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

本发明提供了一种新型鱼源抗菌肽moronecidin突变体及其制备方法和应用。本发明通过生物软件对鱼源抗菌肽moronecidin的氨基酸序列进行空间结构分析，将其22个氨基酸中的2处氨基酸进行突变(K7R和V20K)，同时为了保证抗菌肽C末端的酰胺化，在C末端添加了天冬酰胺N，获得一种新型鱼源抗菌肽突变体，使其抗菌效力获得显著提高。在此基础上，选用毕赤酵母偏爱密码子，人工合成新型鱼源抗菌肽moronecidin突变体基因，克隆于毕赤酵母中表达，获得新型抗菌肽重组酵母菌株，并将发酵规模放大到发酵罐水平，实现抗菌肽产品的高密度发酵和高效表达。发酵液进一步纯化后可制成粉剂、液体等抗菌肽制剂用于水产动物饲料添加剂或水产动物疾病的预防和治疗制剂。

本发明提供了一种新型猪源抗菌肽突变体及其制备方法和应用。本发明通过生物软件对猪源抗菌肽PMAP37的氨基酸序列进行空间结构分析，将其37个氨基酸中的3处氨基酸进行突变（L6K、K20L和L31K），获得一种新型猪源抗菌肽突变体，使其抗菌效力获得显著提高。在此基础上，选用毕赤酵母偏爱密码子，人工合成新型猪源抗菌肽突变体基因，克隆于毕赤酵母中表达，获得新型抗菌肽重组酵母菌株，并将发酵规模放大到发酵罐水平，实现抗菌肽产品的高密度发酵和高效表达。发酵液进一步纯化后可制成粉剂、液体等抗菌肽制剂用于畜禽疾病的预防和治疗。

山东大学晶体材料国家重点实验室陶绪堂教授团队通过自主设计的“微爆炸法”获得了无氧化MXene-Ti3C2Tx量子点，首次提出可将此类二维结构钛基晶体材料用于肿瘤治疗，并与刘宏教授团队合作发现其具有较强的类芬顿反应特性，在抗肿瘤实验中效果显著，从而实现了更高效、更安全的纳米催化治疗方式。相关结果以“Nonoxidized MXene Quantum Dots Prepared by Microexplosion Method for Cancer Catalytic Therapy”为题，发表在材料类权威期刊Advanced Functional Materials（IF=15.621）上，陶绪堂教授和刘宏教授为通讯作者，晶体所博士研究生李雪松和刘锋为共同第一作者，山东大学为独立完成单位。 对于肿瘤治疗，传统的化学、物理疗法都存在严重的副作用，限制了其在实际临床治疗中的应用。最近，基于特殊的肿瘤微环境，利用肿瘤内部催化反应的纳米催化治疗成为前沿且备受关注。其中，研究最为广泛的铁基纳米催化剂可特异性响应肿瘤的弱酸性细胞微环境，释放Fe2+并引发芬顿反应，产生•OH自由基以触发细胞凋亡，从而抑制肿瘤。然而，在弱酸性肿瘤环境中，Fe2+催化的芬顿反应速率较低，导致•OH自由基形成缓慢。此外，众多抗肿瘤复合纳米制剂的潜在毒性值得关注。因此，寻找更高催化活性和更安全的纳米制剂是人们一直追求的目标。晶体材料国家重点实验室陶绪堂教授团队与刘宏教授团队合作发现所制备的钛基无氧化MXene-Ti3C2Tx量子点具有较强的类芬顿反应特性，其对正常细胞和组织器官均表现良好的生物相容性，并对宫颈癌和乳腺癌均有强烈的杀伤能力，体现出优异的抗肿瘤效果。这种以钛基类芬顿反应为基础的肿瘤治疗方式潜力巨大，为实现肿瘤的高效、精准治疗提供了一条新的探索途径。

本项目是新兴的自动化系统与计算机技术等多学科交叉领域前沿重大问题的研究，属人工智能、知识工程技术领域。早期专家系统中知识的自动获取与知识匮乏成为其瓶颈问题，一直制约着专家系统的发展。本项目找到了解决这一瓶颈问题的有效途径与方法，即用知识发现创新技术来实现知识的自动获取与解决知识匮乏这一难题；有望将专家系统的发展推向新阶段。 本项目提出了一种基于知识发现创新技术的专家系统，简记作ESKD，它采用了自主研发的知识发现创新技术，实现了ESKD的全新总体架构:第一，把知识发现系统视为认知系统，研究其自身的内在认知机理(涵盖4个机制),由机理的研究导致7个新模型与11种新技法；第二，以知识发现创新技术作成专家系统新的知识自动获取构件,并形成了全新的动态知识库系统；第三，其推理机中集成了多种不确定性推理形式与方法；第四，它以多个知识源、多种知识融合、多抽象级与多知识层次结构为特征形成了具有丰富内涵的专家系统总体构架,提高了实用化功能，推动其向新一代专家系统的发展；第五，通过在铝电解生产等领域中的应用，解决了过去凭经验与简单技法难于解决的控制过程与参数等优化问题。 ESKD突显其技术先进与学科领域促进作用的根源，就是作为其理论基础的KDTICM(我们独立提出的基于内在认知机理的知识发现理论)及其载体（软件系统ICCKDSS）是原创性的与自主的。这一点由2项国际获奖及其评价书、国际著名科学家与国内5院士评价、8项国家发明专利(详见附件)、教育部鉴定、国内外著名刊物发表的论著等证实。

本项目是新兴的自动化系统与计算机技术等多学科交叉领域前沿重大问题的研究，属人工智能、知识工程技术领域。早期专家系统中知识的自动获取与知识匮乏成为其瓶颈问题，一直制约着专家系统的发展。本项目找到了解决这一瓶颈问题的有效途径与方法，即用知识发现创新技术来实现知识的自动获取与解决知识匮乏这一难题；有望将专家系统的发展推向新阶段。 本项目提出了一种基于知识发现创新技术的专家系统，简记作ESKD， ESKD是将KDTICM与传统的专家系统相融合的结果,它以原创性理论KDTICM为贯穿,以动态知识库为主线,以全新的知识表示和获取方法为依托,构成了多层递阶的独特结构,很好地解决了传统专家系统中极为重要的“知识自动获取”与“知识匮乏”的瓶颈问题;成为新一代专家系统的基本概型(新分支学科)。 它具有多知识源、多知识融合、多抽象级等特征的全新总体架构、全新知识自动获取构件、全新动态知识库系统、全新推理机。(见图5)“科技时报”就“中国科学”发表的此文与产生的重要影响作了报道。ESKD促进与影响着基于KDTICM的其它智能系统新构造的形成。 ESKD全新的构造要素:1)知识获取源除书本知识、专家知识与经验、推理机制外,增加了数据库与知识库的知识源;并利用KDTICM自动获取知识,拓展了知识自动获取的新途径。2)构造了独特的基础知识库--衍生知识库--合成知识库--综合知识库--扩展知识库的动态知识库系统。3)集成了模糊、综合归纳、定性、基于案例等多种推理形式和方法。4)采用我们独立提出的基于语言场的知识表示方法,能够深层次的综合表达具有不确定性与定性描述特征的知识。5）结合了KDD*和KDK*的多项相关专利技术。 ESKD突显其技术先进与学科领域促进作用的根源，就是作为其理论基础的KDTICM(我们独立提出的基于内在认知机理的知识发现理论)及其载体（软件系统ICCKDSS）是原创性的与自主的。这一点由3项国际获奖及其评价书、国际著名科学家与国内5院士评价、10项国家发明专利(详见附件)、教育部鉴定、国内外著名刊物发表的论著等证实。