成果与项目的背景及主要用途：农药微胶囊化的意义在于：可将油相和水相 隔开；抑制了因环境因素（如光、热、空气、雨水、土壤、微生物等）和其他化 215天津大学科技成果选编 学物质等造成的农药的分解和流失，提高了药剂本身的稳定性抑制农药的挥发性， 隐蔽其原有的异味，降低它的接触毒性、吸入毒性和药害，减轻它对人畜的刺激 性和对鱼类的毒性等；引入控制释放功能，提高农药的利用率，延长其持效期， 从而可减少施药的数量和频率，改善农药对环境的压力；为多种不同性能的农药 活性物质的有效复配提供方便，微胶囊囊膜的存在也改善了制剂的胶体和物理稳 定性。 技术原理与工艺流程简介：农药微胶囊以合成高分子为主要囊壁材料，以各 种农药为囊心原料，通过分散、乳化、交联、成囊、固化等工艺制备而成。 技术水平及专利与获奖情况：小试 应用前景分析及效益预测：减少环境污染，降低成本，提高药效，避免毒害 应用领域：农药制剂 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 

项目介绍： 农药残留问题是关系到国计民生和环境可持续发展的重大问题， 当前更成为全社会关注的焦点之一。加强、加快开发食品和饮用水安 全保障技术以及生态和环境监测与预警技术，大幅度提高改善环境、 食品质量的科技支撑能力不仅重要，也极为紧迫。本项目基于生物传 感器分析技术，在前期研究的基础上，利用目前已有的发明专利及取 得的科研成果，重点解决我国食品安全和环境保护中存在的检测、控 制和监测技术难点，创新性研发用于农药残留监测的生物传感快速筛 查装置及系统，并建立示范基地进行推广示范。 本项目基于南开大学分子识别与生物传感实验室在农残检测生 物传感器方面的研究基础和开发经验，综合科研合作院校、研究单位 以及企事业单位在相关技术领域的研发优势，将基础与应用基础研究、 仪器研制、样机生产和应用示范推广有机结合在一起，设计构建性价 比高、操作简便、耐久性强的高性能生物传感检测系列装置以用于农 药残留检测，并进行样机试制（便携式和台式）；与常规农残检测技 术和设备进行对比实验，优化所研发装置的各项性能指标；进一步将该生物传感检测装置用于水体、土壤以及农作物中农药残留量的实际 检测，共同探讨生物传感器在环境污染防治、农药残留污染物监测评 价体系中的应用，真正做到“产学研”相结合，为高新科学技术有效 服务于民生领域起到示范推广作用。 本项目以市场需求为导向，在现有科研成果与专利基础上，以纳 米生物传感器技术为基础的新型农药残留量传感检测器，技术上要求 高度保持生物活性物质的活性，不易脱落，提高电极使用寿命，这对 实现农残生物传感检测有着十分重要的意义。将纳米生物传感器技术 创新性地应用于农药残留量检测领域，在充分发挥纳米生物传感器特 异性强、灵敏度高、一般无需进行样品预处理等技术优势的同时，进 一步将生物活性材料、纳米材料、表面修饰技术等多项最新研究成果 有机结合，弥补了传统检测分析方法的局限与不足，可实现对农残检 测的实时化、动态化、直观化与可视化，在国内外均处于领先水平。 目前国内外研制成功的可实际应用的农药残留传感检测仪器鲜有报 道。 技术优势和特点： 1） 灵敏度高，针对有机磷类和氨基甲酸酯类农药的最低检测限 可达到 10-9 mg/kg，接近常规分析仪器的最低检测限; 2） 检测迅速，2 分钟之内可以完成农残检测，可实现大批量样 品的快速筛查； 3） 特异性好，检测结果不受果蔬中色素、土壤、微尘等杂质的 干扰，检测准确度高；4） 操作简便，一般不需对果蔬样品进行复杂的预处理，可将样 品中待测成分的分离与检测合二为一，使整个检测过程简便迅速，容 易实现自动分析； 5） 成本低廉，台式农药残留传感检测仪器的生产成本远低于大 型分析仪器，便于推广普及； 6） 稳定性好，相对标准偏差 RSD ≤ 2.18%。

农药残留微生物降解菌剂是南京农业大学首创与开发的一种新型原位生物修复制剂，利用微生物多样性的特点，筛选农药残留高效降解菌株，研究菌株生物学和遗传学特性，开展安全评估，将高效降解菌株研发制成微生物菌剂，通过微生物产生的酶对环境中的农药残留进行降解。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 我国是农业大国，化学农药的使用是保证农作物高产的有效手段。化学农药喷施到农田后，仅小部分作用于靶标病虫草害，大部分农药残留在环境中，造成了农田与水体的污染，破坏了农业生态环境，影响了农产品安全。农药残留微生物降解菌剂是南京农业大学首创与开发的一种新型原位生物修复制剂，利用微生物多样性的特点，筛选农药残留高效降解菌株，研究菌株生物学和遗传学特性，开展安全评估，将高效降解菌株研发制成微生物菌剂，通过微生物产生的酶对环境中的农药残留进行降解。农药残留微生物降解技术可高效、快速降解农田土壤与植株表面的农药残留，改良土壤性状，促进作物生长，保障农产品安全。

项目简介： 现代新型农药越来越注重高效性、低毒性， 同时关注在自然环境中的降斛及对

本发明公开一种糖基/磺化改性亲和聚合物中空纤维分离膜及其制备方法。该膜由聚合物树脂、磺化聚合物树脂和糖类高分子组成，在优选的原料与比例下对LDL有良好的特异性吸附作用，且具有良好的稳定性和生物相容性，可重复使用，成本低廉，有望投入大规模临床应用。其制备方法包括以下过程:将膜用聚合物树脂、磺化聚合物树脂、糖类高分子、致孔剂按一定比例溶于溶剂，制成均一的纺丝制膜液，将纺丝制膜液过滤、真空脱泡后，通过浸没沉淀相转化法纺丝制备中空纤维成膜，然后将所制得的中空纤维膜依次在去离子水和超纯水充分漂洗。本发明采用的共混溶解制备法具有操作简便安全、原材料廉价易得等优点。

采用微乳化工艺，以甜菊糖（或称甜菊糖苷）或酶改制甜菊糖为原料，将其55 与水、可食用表面活性剂和/或助表面活性剂混合而制成的液滴直径在 5～100nm 的透明或半透明状、其中甜菊糖苷的含量可达 1～40 g/100 mL 的高水分散性甜 菊糖（苷）乳液，该乳液具有良好的流动性，可以任意比例与水混合，用于替代 或部分替代蔗糖等常规甜味剂。 项目简介 甜菊糖（或称甜菊糖苷）是一种从天然菊科草本植物甜叶菊的叶片中提取出 来的多组分甜糖甙的混合物，是甜叶菊中的主要呈味物质，生产中用作食品甜味 剂。甜菊糖苷主要包括甜菊甙、莱鲍迪甙 A、莱鲍迪甙 B、莱鲍迪甙 C、莱鲍迪甙 D、莱鲍迪甙 E、杜克甙、甜菊双糖甙等八种糖甙。甜菊糖甙具有纯天然（来自纯 天然植物甜叶菊）、高甜度（蔗糖的 250～450 倍）、低热量（仅为白糖的 1/300）、 使用经济（成本仅为蔗糖的三分之一）、稳定性好（耐热、耐酸、耐碱，不易出 现分解现象）、安全性高（无毒副作用）等优点。 制约甜菊糖在食品加工领域中应用的主要问题是其水溶性差，常温下在水中 的溶解度在 0.1g/100 mL 左右（酶改制甜菊糖是甜菊糖经过酶改性处理后的产 物，水溶性稍有改善）。尽管该浓度的甜菊糖苷水溶液已经可以提供很强的甜味， 但对于食品生产中先将固形物配成高浓度溶液(如食品配方中蔗糖的添加量一般为 8～10 g/100 mL，但生产中一般需将蔗糖溶于水制备成蔗糖含量 55～60 g/100 mL 的高浓糖浆) 再与大量的基质如水等混合的使用习惯来讲，却难以达到要求。 所以通过合理的物理加工处理、在不引入非食品添加成分、不发生化学变化而改变其化学结构及食用安全性的前提下有效提高甜菊糖苷的水分散性，意义重大。

糖尿病是一种因胰岛素分泌绝对或相对不足，导致以高血糖为特征的内分泌代谢性疾病。若机体长期处于高血糖状态，可导致失明、肾功能衰竭、神经病变、心脑血管疾病、肢体坏疽等多种并发症。现已成为继心脑血管、癌症之后的严重危害人类健康的第三大疾病。目前对于 I 型糖尿病的治疗，研究方向是开发给药方便、有效的胰岛素制剂及代用品。而对于 II 型糖尿病的治疗，则主要是依靠现有的口服降糖药物进行有限的治疗。

上科大iHuman研究所在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析 人源黑皮质素受体4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶体结构。该成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”为题，于4月24日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表。上科大Stevens课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman研究所创始所长Raymond C. Stevens和密歇根大学教授Roger D. Cone为共同通讯作者，上科大是第一完成单位。领导这项研究工作的Stevens实验室专注于多肽配体调控的G蛋白偶联受体（GPCR）及与肥胖症和代谢类疾病相关受体研究。肥胖症增加了其它并发症的患病风险，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘脑中表达，参与控制食物摄取、能量消耗、体重维持等。实验和临床证据也表明，MC4R是肥胖症治疗的重要靶点。但针对MC4R结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。通过与密歇根大学Roger Cone实验室以及南加州大学合作者的共同努力，最终解析了人源MC4R与环形多肽配体SHU9119复合物2.8埃分辨率的晶体结构。研究团队发现钙离子（Ca2+）结合在MC4R正构结合口袋中，同时与受体及候选药物发生相互作用，这也是首次观察到功能性Ca2+与GPCR的结合模式。同时，他们发现Ca2+有助于稳定受体-候选药物复合物，并使内源性激动剂α-黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的亲和力和效力得到了极大的提高，但Ca2+对内源性拮抗剂刺鼠相关蛋白（Agouti related protein, AgRP）却无类似的作用效果。“MC4R是一个神秘而有趣的蛋白分子，还有许多未被发现的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+复合结构第一次揭下了MC4R的神秘面纱。”于静说道，“将对活化状态的结构、MC4R与G蛋白、与其它蛋白之间的相互作用，以及同源/异源二聚体形成等方面进一步研究”。这项工作由上科大生命科学与技术学院和iHuman研究所的Raymond Stevens与赵素文团队、密歇根大学的Roger Cone实验室以及南加州大学的科研人员共同开展。

同步糖化与发酵是生物转化木质纤维素生产燃料乙醇或高值化学品的主流工艺。目前，由 于发酵产品浓度低所导致的高额的产品分离成本以及生产成本是纤维素原料生物转化中所面临 的紧迫问题。提高同步糖化与发酵操作中木质纤维素底物的固体含量，进而得到高浓度的发酵 产品，降低纤维素基产品的生产成本是木质纤维素生物炼制技术的发展趋势。本技术的产业化 实施将大大提高纤维素基发酵产品的浓度，大幅降低相关产品的分离成本和生产成本，为木质 纤维素生物炼制的产业化奠定基础。 本项目的高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术主要包括同步糖化与发酵木质纤维素 培养发酵微生物和高固体含量同步糖化与发酵生产纤维素基产品等主要工序。其中，同步糖化 与发酵木质纤维素培养发酵微生物通过酶解木质纤维素得到的葡萄糖为发酵微生物提供碳源来 培养发酵菌种，实现了微生物培养碳源的原位生产，无需外源商业葡萄糖的添加，大大降低了 发酵微生物的培养成本；高固体含量木质纤维素同步糖化与发酵技术则通过自主研发的螺带型 反应器处理固含量达40%以上的底物进行发酵，与常规发酵反应器相比，电耗降低80%以上。 通过该成套技术可以得到不低于10% (v/v) 浓度的燃料乙醇或其它高值化学品的发酵液，纤维 素转化率达75%以上。本技术的实施将会大大降低纤维素基产品的生产成本，为木质纤维素生 物炼制的产业化奠定基础。