一、成果简介  番茄红素是植物中所含的一种天然色素，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。主要存在于茄科植物西红柿的成熟果实中。它是目前自然界中被发现的最强抗氧化剂。科学证明，人体内的单线态氧和氧自由基是侵害人体自身免疫系统的罪魁祸首。番茄红素清 除自由基的功效远胜于其他类胡萝卜素和维生素 E，其淬灭单线态氧速率常数是维生素 E 的100倍。它可以

本实验室成功筛选得到1株花青素产生菌株CJ6，为国际首创。对其生长、代谢规律、提取工艺等进行了研究。成果与技术具有创新性，在化妆品、保健品、色彩产品等领域，市场应用前景广阔。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 花青素是植物花朵和果实等呈现红色或紫色的重要色素，是人体必不可少的重要营养成分。它具有抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生、保护视力、修复肌肤、增强记忆力、抗衰老等多种保健功能，各种富含花青素食品和产品备受关注。 然而，由于植物生长具有周期性，用植物生产花青素，受到季节、环境和植被资源等多重因素限制，而利用微生物生产花青素具有高效、低耗，可一年四季生产等优势。然而，目前有关利用微生物菌株生产花青素的研究和应用国内外尚没有报道。 本实验室成功筛选得到1株花青素产生菌株CJ6，为国际首创。对其生长、代谢规律、提取工艺等进行了研究。成果与技术具有创新性，在化妆品、保健品、色彩产品等领域，市场应用前景广阔。

项目现状：我科参与国内多种肠内营养制剂的研究及临床应用效果观察，积累了丰富的经验。现已独立完成“卡力素”肠内营养制剂的基础研发、动物实验并应用于创伤病人进行临床效果观察，实验表明该制剂能有效改善创伤患者蛋白质营养状况和免疫功能。目前，尚有待于将该产品产业化生产，并进行市场推广。 项目创新：将食品工程与临床营养学等学科进行交叉和优势集成实现肠内营养制剂的生产技术和应用方面的创新，生产出更易于被机体吸收利用的肠内营养制剂，并以此作为能量及优质氮源的来源，以改善机体营养状况。另外，目前我国尚无医用食品管理法规，通过本项目的研究，为形成我国医用食品标准提供基础数据，并建立相关的医用食品质量标准。

本项目成功地攻克了纤维素乙醇技术中的主要“瓶颈”问题：将原料和预处理成本转移到了高附加值产品中；就地生产了廉价的纤维素酶；避开了戊糖乙醇转化率低难题，同步酶解发酵生产了乙醇；结合提取木素生产生物材料技术的开发，形成了完整的木质纤维素材料生物炼制生产液体燃料和高值化学品的集成创新技术，率先进入了产业化进程。本技术可带动秸秆类生物资源的高效利用，为逐步形成能部分替代石化产业的生物质炼制产业，促进人类社会的可持续发展奠定基础。

①采用有氧、微氧、厌氧集成发酵技术多阶段培养，实现了增加菌体生长密度和菌体活力的分阶段发酵过程模型，将多抗菌素效价在1800μg/mL的基础上提高30%，达到2300μg/mL；②团队针对链霉菌属菌丝体在发酵时发酵液粘度高、不易提取分离的培养特性，设计开发新型搅拌生物反应器和生产工艺，研究反应分离耦合技术在多抗菌素发酵过程的应用，并在1000L发酵罐中生产，成功实现发酵与分离同步。 【技术特点】：技术简化操作步骤，减少环境污染，降低生产成本40%以上； 【技术指标】：采用有氧、微氧、厌氧集成发酵技术多阶段培养，实现了增加菌体生长密度和菌体活力的分阶段发酵过程模型，将多抗菌素效价在1800μg/mL的基础上提高30%，达到2300μg/mL；该技术简化操作步骤，减少环境污染，降低生产成本40%以上

近年来，随着绿色经济概念的提出和人们环保意识的增强，生物基材料的研究和应用受到了广泛的关注。张胜文团队以纤维素为基体，成功制备了纤维素/CeO2 复合材料，并通过简单热压贴合的方法制备了 PMMA/纤维素/CeO2 复合材料。其中，CeO2 纳米粒子以 20nm 的尺寸较均匀的分布在纤维素基体中，且复合材料在 550nm 处的可见光透过率达 75%，在 330nm 处紫外光阻隔率高达 99%，在户外紫外线的防护领域有较好的应用前景。 关键技术 1、通过碱脲体系制备了再生纤维素膜； 2、通过一步酸解法制备了羧基化纳米纤维素； 3、通过原位合成的方法制备了纤维素/CeO2 复合材料。 获得成果 1、发表学术论文一篇 2、申请专利一项

抗生素能有效防治动物疾病并促进生长，在畜牧业、养蜂业等领域被大量使用。而超过规定的滥用会造成抗生素在动物源性食品及环境中积累，对人体健康和环境安全产生危害。抗生素传统检测方法比如微生物检测、HPLC 等理化分析不仅灵敏度低，而且不能满足对食品和水源等抗生素含量的现场检测。目前市场上有一些基于抗体的抗生素检测试剂，但抗体种类有限，质量良莠不齐。核酸适配体本质上以单链 DNA 为主，不仅能特异性识别抗生素，而且具有亲和力高、温度稳定性好、成本低、质量高度稳定等特性，有望取代抗体在抗生素快检试剂中充当靶分子识别元件。 本实验室长期以来致力于抗生素特异性适配体的筛选和优化，已获得一批能高特异性高亲和力结合抗生素的适配体序列。利用这些适配体研制了抗生素快速检测试纸。以卡那霉素为例，利用卡那霉素特异性适配体修饰的金纳米粒子(AuNPs-apt)作为探针，与适配体互补的寡核苷酸 DNA1 修饰的银纳米粒子(AgNPs-DNA1)作为信号放大元件，设计制备的试纸能够在 10 min 之内完成检测，利用肉眼辨别的检测限可达到 35 nmol/L，远低于欧盟规定乳制品中卡那霉素含量不得超过 150 μg/kg (约 265 nmol/L)。若采用胶体金读数仪，不仅可实现定量测定，检测限更可达到 80 pmol/L。对于蜂蜜等成分相对简单的样品，可直接用试纸进行测定。对于牛奶、奶粉、肉类等成分较复杂或非液态样品，须经简单样品处理后测定。样品处理过程可采用标准化流程，时间小于 30 min。

D2D 异构网络技术（即终端直通技术），不需要通过基站或核心网进行数据中转和处理，只需在移动终端之间建立通信链路即可直接传输数据，为突破上述技术瓶颈提供了一种新型的网络架构。目前，D2D 技术已被IMT-2020（5G）推进组确定为第5代移动通信系统的关键技术之一。然而，D2D 通信无线资源分配方面的研究，必须考虑能量效率和能量使用的优化。由于移动终端的电池容量有限，一旦忽视数据传输中对能量效率的优化，将使得数据传输由于能量枯竭而中断，重要信息无法及时传达，严重影响服务质量和用户体验。针对4G 智能手机的用户调查结果表明，只有不到25%的用户对手机续航时间表示满意，手机续航时间已经成为影响用户满意度和品牌忠诚度的关键因素之一。 　　课题组深入研究了频谱效率和能量效率之间的内在关联，其研究结果表明，在考虑实际电路功率损耗的情况下，频谱效率和能量效率不再是简单的单调递减关系，而是随着频谱效率的增加，能量效率呈现先单调递增后单调递减的特性。通过上述分析可以看出，如果一味追求高频谱效率和高吞吐量，将会带来移动终端能量效率的大幅度下降。因此，课题组针对D2D异构网络频谱资源复用的复杂场景，将针对能效最优的NP难联合资源分配问题转换为用户偏好下的随信道状态和干扰水平而动态变化的一对一匹配问题，并通过采用稳定匹配理论、非合作博弈理论、非线性优化理论来解决能效优化问题。研究结果表明，在保障QoS情况下，相比传统的高谱效资源分配方法，该方案可以将移动终端的功率消耗降低200%以上。，本项目的核心研究方向正是将节能减排战略方针落实到移动通信的基础研究领域中，与国家中长期科技发展方向和国际通信产业长期发展趋势相一致，将在技术、环境和经济等多个方面具有重要的研究意义和实用价值。 　　 课题组负责人周振宇自参加工作起即投入到异构网络资源分配、干扰协调、移动性管理、自组织组网等方面的研究工作中，作为项目负责人，先后主持了多项国家级、省部级科研项目，包括国家自然科学基金青年科学基金项目、北京市自然科学基金青年科学基金项目、北京市优秀人才计划项目等，积累了深厚的理论基础和丰富的研究经验。以 第 一 作 者 和 通 信 作 者 在 IEEE Transactions on Communications 、IEEE Transactions on Vehicular Technology、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、IEEE Transactions on Green Communications and Networking、IEEE Journal on Selected Areas in Communications、IEEE Transactions on Industrial Informatics等通信领域主流期刊发表论文30 余篇，在IEEE ICC、IEEE Globecom 等通信领域旗舰会议发表文章30 余篇，其中2 篇论文入选ESI 高被引论文。 　　其研究工作已被 Prof. Zhu Han（IEEE Fellow）、Prof. Weihua Zhuang（加拿大工程院院士、IEEE Fellow）、Prof. Sherman Shen（加拿大工程院院士、IEEE Fellow）、Prof. Vincent Poor（美国科学院院士、加拿大科学院院士、英国皇家科学院院士、IEEE Fellow）、Prof. Andreas Molisch（奥地利科学院院士、IEEE Fellow）、易芝玲教授（中国移动研究院首席科学家）以及JSAC、IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Communications Magazine 等通信领域顶级期刊引用和正面评价。荣获IET Communications 最佳期刊论文奖（the IET Premium Award in 2017，每年在全球范围内仅选拔1 篇）、IEEE 通信协会绿色通信与计算专委会最佳论文奖（IEEE ComSoc Green Communications and Computing Technical Committee 2017 Best Paper Award，在IEEE Globecom 2017 会议上颁奖） 　　目前担任 IEEE Access、Transactions on Emerging Telecommunications Technologies、IEEE Communications Magazine 等国际学术期刊的编辑及客座编辑，担任IEEE ISADS’15 智能电网通信与网络技术专题研讨会联合主席，担任IEEE Globecom、IEEE ICC、IEEE WCNC、IEEE VTC、IEEE PIRMC、IEEE CCNC、IEEE APCC 等国际学术会议的技术委员会委员。在国际标准化方面，担任IEEE 异构网络授权/非授权频谱融合标委会工作组骨干成员（IEEE Standards Association, P1932.1 Working Group, “Licensed/Unlicensed Spectrum Interoperability in Wireless Mobile Networks”）。应邀在IEEE 车辆技术协会旗舰会议IEEE VTC’18 上作Tutorial 报告（报告题目：Internet of Vehicles: When SDN, Edge Computing and Big Data Meet Intelligent Transport Systems）。2016 年入选北京市委组织部“北京市优秀人才计划”，2017 年入选IEEE 高级会员（IEEE Senior Member）。 　　该研究由中国国家自然科学基金委项目61601180和61601181，中央高校基础研究基金资助项目2014MS08和2016MS17，日本学术振兴会JSPS KAKENHI 26730056， JP15K15976和JP16K00117以及JSPS A3 Foresight等项目资助。

高校科技成果尽在科转云

本发明公开了一种基于 D2D 和上行 NOMA 的两用户通信方法，包括：获取当前网络信息和用户信息；两个用户需要在通信时长 T 内完成各自的数据传输，当距离上满足 di＞dj＞d0 且 dj+d0＞di,i≠j,i,j∈{1,2}时，用户 i 在通信时长 T 内使用全部频谱资源将数据量 Di 通过D2D 方式传输给用户 j；用户 j 工作在 FD 模式，在通信时长 T 内使用全部频谱资源通过 NOMA 方式将数据量 Di 和 Dj 上传给基站，其中用户 i 的数据作为强用户数据，基站首先对其进行解码，然后再解码用户 j 的数据；本发明提供的结合 D2D 技术的上行 NOMA 高能效通信方法，与采用上行 OFDMA 的通信方法相比，在保证系统频谱效率不变的情况下，较好地提升了系统能效。