5 mW），就可以有效地实现细胞水平的快速线粒体磷光成像。利用大鼠脑部海马体切片生物模型，完成了3PAIr2在组织切片层面的深度测试，发现其以980 nm激光激发的三光子磷光成像可以达到约500 微米的穿透深度，这个距离是以750 nm激光激发的双光子磷光成像深度的两倍。同时在通过双亲性聚合物DSPE-PEG2000包裹后，利用3PAIr2-DSPE-PEG2000进一步尝试小鼠开颅情况下的脑血管生物荧光成像，得到了450 微米的小鼠脑血管成像深度和三维高分辨率脑血管重构图。这是首次使用铱(III)配合物作为三光子磷光染料实现了对完整颅骨下脑血管的高穿透和高分辨观测。不仅为三光子荧光染料的合理设计提供了一条简便、行之有效的途径，还获得了一类具有优异生物成像能力的金属配合物磷光染料。
中山大学
2021-04-13
高浓度含盐难生物降解有机工业废水组合处理工艺
本发明的高浓度含盐难生物降解有机工业废水组合处理工艺,包括以下步骤:冷冻法预处理,冷冻法包括人工冷冻法和自然冷冻法,人工冷冻法是将所述废水置于冷冻场中冷冻,温度为0～-30℃,待废水冻结到固液比为1∶4～4∶1时,取出冻结的冰样,用净水冲洗后,融化,待后续光催化处理备用;自然冷冻法是在自然温度为2～-15℃条件下对废水进行冷冻处理。光催化法深度处理,将冰样融水进行光催化降解,控制光催化剂的投加量、光照时间、体系PH值参数来控制处理工艺运行。有益效果是均可对高浓度含盐有机废水如垃圾渗滤液、染料中间体废
天津城建大学
2021-01-12