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%。

目前水环境污染严重，各地市政景观河道、园林绿地和居住社区的景观水体水质不尽人意，有的出现黑臭，有的富营养化严重。水体修复技术有物理、化学、生物等方法，物理法设备投资和能源消耗大，化学法添加化学品费用高且易造成二次污染，故本项目选用以生物激活剂为主的生物生态原位修复技术。该技术特点是：1、不需建造构筑物，设备投资小；2、生物激活剂投加量少，处理成本和费用低；3、投加的生物激活剂不含外来微生物，经国家授权的医疗卫生单位检测，对动物和鱼类无毒性，不产生二次污染；4、操作和管理简易方便。该项目可应用于住宅小区的人工湖以及其他封闭式或半封闭式景观水体的生物修复，具有良好的推广应用前景。进口药剂已于2004年在杨浦区一社区河道应用，2005～2006年在青浦区两住宅小区试用，2007～2009年在虹口区人工湖和徐汇区市政河道应用并取得较好的修复效果。采样点COD去除率达27.1～64.5%，NH3-N去除率达46.4～81.6%。投加生物激活剂数周后能初见成效，1～2个月后有关水质指标可达到国家景观水要求。生物激活剂可提供水体中好氧微生物种群分解有机物所必要的养分，从而促进水体中“土著”微生物的生长，使其加速分解水中有机污染物。最终提高水中溶解氧和透明度等而改善水体。

完成人简介：樊君，西北大学教授，西北大学化工学院副院长， 陕西省化工过程实验教学示范中心主任，指导博、硕士生研究方向包括反应工程、碳一化工、纳米材料、分离工程、精细化工产品开发研究等。 成果内容：基于量子点的荧光探针分析对推动即时检测（POCT）技术的发展具有十分重要的意义。本项目以制备功能型纳米荧光探针为主，主要包括量子点荧光探针（QDs）和稀土掺杂上转换纳米颗粒（UCNPs），并利用制备的荧光探针实现了对生物活性分子的定量检测。项目设计了基于荧光共振能量传递（FRET）的QDs荧光探针和基于CuMn双掺杂的ZnS QDs比率荧光探针，分别实现了对生物活性分子多巴胺和叶酸的定量检测（图13），结果表明所制备的探针具有较高的选择性和灵敏度，项目成果将为医学检测和POCT技术提供技术支持。   不同反应时间得到的CdTe量子点在紫外灯下的实物图及其吸收和发射光谱 成果优势： 量子点(quantum dots，QDs)是指颗粒半径小于激子波尔尺寸半径的纳米晶粒，属于三维尺度限域的零维纳米材料，其尺寸一般在10nm以下。QDs有许多显著地光学性质：优良的抗光漂白能力； 较宽的吸收光谱；发射光谱窄；较大的斯托克斯位移(Stokes shif)。 成果成熟度：中试阶段。 转化方式：技术转让等。 市场展望：本项目的研究结果对提高疾病诊治水平，推动医学科技前沿发展，形成经济新增长点，带动大健康产业发展等都将具有十分重要的意义。

（专利号：ZL 201510339003.2） 简介：本发明公开了一种铌酸锑纳米棒复合生物滤料，属于污水处理技术领域。该铌酸锑纳米棒复合生物滤料的质量百分比组成如下：铌酸锑纳米棒35-50％、碳酸铵9-18％、锗酸镧纳米片8-16％、硅酸钠2-7％、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠0.5-2％、水20-35％。本发明制备出的铌酸锑纳米棒复合生物滤料表面粗糙，具有耐水性能优良、热稳定性好、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强和可重复使用等特点，有利于滤料表面微生物膜的形成与生长，在污水处理领域具有良好的应用前景。

成果描述：借助白酒微生态研究构建的白酒菌种库及信息资源库，运用现代生物工程技术实现传统酿酒工艺中废弃物资源的高效利用。将传统制曲工艺与复合酶、复合酵母配合技术相结合，精心制作而成的具有较高的产酯能力和出酒率的丢糟专用酿酒微生物制剂。可以提高原材料利用率、增加酒糟单细胞蛋白、消化性酶、有机性矿物质的含量等。市场前景分析：可应用于食品加工、酿造或发酵产品生产企业。产品有良好的市场前景。与同类成果相比的优势分析：白酒丢糟专用的酿酒微生物制剂，为浅褐色粉粒，含高活性酿酒酶类和多种生香酵母，每吨酒渣可再产50度酒20kg。年产300吨，年销售收入300万元。

本发明公开了一种用于治疗大面积皮肤缺损的生物敷料及其制备方法。该生物敷料以蚕丝中提取的丝素蛋白为主要原料,由丝素海绵多孔材料单独或与纤维网状加强层复合、以及在其表面覆盖一层有孔的高分子膜构成。本发明生物敷料具有优良的生物相容性,以及良好的柔韧性和强度、治疗药物的渗透性、创面湿度调控性,对创面愈合有明显的促进作用。本发明生物敷料的制备方法科学合理、可操作性强。

流程模拟技术已经成为过程开发、设计、控制和优化等过程工业的常规工具。木质纤维素 生物炼制过程的流程模拟技术也已成为热点的研究方向。目前，美国可再生能源实验室建立的 基于Aspen plus平台的生物转化玉米秸秆生产纤维素乙醇的过程模拟模型是较为完善的设计型 过程经济技术评价模型。但是，该模型属于美国能源部的内部资源，模型所有重要细节并未对 外公开。本项目则针对我国自主研发的纤维素生物能源产品和化学品的工艺过程，开发了完善 的基于Aspen plus平台的过程流程模拟系统，为生物能源或生物炼制领域的产业化提供重要的 技术支撑。 本项目的木质纤维素生物炼制流程模拟技术包括完整的生物质组分物性数据库，完整的 纤维素乙醇、纤维素乳酸、纤维素柠檬酸、纤维素葡萄糖酸和纤维素微生物油脂的Aspen plus 经济技术评价模型。其中，生物质组分物性数据库包括34个单元操作设备，75股物流，46种组 分，涵盖了所有主要的生物质组分以及生物加工过程设计的组分；完善的纤维素乙醇、纤维素 乳酸、纤维素柠檬酸、纤维素葡萄糖酸和纤维素微生物油脂的Aspen plus模型则能对各生物炼 制过程中的水耗、能耗、废水排放等重要指标进行严格的衡算和单元操作优化，并能分析相关 生物炼制过程产品的生产成本。同时，该模型也可拓展到对其他纤维素基产品生物炼制过程的 模拟。本项目的实施将为木质纤维素生物炼制的产业化提供重要的技术和经济参考指标。 

目前，低碳生活、节能社会是能源开发和材料研究的主旋律和重点，所以研究制造低碳材料是热点中的热点；而同时又是可再生、可降解的材料的聚乳酸、淀粉等生物材料，是当今研究的重要方向。聚乳酸、淀粉等生物材料都是从植物等非石油基能源开发而来，因此本项目所研究范围属于国家大力支持的绿色可降解材料领域，应用范围相当广，可替代现有的石油基、石油基复合物等污染环境、破坏生态的材料，是造福人类的潜在绿色材料。本研究以PBS、PLA、植物纤维或淀粉、增韧剂为主要原料用HAKKE制备PBS、PLA基复合材料。由于PLA的脆性和耐热性差，提高PLA的耐热性和韧性是本研究的关键。通过加入植物纤维等填料，并对其进行改性处理，可大大改善复合材料的耐热性能；而在PLA/淀粉复合材料中加入某些特定的增韧增强材料，可大大提高PLA复合材料的韧性，达到可日常生活所用的标准。同时，得到PLA复合材料是生物可降解材料，对环境无任何污染。

癌症、冠心病、糖尿病等疾病严重威胁人类健康。世界卫生组织的2008最致命疾病分析报告，到2010年，癌症将取代心脏病成为最大杀手。到2030年，每年的癌症新发病患者将达到2700万，死亡达1700万。与激素代谢相关的癌症乳腺癌、前列腺癌发病率逐年增加。世界卫生组织1990年公布的资料：美国总死亡人数中，有24.7%死于冠心病。1995年，全球1.35亿糖尿病患者；而到2025年，这个数字将会达到3亿；中国目前有4000万。 而日常生活中，某些常见食品中有效成分疾病的预防及治疗有显著的作用。例如：西洋芜荽、甘草和甘橘类水果中所含的香豆素是天然的“血液稀薄剂”，可预防血栓；十字花科蔬菜：吲哚(莱菔硫烷)可阻碍雌激素引发肿瘤生长的效用，预防乳腺癌；樱桃、葡萄及草莓内的鞣花酸可以使致癌物失去作用；五谷中的植酸可以使促进肿瘤生长的类固醇化合物失去作用；苹果和葡萄柚中的可溶性纤维――果胶有助于降低于胆固醇并预防糖尿病；黄豆类食物中所含有的大豆异黄酮，能够阻止肿瘤附近长出新的微血管。2010年美国保健品及健康食品市场总销售额达800亿美元。其中，植物来源的天然保健品约占80％的市场份额。我国植物提取物行业年出口近百亿元，健康产业产品可达万亿元（中粮数据）。 针对天然活性成分原料含量低，产品质量要求高的问题，该课题组采取生物合成、高效分离、工程化研究的策略，高效提取或合成天然活性成分。

药物作用潜在靶标的识别对于早期药物分子的研发、安全性评价和老药新用等领域都有着非常重要的意义，但是受制于通量、精度和费用的影响，实验手段的应用难以广泛开展。作为一种快速而低成本的手段，计算机辅助的靶标识别算法的开发正在受到越来越多的重视，发展快速、精确的靶标识别预测方法对于靶向性药物开发、药物—靶标相互作用网络图谱的构建和 小分子调控网络的分析都具有十分重要的意义。 本项目主要是综合利用化学信息学和生物信息学技术，整合现有药物及其作用途径和调控网络的信息，构建药物效应图谱。包括药物及具有生物活性数据库的建立；药物靶标及调控网络信息数据库的建立、整合及注释；药物作用靶标和调控网络预测分析方法和技术的发展；建立了一个技术先进、具有自主知识产权的集成药物设计、化学信息、靶标预测、药物调控通路信息的药物信息服务平台系统。