现有问题：现有的血红蛋白类携氧载体（HBOCs）主要为小分子修饰血红蛋白、交联剂聚合血红蛋白以及包裹血红蛋白。这些HBOCs制品的毒副作用在动物实验和I, II, III期临床试验均有报道。正是基于临床试验中发现的HBOCs引起高血压反应及增加病人心肌梗死的风险，2009年美国FDA拒绝了Northfield公司HBOCs产品（PolyHeme）的上市请求。现有HBOCs制品输注后的毒副反应，主要是由于HBOC中游离或未聚合的血红蛋白，包括氧合或非氧合状态，透过内皮屏障，消耗内皮舒张因子一氧化氮（NO）；同时，血红蛋白本身的氧化还原反应，生成的氧自由基造成机体氧化应激反应。 项目的创新性和优越性：? 本项目制备的新型携氧纳米粒子，完全不同于现有HBOCs制品，首先在纳米粒子中包裹一定剂量的抗氧化剂，有效减少输注血红蛋白氧载体后可能产生的氧自由基。然后，通过结合珠蛋白将血红蛋白稳定连接到纳米粒子外膜。结合珠蛋白能与游离血红蛋白结合成稳定的复合物，一方面避免了体内过量的游离血红蛋白出现，减少输注后缩血管效应引起的高血压现象和胃肠道反应；另一方面，结合珠蛋白本身也可作为还原剂，减少血红蛋白引起的氧化应激反应。?该新型携氧纳米粒子体内的代谢方式为纳米粒子崩解后，结合珠蛋白/血红蛋白复合物经网状内皮系统清除，可大大减轻经肾脏排泄可能造成的肾损伤。?现有HBOCs类制品，特别是聚合血红蛋白和包裹血红蛋白，往往包含数量不等的血红蛋白，分子量处于一定范围，而且，还有部分游离血红蛋白或未反应血红蛋白并不能完全清除，这也是产生毒副作用的一大诱因。而本项目的携氧纳米粒子表面带有数量可控的活性官能团，因此，可实现血红蛋白的定点定量结合，得到分子量稳定的终产物。?现有的第三代HBOCs制品，大多用高分子材料将血红蛋白包裹，输注入人体后很难避免“突释”效应，出现大量游离血红蛋白，有可能对机体造成很大的伤害。而本项目所述的新型携氧纳米粒子，血红蛋白与结合珠蛋白形成了稳定的复合物或者血红蛋白与高分子材料牢固结合，即使纳米粒子分解之后，也不会产生大量游离血红蛋白，因此可大大减少相关风险。该新型携氧纳米粒子可以冻干粉末的形式保存，保存期长，稳定性高，运输方便，可满足各种环境下的应急使用和临床常规应用。?使用的高分子载体为聚乙二醇-聚酯类共聚物。聚乙二醇（PEG）由于其本身不带电荷、水溶性、无免疫原性、可以防止材料表面生物污染、减少蛋白质吸附和细菌贴附、并且不易被免疫体系识别等、且它在体内能溶于组织液中，能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用的特点，是修饰纳米粒子的理想材料。聚乙二醇的存在还可以有效屏蔽人体网状内皮系统对纳米粒子的吞噬和排异，延长粒子在血液中的循环时间。可生物降解且生物相容性良好的聚酯（聚己内酯/聚乳酸，PCL/PLA），无毒无刺激性，已经得到美国食品药品监督管理局（FDA）的认证用于人体治疗。

有序纳米多孔功能材料，例如微孔的沸石和介孔的二氧化硅分子筛、金属-有机框架材料（MOFs）和共价有机框架材料（COFs），由于其发达的孔道结构、较大的比表面积、较小的材料密度等优异的物理化学特性，在吸附、分离、传感器、离子交换、负载催化、药物输送、电磁防护、环境治理、电化学能量存储和转化等诸多领域都有着广泛应用。

刘奇航及其合作者通过密度泛函理论计算，为这一类反掺杂行为提出了一种称为“极化子湮灭”的微观机制。以电子掺杂某些氧化物为例，研究发现，具有反掺杂效应的材料在不考虑杂化效应的高对称结构下具有半填充能带，应为金属。晶格畸变此时会打开带隙，此时的低能激发发生在体系的配位阴离子之间。因此，这类材料的导带底在掺杂之前有被认为从价带分离出去的“空穴极化子”态，而电子引入后会复合这些空穴极化子回到价带，而并不形成带隙间的缺陷能级（如图二所示）。这种反掺杂现象原则上和体系的电子关联效应无关，例如在含有镁空位的氧化镁中也可以存在。另外，在锂电池阳极材料LiFeSiO4、LiIrO3以及过渡金属氧化物SmNiO3、SrCoO2.5等材料中存在掺杂范围广、带隙变化大的反掺杂效应。 值得一提的是，反掺杂效应可以通过不同掺杂手段可逆地调节体系的带隙以及导电性，具有非常广泛的应用前景，如燃料电池、光电器件、全固态离子导体，甚至人工智能等。该研究圆满地解释了导电性随掺杂浓度增加而减弱的反掺杂效应的微观机理，并且给出了具有这种性质的材料一般满足的条件

禽蛋蛋白质种类多，在攻克13种功能成分分离纯化的基础上，实现了溶菌酶、卵转铁蛋白等五种蛋白质的联合纯化。采用合适离子强度打开卵粘蛋白与其它蛋清蛋白质的结合，规避了溶菌酶和卵转铁蛋白与卵粘蛋白易结合特点，实现5种成分高提取率与高纯度，同时保持了蛋白质的分子结构与生物活性；操作简便快捷，缩短纯化周期1/3；所用填料支持快流速，适合大规模生产；实现了功能蛋白、剩余蛋清以及环境“三方面”无损害的绿色技术。卵转铁蛋白补铁剂使我国补铁食品由无机铁、有机铁、卟啉铁发展到蛋白铁时代。攻克以水为介质的壳膜高效环保分离技术，避免了媒介对壳、膜有效成分损害及环境二次污染。发明蛋壳钙生物发酵与转化乳酸钙、丙酸钙、柠檬酸钙、乙酸钙的技术方法；突破不溶性胶原蛋白转化成可溶性胶原蛋白等技术难题，开发出碱性蛋白酶酶解鸡蛋壳膜蛋白制备抗氧化肽技术，实现了蛋壳膜资源的高附加值利用。合成所用复合金属氧化物催化剂具有环境友好和重复利用性，并开发出了乳化和油溶性涂膜保鲜剂。 利用禽蛋中丰富的蛋白质开发功能性产品，具有十分广阔的前景。 （注：本项目发布于2019年）

“新型聚苯乙烯保温材料的关键技术开发与应用”主要涉及一种新型的聚苯乙烯防火保温材料。这种新型防火保温材料内部为独立的密闭式气泡结构，具有稳定的化学和物理结构，比普通EPS泡沫板具有更好的隔热和保温性能，导热系数在（0.028-0.032）W/（m.k），保温持久稳定，其抗压、抗冲击、防潮和不透气、耐腐蚀、抗老化等性能也表现非常优异，且无毒无害，是最佳的环保型防火保温材料之一，可广泛应用于建筑外墙和地面、机场跑道、高铁路基、冷库、河道防渗等领域，市场前景广阔。   2014年度天津市科学技术三等奖（第一单位） 获奖人：刘志华

本项目拟通过建立复合纳滤膜多层结构的协同设计方法，丰富复合纳滤膜制备的理论基础，提升纳滤膜的分离性能，形成一批具有自主知识产权的高性能纳滤膜制备技术，并实现规模化生产，促进纳滤膜分离技术的广泛应用。

传统的植物组织培养的方法是以琼脂为支持物的半固体或固体培养。固体、半固体培养是一个劳动密集型技术，需要大量的手工劳动，导致生产成本居高不下。液体培养易于操控，适合大规模的组培生产，但是由于组培苗长期的浸泡在液体中，无法进行有效的气体交换，组培苗玻璃化情况严重、抗逆性较差，栽培死亡率高，也增加了生产成本。随着植物组织培养产业日益兴盛，传统的固体、半固体培养及液体培养模式已经满足不了产业的需求。 新型生物反应器采用间歇浸没培养模式和自动化控制技术，并以半夏等药用植物为材料进行试验，优化该装置的浸没频率等参数，实现了高通量植物种苗的工厂化扩繁。与传统的培养模式作比较，无论在培养周期、种苗质量上均较优。由于通量大，在育种上的应用节省了时间和人力、物力，效率大大提高，达到产业化应用水平。 项目技术优势 间歇浸没培养系统结合了固体培养（最大化气体交换）和液体培养（营养充分的吸收）的优点，在很多种植物幼苗和体细胞胚体的培养中占有一定的优势，植物的长势情况和增殖率比传统的固体培养、半固体培养和液体培养都要好，所获得的幼苗和体细胞胚体质量高，更能很好的适应环境，移栽成活率较高。间歇浸没培养模式采用程序控制，自动化程度高，大大的减少了劳动力的消耗，生产成本和传统的模式相比大幅度的降低，在商业化生产上占有很大的优势。 ①.减少甚至避免玻璃化实验证明，增加通风和植物材料间歇的接触液体培养基是降低玻璃化的有效方法，而间歇浸没培养系统正好具备这两个特征。 ②.组培苗环境适应性强利用传统的培养方式获得的组培苗，对环境适应能力较弱，在炼苗阶段由于环境变化较大，一般成活率较低。但间歇浸没系统获得的植物由于在培养时就进行了外界空气的锻炼，因此，绝大多数能够成功的适应环境，炼苗成活率较高。 技术成果 本项目已利用新型生物反应器进行了半夏、铁皮石斛、大蒜、百合等经济植物的扩繁。 目前本项目已申请发明专利1项，实用新型专利2项：

本发明涉及一种新型介孔碳担载的金属催化剂及其制备方法，金属催化剂由金属粒子0.01wt％～90wt％和介孔碳载体10wt％～99.99wt％组成，介孔碳载体由杂原子掺杂的介孔碳材料制成，该杂原子掺杂的介孔碳材料是以含有杂原子的离子液体为单体，与模板剂在室温下混合，然后在400～1000℃下煅烧1～6小时，冷却至室温，最后除去模板剂制得，金属粒子的平均粒径为1～100nm，介孔碳材料中杂原子的质量分数为0.01wt％～80wt％。本发明催化剂可以通过氮、硫、磷、硼、氟等杂原子的掺杂调控纳米金属的价态以及金属在载体表面的沉积与分散，从而有利于增强其催化活性。另外，催化剂制备简单，对水、空气和热稳定。

项目成果/简介:实验室研究概貌：衰老相关疾病就是随着年龄升高其发病率随之上升的疾病，包括2型糖尿病、脑卒中、肠胃溃疡等。根据我们的衰老理论，衰老就是各器官组织功能衰退导致的，而不同器官组织功能的加速衰退就会导致各种衰老相关疾病。因此，衰老与衰老相关疾病具有共同机制，解决了衰老相关疾病，就可以揭示衰老的关键机制，开发延缓衰老新策略。实验室研究成果：我们建立了新型药物筛选平台，以动物为研究模型，筛选了大量化合物（主要为临床用药、新合成化合物、天然产物提取液）、基因工程改造的益生菌。筛选发现了一系列有望治愈2型糖尿病（图1）、脑卒中（图2）、肠胃溃疡（图3）等疾病的候选药物。特点如下：疗效好：活性较治疗相应疾病的临床用药活性高，相同条件下，可更有效降低血糖、治疗蛋白尿、减少脑梗死体积、抑制肠胃溃疡。靶点新：药物相应靶点（target）不同于已经发表、各公司正在研发的靶点。同时新发现靶点有可能是导致疾病的真正基因。已知靶点有可能只是导致某些症状的表层靶点。剂量低：相对于现有临床药物，我们发现的小分子剂量为其临床应用剂量的1/400-1/10，因此长期使用副作用将会更低。有治愈潜力：根据我们的数据，益生菌、小分子可以避免现有临床药的毒副作用，比如现有糖尿病治疗药物的肝肾、心脏毒性，并具有保肝护肾、降低动脉粥样硬化的功能。同时，我们选用的益生菌，本身就具有优化肠道菌群，改善肠胃功能的效果。数量多：小分子化合物40余种，2020年底至今已申请专利14项。治疗性益生菌5种。适应症广：个别小分子、益生菌可同时预防和治疗多种疾病。如一种益生菌可治疗2型糖尿病（在2周内显著降低血糖）、缺血性脑卒中、肠胃溃疡。这说明经过改造的益生菌，可以分泌穿透大鼠血脑屏障的纳米尺度小泡，治疗大脑相关疾病。合作需求：关于小分子和治疗性益生菌，考虑在有生物医药产业基础的高新区建立企业，也希望与大型药企合作开发药物。同时，我们可在以上所述研究领域提供技术服务、咨询服务等。