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关于铜催化生物正交断键反应的研究
利用 外源化学 手段 实现 生物大分子的功能 调控 ，一直以来都是化学生物学 的重要研究方向之一。陈鹏课题组长期致力于 “ 活细胞上的化学 反应 ” 的开发与应用 ， 提出 并发展 了 “ 生物正交断键反应（ Bioorthogonal c leavage reaction ） ” 这一 新反应类型 ，突破了在活体内研究蛋白质功能的技术瓶颈，实现了一系列原始创新 （ Nat. Chem. 2014, 6 , 352-61 ; Nat. Chem. Biol. 2016, 12 , 129-37 ; Nature 201 9, 569 , 509-13 ） 。
北京大学
2021-04-11
生物质废弃物资源化利用的研究
中国科学技术大学江鸿教授课题组与俞汉青教授课题组合作，通过耦合快速热解、常压蒸馏及化学蒸汽沉积技术，分别成功制备了高热值且稳定的固相生物煤(bio-coal)和高性能的碳纳米材料(少层石墨烯和碳纳米管)，为实现废弃生物质热解技术商业化应用提供了重要的技术支撑。研究发现，通过常压蒸馏过程参数控制，实现生物油快速结焦可以得到一种新的固体燃料(命名为生物煤，bio-co
中国科学技术大学
2021-01-12
生物法净化含硫化氢废气技术研究
生物法净化含硫化氢废气技术以含硫化氢酸性气体为研究对象，进行生物法净化含硫化氢废气技术研究，以及生物脱硫基础理论研究（生物脱硫微观反应机理、脱硫菌种动力学研究与反应器流体力学模拟）。
技术特点：
1．利用低能离子注入技术诱变筛选获得适合于工业化的高效脱硫菌种；
2．构建菌体生长的多阶段发酵调控技术，采用高密度培养技术探究影响高密度培养的因素，并通过小分子化合物扰动，强化菌株脱硫机制；
3．建立脱硫菌株高性能耦合固定化体系，实现细胞固定化，降低流动性，提高脱硫效率及稳定性，降低成本；
4．研发新型生物反应器，提高传质性能及生物氧化效果；
5．建立生物脱硫装置，优化工艺参数，达到对具附加值的单质硫回收的目的，并开发高效、经济、节能、环保和具有自主知识产权的生物脱硫净化工艺及工程技术。
技术指标：
1．建立1~2Nm³/h生物脱硫模试装置，液体循环量27L/h，pH值8.5~9.0，曝气量220~240L/h，脱硫菌种固定化浓度为2.7mg/g，净化气H2S浓度小于20mg/m³，硫磺回收率为95%，获取生物脱硫工艺参数优化数据；
2．分离筛选得到了硫化物代谢活性达73.1%、稳定遗传8代的高效脱硫菌株；
3．设计生物反应器及模拟装置，建立自动化控制的生物脱硫模式评价装置，为生物法净化含硫化氢气体的工艺评价提供装备基础。
南京工业大学
2021-01-12
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
山东大学生殖医学团队人类胚胎研究获重大突破
9月8日，山东大学生殖医学研究中心陈子江院士、赵涵教授团队联手清华大学颉伟教授团队，发现了人类早期胚胎翻译调控新机制，以长文（article）形式在Science发表题为“Translatome and transcriptome co-profiling reveals a role of TPRXs in human zygotic genome activation”的文章。
山东大学
2022-10-12
生物酶法制备纳米级功能性膳食纤维技术
本技术采用花生壳、小麦麸皮、大豆皮等农副产物为原料制备 纳米纤维素。首次采用生物酶结合超声波技术以农副产品为原材料制备纳米级 膳食纤维，克服了目前酸法制备纳米级膳食纤维污染重、周期长等缺点，建立 了一种高效、绿色、环保制备纳米级膳食纤维的新方法；首次开发出纳米级膳 食纤维及高纤维食品：包括面制品、淀粉制品、肉制品及功能性饮料制品等， 拓展了纳米级膳食纤维的应用范围。本项目所开发的纳米级膳食纤维功能性食 品，兼具优良口感与保健功效，具有良好的市场前景，对建设资源节约型和环 境友好型社会具有重要的促进作用。 生产条件及经济效益预测：纳米膳食纤维素的初步市场估价为 15 万元/吨。 项目投产后，年加工量 2000 吨的农副产物生产线，估算投资额为 8000 万，可 产生经济效益 2.55 亿元，实现利税 1.2 万元。年加工量 1000 吨的农副产物生 产线，估算投资额为 4000 万，可产生经济效益 1.275 亿元，实现利税 8400 万 元；年加工量 500 吨的农副产物生产线，估算投资额为 2000 万，可产生经济效 益 6375 万元，实现利税 3200 万元。
青岛农业大学
2021-04-11
利用大头金蝇生物转化餐厨垃圾的研究
目前，城市餐厨垃圾的处理方式主要有卫生填埋和焚烧，少部分用堆肥方式处理。因存在众多困难 与弊端，未能充分利用城市餐厨垃圾。通过生态调查，我们发现双翅目蝇类昆虫（大头金蝇蛆）为餐厨 垃圾的天然优势分解者。利用大头金蝇蛆强大的繁殖能力和快速生长潜力，对餐厨垃圾进行高效生物转 化，在清除餐厨垃圾污染的同时，还可得到大头金蝇蛆（可作为畜禽养殖业的鲜活饵料或烘干后制成昆 虫蛋白粉）和有机肥两个优质产品，实现餐厨垃圾的百分百减量化、无害化、快捷化和高值化资源再生 利用。以每转化100吨餐厨垃圾为例，只需5～6天，即可产出畜禽水产养殖业和有机种植业大量需求的 优质昆虫蛋白粉约2 .5～3 .0吨(均价约2 .5万元/吨)和有机肥约50～60吨（均价约2000元/吨），日新增产值 16.2～19.5万元。
中山大学
2021-04-10
在MOFs固定酶及其应用于生物传感的研究
化学学院欧阳钢锋教授团队揭示封装模式是如何影响酶@MOFs的生物功能，并提供一种新的策略可制备具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人员以6种工业用途广泛的酶为模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、细胞色素C (Cyt C)、辣根过氧化物酶(HRP)、过氧化氢酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脱氢酶(ADH)），研究了它们原位封装于ZIF-8空腔后的活性转化。研究结果发现部分酶可保持较高的生物活性，但另一部分酶活性则严重下降甚至完全失活。接着，研究人员通用过系统的表征手段发现酶的活性转化与其封装模式密切相关：1）在基于酶诱导ZIF-8成核驱动的快速封装模式中，得到的酶@ZIF-8保持较高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀缓慢封装模式中（此过程中酶不参与ZIF-8成核），由于过量配体（2-甲基咪唑）的去折叠效应和竞争配位，得到的酶@ZIF-8趋向于失活（图1A）。有趣的是，这两种封装模式与酶的表面电荷性质有关。研究人员通过酶表面氨基酸残基的化学修饰调节酶的表面电荷，可实现酶@ZIF-8封装方式的有效调控，进而改善酶@MOFs的生物活性。接着，研究人员探讨了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物传感领域的应用。我们首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8对H2O2进行可视化传感。谷胱甘肽(GSH)是一种生物硫醇，与糖尿病、肝病、白内障、阿尔茨海默病和帕金森病等多种病症相关。H2O2可氧化GSH进而影响酶@MOFs的H2O2传感性能(图1B)。鉴于这一原理，我们建立了一种GSH的可视化酶@MOFs传感平台，并具有较高的检测灵敏度和较宽的线性范围（图1C）。与单酶催化相比，多酶催化级联反应是生物体内一类重要的化学转化过程，在生物信号转导和代谢途径中起着关键作用。研究人员将多种酶（GOx和HRP）共封装于MOFs（简称ECMN，图1D），模拟细胞内级联催化过程；同时，可以通过调控酶的封装模式，提高ECMN的级联催化性能（图1E），并实现葡萄糖的高灵敏、可视化检测 此外，研究团队从封装策略及应用两方面总结了酶@MOFs的最新研究进展：重点介绍了MOFs孔径结构和酶生物界面与金属离子的相互作用对酶封装效率的影响及影响酶活性转化的关键因素；并展示了酶@MOFs在生物传感、催化和纳米催化治疗等领域的前沿应用。
中山大学
2021-04-13
揭示了在生物多样性领域研究的重要进展
通过分析全球尺度的自然草地调查数据（Herbaceous Diversity Network），发现“多样性-生产力”之间存在多种关系形式，不相关是主要关系形式，其次才是负相关和正相关，这与人工草地控制试验的研究结果差别很大。研究同时发现，“多样性—生产力”关系会随着环境条件呈现出规律性的变化：在低产环境下以正相关为主要形式，中产环境下以不相关为主，而在高产环境下更容易表现为负相关。进一步分析发现，在全球尺度上，生物多样性的作用不是提高生产力，而是稳定生产力。该项研究不仅统一了“多样性—生产力”之间的各种矛盾关系，还将“多样性—生产力—稳定性”关系有机地联系起来，认为这是同一个生态学过程的不同表现形式。
中山大学
2021-04-13
柑橘介类害虫生物防治技术研究及应用
本项目对柑橘介类天敌资源进行了广泛调查，对重要天敌进行了发掘。I：感研究了日本方头甲不同饲养 方法，分析评价了马铃薯连续饲养桑盾蛤的可行性，找到了抑制马铃薯发芽的技术，研究了桑盾蛤和日本方 头甲接种方法，明确了桑盾蛤和日本方头甲繁殖的最适温度、湿度和光照条件。研发出了日本方头甲包装运 输和种源保存的方法。最终找到了通过马铃薯一桑盾蛤一日本方头甲的途径规模化饲养天敌的关键技术。评 价了室内饲养天敌对介壳虫的控制效果，建立了日本方头甲田间释放技术体系。真正实现了害虫天敌产业 化。通过室内反复配方筛选、工艺研究和田间试验，研制出以苦参和烟草为主，川乌和半夏等多种杀虫植物 经科学配方和特殊工艺萃取而成的高效广谱杀虫剂，在此基础上，系统评价了该产品对多种介壳虫的控制效 果及对天敌的安全性，0.5%苦参碱•烟碱水剂生产技术成功转让重庆东方农药厂并登记生产。该产品是国内 第一个登记用于防治柑橘介壳虫的植物源农药，先后获重庆市重点新产品，重庆高新科技产品，国家星火科 技产品。本项目成果生产的天敌产品一日本方头甲不仅可以有效控制柑橘蛤类害虫，而且对控制桃、梨、李 和樱桃等果树的介壳虫也具有非常好的控制效果。自2000年以来，在柑橘和桃产区推广应用日本方头甲 70余万亩，新增利润24220.5万元。自2003年来，生产销售植物源杀虫剂一果圣1200余吨，满足了 180万亩 柑橘生产对植物源农药的需要,新增加利润12600余万元。本项目丰富了害虫生物防治的研究内容和昆虫规 模化人工饲养理论。对我国天敌昆虫大规模人工饲养和植物源农药创制起到了积极的推动作用,对降低果品 中农药残留，保障市民食品安全具有极其重要的现实意义，同时，有力地促进了各产区绿色果品生产。
西南大学
2021-04-13