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基于可再生生物分子的锂离子全电池
作为当前应用最为广泛的储能器件之一，锂离子电池受到广泛关注。但是， 能源产业的发展与资源、环境息息相关，随着电子社会的蓬勃发展，人们对锂离子电池的需求量与日俱增，这势必会导致以下两个问题的产生：1）由于矿物资源的日益枯竭，其制造成本会不断攀升；2）大量废旧电子产品会对环境造成破坏。
大自然是人类最好的导师，其经历了几十亿年的进化，万物大都具有了最合理、最优化的宏观、微观结构和最佳的综合性能，这些对科研问题的解决具有极强的启发性。生物体内的能量代谢活动，往往伴随着具有氧化还原活性的生物分子的化学转变过程，并且具有良好的可逆性和生物相容性。将这种可从生物体内提取的生物分子应用于储能活性材料，优点在于：1）可再生生物分子资源丰富， 有望降低材料成本；2）生物相容性好，可以通过多种途径降解；3）结构多样性， 可通过分子修饰调控相应性能。
北京航空航天大学
2022-03-22
面向生物医学的微操作机器人系统
南开大学机器人与信息自动化研究所从1992年开始研制用于生物工程的微操作机器人系统，完成国内第一台样机，此后的系列样机，均取得较好的应用效果。此项成果于1999年获得国内最早的微操作机器人系统整体发明专利，并于2001年12月获2000年度天津市技术发明一等奖，2003年3月获2002年国家技术发明二等奖。近年来，针对我国在生命科学研究中对自动化精密仪器与设备的迫切需求，在已有研究成果的基础上，机器人所致力于开发“面向批量细胞转基因及克隆操作的显微注射系统”，该系统具有显微镜全局视野
南开大学
2021-04-14
用CuCl薄膜处理生物难降解有机废水的方法
本发明涉及一种有机工业废水的催化氧化处理方法，特别是用CuCl薄膜处理生物难降解有机废水的方法。采用CuCl2溶液浸泡铜网产生的CuCl薄膜为催化剂，把CuCl/铜网催化剂置入反应器中，以900～1200ml/h的流速通入pH＝5～9的有机废水，并通入空气进行氧化反应，空气流速为0.09m3/h，反应1～9小时，反应后的溶液加入聚合硫酸铁沉降。本发明在常温常压下能将COD为1500～3800mg/l有机助剂废水降到600mg/l，COD去除率达到60～7
南开大学
2021-04-14
藻类高附加值产物的生物炼制工艺研发
项目背景：细胞壁的高效和可控降解技术是藻类天然产物开 发中最关键的一步，常规技术难以有效破壁，且容易引起活性成 分的破坏。我公司前期已掌握从微藻中提取色素、蛋白质等多种 天然产物的生产工艺，结合下游微囊化技术，开发出几十种基于 微藻的天然产物及其系列产品，受到国内外市场的广泛认可。但 微藻细胞的高效和可控降解技术依然是生产中面临的一个技术 难点。如何实现温和破壁及细胞壁可控降解，是进一步提高天然 产物提取效率和收率、减少活性产物结构破坏的关键，也是本项 目拟重点解决的问题。
所需技术需求简要描述：（1）开发能高效降解绿藻细胞壁的 酶，满足工业化需求；结合现有技术使绿藻率达到 90%以上，综 合能耗和化学试剂使用量分别降低 80%和 50%以上。（2）开发藻 类色素、功能性油脂级联高效提取和精炼技术，使得色素提取效 率提高至 90%以上，总回收率达到 82%以上；水溶性多糖提取效 率 80%以上，多糖纯度达到 55%以上。（3）开发全水溶性和高载 油量藻类活性产物微囊化制备技术。实现脂溶性色素油脂 100% 全水溶性微囊颗粒的制备，并提高颗粒载油量至 30%及以上。
对技术提供方的要求:1.国内高校实验室，团队带头人需具有博士学位及高级职称。2.在藻类培养、天然产物提取及开发领 域具备研究经历。
青岛藻蓝生物有限公司
2021-09-02
微胀床生物产品的分离和提纯装置
本项目涉及一种可用于生物医药产品的分离和纯化的装置和工艺。传统的生物细胞液中有效成分的分离提纯，需经过细胞液的离心、过滤澄清、有效成分捕捉 (固定床) 等工艺过程，工艺流程较长，耗材费用高等。有专家提出膨胀床工艺技术，即通过使用低度流态化的色谱柱床实现对含固体颗粒原料中活性组分的直接分离提取, 从而简化前期离心、过滤澄清工艺，将传统的离心、过滤、捕捉色谱合为一步, 缩短工艺路线, 降低生产成本。但膨胀床技术长期面临的挑战是流路堵塞, 清洁困难，分离效率低，二十多年来一直没有得到广泛应用。
基于膨胀床的原理, 本项目在此基础上推出微胀床技术. 通过应用独立于床层阻力的流体均布技术, 微胀床可达到比传统膨胀床显著高的分离板数, 动态载量和分离效率, 可直接处理细胞液或细胞裂解液，流路不堵并可完全在线清洗。 微胀床技术使膨胀床核心优势得以实现，可显著节省设备和耗品投入,缩短工艺路线, 降低生产成本。
微胀床技术关键为采用径向辐射流体分布器及新颖流路控制模式，本技术可广泛用于生物药大分子产品从细胞液或细胞裂解液中高效快速提取和纯化.具体应用包括:单克隆抗体从细胞培养液中的提取, 重组人血白蛋白从酵母细胞液中的提取,乳铁蛋白从牛奶中的提取,以及抗生素的分离纯化等。
华东理工大学
2021-04-13
手性氨基酸的微生物高效生产方法
手性氨基酸作为最重要的原料和中间体，市场规模也越来越大。本项目研发的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-苏氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一种非天然的氨基酸，是一种重要的化工原料，被用作为多种手性药物合成中的重要中间体，包括抗结核药物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癫痫药物左乙拉西坦。D-苏氨酸是天然氨基酸 L-苏氨酸的光学异构体，是一种非天然氨基酸。主要应用于手性药物、手性添加剂和手性助剂等领域，在制药行业作为手性合成的手性源，主要用于生产新型光谱抗生素、D-苏氨醇和多肽合成过程的苏氨酸保护剂。L-天冬酰胺是常见的 20 种氨基酸之一，在食品、医药、化工合成、微生物培养等领域广泛应用。L-天冬酰胺可以作为添加剂用于清凉饮料,同时在肿瘤治疗及蛋白质糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸输液，以及具有降压、平喘、抗消化性溃疡、胃功能障碍等功能，并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞、疲劳症等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培养和动物细胞培养重要的添加剂。L-叔亮氨酸是一种非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空间位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不对称合成中作为诱导不对称的模板。随着不对称合成的发展, 叔亮氨酸的应用也非常广泛。又由于占空间大的叔丁基链及其疏水性, 它在多肽的合成中能够很好地控制分子构象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的稳定性, 因此在药物和生物应用中正迅速地发展, 用于抗癌、抗艾滋病等药物和生物抑制剂及肽等。
江南大学
2021-04-11
甾体激素药物的绿色生物制造与工艺研究
甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物。全球甾体类药物总值近 500 亿美元，占世界医药销售额的 6%。中国是甾体药物原料及其制剂的主要生产国，年产值近 800 亿元人民币。
本项目组围绕重要甾体化合物中间体 AD、三羟基雄甾烯酮及其相关下游产 品，开展生物转化关键技术研究与产业应用研究，突破了生物催化去氢表雄酮双 羟化制备三羟基雄甾烯酮的技术体系，创新了屈螺酮合成新方法。项目改造优化 了微生物转化菌种的性能，开发了新型发酵和绿色提取工艺，建立了全流程的过程工程控制技术，大幅提高了产品的转化率，建成了百吨级规模的甾体化合物生产线。项目成果在 Green Chemistry、Journal of Steroid Biochemistry andMolecular Biology、Steroids 等期刊上共发表了相关文章 30 余篇，申请国家发明专利 28 项，其中授权 10 项。获中国石油和化工行业协会优秀专利奖 1 项，全国大学生“挑战杯”竞赛一等奖 1 项。
江南大学
2021-04-13
精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
精氨酸脱亚胺酶（Arginine deiminase）简称 ADI，它能将精氨酸水解，生产瓜氨酸和氨，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸脱亚氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的 治疗。 瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有抗衰老、增强免疫力、提高运动员力量与耐力、增加创伤愈合和改善微循环等功能。本项目通过菌种筛选获得一株高产精氨酸脱亚酶的粪肠球菌菌株，通过分子改造，获得适合人体生理条件的精氨酶脱亚酶，可用于医药；利用粪肠球菌来源的精氨酸脱亚氨酶可用于瓜氨酸的生物制备，瓜氨酸产量可达到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 100%。
创新要点
成功开发了具有自主知识产权的精氨酸脱亚胺酶生产菌株及瓜氨酸制备工艺，达到或超过国际先进水平。
江南大学
2021-04-11
精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
精氨酸脱亚胺酶（Arginine deiminase）简称 ADI，它能将精氨酸水解，生产瓜氨酸和氨，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸脱亚氨酶一方面可用于功能性氨基酸 L-瓜氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的治疗。 瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有抗衰老、增强免疫力、提高运动员力量与耐力、增加创伤愈合和改善微循环等功能。 本项目通过菌种筛选获得一株高产精氨酸脱亚酶的粪肠球菌菌株，通过分子 改造，获得适合人体生理条件的精氨酶脱亚酶，可用于医药；利用粪肠球菌来源的精氨酸脱亚氨酶可用于瓜氨酸的生物制备，瓜氨酸产量可达到 250g/L 以上，底物精氨酸的摩尔转化率 100%。
江南大学
2021-04-11
L-苏氨酸的微生物高效生产方法
L-苏氨酸在食品、饲料、医药和化妆品等领域的用量呈长期稳定增长趋势，尤其在饲料添加剂中增长最为迅速。以添加了 L-苏氨酸的低蛋白配方饲料作为家禽日粮，不但可以缓解天然蛋白的匮乏，减少动物氨的排放，还能提高家禽的生产性能。而在医药领域，L-苏氨酸除了用于氨基酸输液之外，随着人类保健意识的提高，各类氨基酸保健饮品涌现市场，L-苏氨酸是必不可少的配方成分。L-苏氨酸有望取代色氨酸，成为继赖氨酸和甲硫氨酸之后第三大发展最迅速的氨基酸。因此 L-苏氨酸产业迫切需要提高产量，降低成本，以满足市场需求。本实验室以谷氨酸棒状杆菌为出发菌株，通过代谢工程技术手段进行基因敲除和敲入，对关键基因进行了测序、蛋白结构解析及定向改造，以达到“开源节流”，即增强 L-苏氨酸合成路径代谢流，抑制或阻断旁路途径代谢流，最终提高L-苏氨酸产率近 20 倍，具有较好的应用前景。
江南大学
2021-04-11