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1 成果簡(jiǎn)介本項(xiàng)目在研發(fā)過(guò)程中得到了教育部留學(xué)人員歸國(guó)基金、教育部博士點(diǎn)基金、自然科學(xué)基金、國(guó)家科技支撐計(jì)劃的部分支持，經(jīng)過(guò)主持單位和協(xié)作單位的聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過(guò) 8 年的時(shí)間研究完成的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試，開(kāi)發(fā)出可將污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間分離的新型多孔微生物載體，研究了好氧-厭氧耦合污泥減量化的機(jī)理。采用設(shè)計(jì)的新型載體構(gòu)建了中試裝置，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試和實(shí)際應(yīng)用，取得了一系列突破性的進(jìn)展和成果，并成功的將該項(xiàng)目應(yīng)用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在項(xiàng)目研究過(guò)程中共申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 6 項(xiàng)（其中5 項(xiàng)已授權(quán)），實(shí)用新型 1 項(xiàng)，發(fā)表論文 30 余篇，翻譯教材 2 部。 該項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，主要取得如下幾個(gè)方面的技術(shù)突破： （ 1）研究了好氧-厭氧耦合體系在處理廢水的同時(shí)對(duì)污泥減量化的作用機(jī)理，開(kāi)發(fā)出好氧-厭氧多次反復(fù)耦合原位污泥減量技術(shù)。 （ 2）對(duì)多孔載體的結(jié)構(gòu)及對(duì)剩余污泥的截流效果進(jìn)行了全面研究。設(shè)計(jì)了一種空隙率高、對(duì)污泥截流效果好的多孔載體。 （ 3）開(kāi)發(fā)出以天然高分子為助凝劑的鐵鹽混凝除磷技術(shù)。 （ 4）實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的實(shí)際推廣應(yīng)用，分別應(yīng)用于處理城市生活污水、農(nóng)村的生活污水、工業(yè)廢水和河道污染治理中。在高碑店污水處理廠進(jìn)行的運(yùn)行兩年的 103/d 的中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)行效果穩(wěn)定，在水力停留時(shí)間為 12h 時(shí)，出水 COD 保持在 60mg/L 以下，出水 SS 在 30mg/L以下，兩年不需要排泥。在廣東肇慶處理 5m3/d 的高濃度發(fā)酵制藥廢水（ COD 2000~3000 mg/L），運(yùn)行近一年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在水力停留時(shí)間為 27h 時(shí)，出水 COD 保持在 100 mg/L 以下，出水 SS 在 50mg/L 以下。 在以上中試試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，我們將該技術(shù)推廣應(yīng)用于青島即墨市兩個(gè)社會(huì)主義新農(nóng)村的生活污水處理（日處理量 150~180 噸），上海浦東區(qū)金家村農(nóng)村生活污水處理（適于不同地理特點(diǎn)的 170 套反應(yīng)器，服務(wù)人口 2120 人），佛山市石角涌河道截污工程（日處理量 1000~3000噸）和河北威遠(yuǎn)生物化工有限公司的農(nóng)藥廢水處理項(xiàng)目（日處理量 780 噸）。應(yīng)用結(jié)果表明該技術(shù)可以有效地去除廢水中的有機(jī)物及氮，同時(shí)實(shí)現(xiàn)原污泥減量化，而且對(duì)于用常規(guī)方法不能去除的有機(jī)物（如苯、苯酚等）也可以有效地去除。新型多孔微生物載體技術(shù)在污水處理過(guò)程中不需要對(duì)剩余污泥進(jìn)行處理，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。2 技術(shù)指標(biāo)生活污水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB18918-2002》一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn)；處理生活污水的過(guò)程中剩余污泥減量 60~75%；處理河道污水的過(guò)程中剩余污泥減量 70~85%；多孔微生物載體的使用壽命在 10 年以上；工業(yè)污水由于種類(lèi)較多，排放標(biāo)準(zhǔn)不一，需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行確定。3 應(yīng)用說(shuō)明本技術(shù)主要是應(yīng)用于新建或者現(xiàn)有污水處理廠污泥減量、廢水處理方面。該技術(shù)利用多孔載體和定點(diǎn)曝氣技術(shù)，在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了沿載體軸向、反應(yīng)器水流和高度方向的多層次好氧-厭氧反復(fù)耦合環(huán)境，從而在同一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)好氧-厭氧微生物反應(yīng)的耦合。實(shí)驗(yàn)室采用人工廢水的小試研究結(jié)果表明，該類(lèi)耦合體系的 COD 去除率大于 90%，而與傳統(tǒng)廢水處理工藝相比，剩余污泥的產(chǎn)率可以減少 90%以上。 對(duì)該類(lèi)耦合體系實(shí)現(xiàn)污泥減量的機(jī)理研究表明，好氧區(qū)增殖的污泥進(jìn)入下游的厭氧區(qū)后發(fā)生死亡溶解釋放出胞內(nèi)蛋白質(zhì)等組分，進(jìn)一步被降解成小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)流入下游好氧區(qū)被污泥再次利用，強(qiáng)化了污泥的隱性增殖；而微型動(dòng)物的穩(wěn)定存在強(qiáng)化了捕食效應(yīng)。整個(gè)過(guò)程伴隨著 CO2、 N2 的釋放，使得進(jìn)水中有機(jī)物以氣體形式脫離體系，從而實(shí)現(xiàn)了廢水的凈化處理和剩余污泥的原位減量。 為了進(jìn)一步將污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間分離以實(shí)現(xiàn)污泥減量效果，本研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了新型的多孔微生物載體。采用設(shè)計(jì)的新型載體構(gòu)建了中試裝置，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試和實(shí)際應(yīng)用，取得了一系列突破性的進(jìn)展和成果，驗(yàn)證了新型載體的實(shí)際應(yīng)用效果，并進(jìn)而成功地將該技術(shù)應(yīng)用在生活污水、河道污水和工業(yè)廢水的治理中，在處理生活污水的過(guò)程中可以使污泥減量 60~75%，處理河道污水的過(guò)程中可以使污泥減量 70~85%。4 效益分析城市污水處理廠污泥安全處置工作有其艱巨性和復(fù)雜性，特別對(duì)于污水處理規(guī)模較小，污泥厭氧發(fā)酵無(wú)法實(shí)施的地方，污泥減量化污水處理技術(shù)的應(yīng)用將成為必要的選擇。通過(guò)該技術(shù)的實(shí)施，可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量，減少填埋用地，節(jié)約土地資源，避免了對(duì)環(huán)境的二次污染。同時(shí)，由于污水處理廠對(duì)污泥處理量的減少，運(yùn)行費(fèi)用隨之降低，而且運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，對(duì)促進(jìn)我國(guó)水處理事業(yè)的發(fā)展有積極的影響。 該技術(shù)既可以用于生活污水的處理也可以用于工業(yè)廢水的處理，適用范圍比較廣，而且在處理污水的同時(shí)可以大量的減少剩余污泥的產(chǎn)量。不僅可以減少污水處理設(shè)備的投資，而且可以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用， 適于中小規(guī)模的生活污水處理及有機(jī)工業(yè)污水處理。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開(kāi)發(fā)。

滇藏?zé)崛鷳B(tài)系統(tǒng)中蘊(yùn)含著豐富的微生物資源，包含大量的系統(tǒng)發(fā)育位置未知且功能奇特的神秘、新穎的微生物類(lèi)群。課題組結(jié)合宏基因組學(xué)測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)手段從中重構(gòu)出14個(gè)具有甲烷/烷烴代謝能力的微生物基因組（圖1），其系統(tǒng)發(fā)育多樣性極高且獨(dú)特，廣泛分布于韋斯特古菌門(mén)、哪吒古菌門(mén)(Nezharchaeota)等TACK超級(jí)門(mén)中。值得一提的是，該課題組首次于奇古菌門(mén)(Thaumarchaeota)中發(fā)現(xiàn)其具有產(chǎn)甲烷功能。此前，奇古菌門(mén)以其好氧氨氧化能力而為眾人所熟知，而課題組首次對(duì)其厭氧狀態(tài)下產(chǎn)甲烷能力的發(fā)現(xiàn)表明我們目前對(duì)此門(mén)認(rèn)知的局限性，神秘的自然界或?qū)⑦h(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的認(rèn)知。此外，組學(xué)技術(shù)的發(fā)展或?qū)⒅敢覀儗?duì)其進(jìn)化歷史進(jìn)行更全面的認(rèn)知。課題組對(duì)這些未知生命的代謝特征進(jìn)行了揭示，并發(fā)現(xiàn)除卻傳統(tǒng)的氫營(yíng)養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌外，還有多種氫依賴的甲基營(yíng)養(yǎng)性產(chǎn)甲烷菌，他們可吸收熱泉生態(tài)系統(tǒng)中多種甲基底物以完成甲烷的產(chǎn)生（圖2）。通過(guò)進(jìn)化基因組分析，課題組還對(duì)古菌祖先的進(jìn)化起源進(jìn)行了推測(cè)，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于具有產(chǎn)甲烷能力的微生物類(lèi)群，其甲烷代謝關(guān)鍵基因mcrABG相對(duì)較為保守，并無(wú)明顯的水平基因轉(zhuǎn)移時(shí)間發(fā)生；而對(duì)于烷烴氧化的微生物類(lèi)群，水平基因轉(zhuǎn)移對(duì)其多樣性塑造有著深遠(yuǎn)影響。基于甲烷代謝基因的保守性，課題組對(duì)其祖先序列進(jìn)行了序列重構(gòu)，從而來(lái)推測(cè)祖先序列的最適生長(zhǎng)溫度，結(jié)果表明具有mcrABG標(biāo)記基因的微生物類(lèi)群或起源于高溫生境（圖3）。另外，由于 TACK和ASGARD超級(jí)門(mén)中，以及廣古菌門(mén)中大部分支系均具有甲烷/烷烴代謝能力，且相應(yīng)微生物相比其它同支系微生物有著更為悠久的進(jìn)化歷史，因此，課題組猜測(cè)地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烴代謝能力。

● 項(xiàng)目簡(jiǎn)介：細(xì)菌生物膜是細(xì)菌互相粘連形成的模樣物，對(duì)大多數(shù)抗生素耐藥，其耐藥性比浮游菌可高達(dá)100倍。近年來(lái)細(xì)菌生物膜疾病日益嚴(yán)重、治療難度極大，目前尚無(wú)抗細(xì)菌生物膜藥物上市。YycG/YycF雙組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)和生物膜形成具有重要的調(diào)控作用，可以作為理想的藥物靶標(biāo)篩選抗生物膜先導(dǎo)化合物。對(duì)先導(dǎo)化合物優(yōu)化改造，評(píng)價(jià)其藥效，研究候選藥物的藥代動(dòng)力學(xué)特征并對(duì)其安全性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，探討其成藥性，可能產(chǎn)生創(chuàng)新性強(qiáng)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的候選新藥。● 應(yīng)用前景：通過(guò)生物信息學(xué)分析，在表皮葡萄球菌全基因組中共發(fā)現(xiàn)了16對(duì)雙組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。選擇其中一組YycG/YycF 系統(tǒng)中的組氨酸激酶YycG的保守功能域HATPase_c作為候選抗菌藥物靶點(diǎn)，通過(guò)高通量虛擬篩選獲得了具有抑制生物膜作用的小分子化合物，能夠可特異性地作用于葡萄球菌屬等革蘭陽(yáng)性球菌，對(duì)革蘭陰性菌無(wú)抑菌作用，且對(duì)哺乳類(lèi)細(xì)胞毒性作用低。對(duì)表皮葡萄球菌已形成生物膜中的細(xì)菌具有殺傷作用，同時(shí)也可使細(xì)菌生物膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，很好的抑制了生物膜的形成。以其中兩個(gè)小分子化合物作為先導(dǎo)化合物，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造，已經(jīng)獲得30個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的衍生物。通過(guò)表皮葡萄球菌生物膜殺傷實(shí)驗(yàn)證明，其中5個(gè)化合物的MIC，MBC和抑制生物膜濃度均不同程度的優(yōu)于先導(dǎo)化合物。化合物H5-10的MIC，MBC和抑制生物膜濃度分別達(dá)到1.5，3.1，25μM。目前該項(xiàng)目的技術(shù)水平居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。本項(xiàng)目已申請(qǐng)并獲得授權(quán)2項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。

丁二酸又名琥珀酸，是生物煉制產(chǎn)品工程中最重要的碳四平臺(tái)化合物，是制備多種重要化工中間體（1，4-丁二醇、四氫呋喃、g-丁內(nèi)酯等）與生物可降解材料（PBS）的原料，市場(chǎng)需求總量將有望由目前的1.8萬(wàn)噸擴(kuò)展至400萬(wàn)噸。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法采用的是從丁烷經(jīng)順丁烯二酸酐通過(guò)電解生產(chǎn)，生產(chǎn)污染大，成本高，抑制了丁二酸這一大宗化學(xué)品的發(fā)展?jié)摿ΑＩ锓ㄉa(chǎn)丁二酸的主要原料來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉（玉米、廢乳清、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料等），可以減少對(duì)不可再生資源的消耗，微生物合成丁二酸的過(guò)程中吸收并固定CO2用于菌株的代謝，并最終生成丁二酸，每生產(chǎn)1kg丁二酸，將會(huì)有0.37kg的CO2被固定。如果將發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸與另一大宗發(fā)酵產(chǎn)品乙醇的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行耦合，更可將發(fā)酵生產(chǎn)乙醇產(chǎn)生的CO2加以利用，減少溫室氣體的排放，并同時(shí)生產(chǎn)出丁二酸、乙醇等產(chǎn)品。該制備技術(shù)具有產(chǎn)物濃度高、原料來(lái)源豐富、分離簡(jiǎn)便、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)。可利用葡萄糖、玉米粉糖化液、纖維素/半纖維素水解糖液并在發(fā)酵中固定二氧化碳?xì)怏w作為碳源，在較高葡萄糖濃度下（100g/L）實(shí)現(xiàn)了較高濃度產(chǎn)物的累積（60~70g/L），生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)1.5g/（L?h），丁二酸提取收率≥80%，產(chǎn)品純度≥98%。擁有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的丁二酸生產(chǎn)菌株：產(chǎn)琥珀酸放線桿菌NJ113，該菌株具有良好的丁二酸生產(chǎn)性狀，生產(chǎn)水平目前處于國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。建立了從種子培養(yǎng)、厭氧發(fā)酵、產(chǎn)物分離提取及檢測(cè)分析等一系列較為完整的上下游工藝，具有路線簡(jiǎn)單、便于操作、綠色清潔等優(yōu)點(diǎn)。

膜蛋白生物標(biāo)志物的超高靈敏度、高通量、多目標(biāo)及操作簡(jiǎn)便的常壓敞開(kāi)式質(zhì)譜（AMS）免疫分析新方法。該方法可實(shí)現(xiàn)微升級(jí)體液中或幾十個(gè)細(xì)胞表面的疾病蛋白標(biāo)志物的原位檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度達(dá)zeptomole（zmol）水平。實(shí)現(xiàn)了血清樣品中CA125等生物標(biāo)志物的檢測(cè)，有望用于卵巢癌和乳腺癌的早期診斷。該平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)低至25個(gè)細(xì)胞水平的OVCAR-3和MCF-7細(xì)胞表面的重要三種生物標(biāo)志物（CA125、CEA和EpCAM）的同時(shí)、原位表達(dá)差異測(cè)定，顯示了超高的靈敏度和多目標(biāo)同時(shí)檢測(cè)能力，且具有普適性和可拓展性。

本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及多功能生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)用試管固定裝置,包括固定臺(tái)，固定臺(tái)上設(shè)置有升降桿，升降桿頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有試管固定臺(tái)，且轉(zhuǎn)動(dòng)連接處設(shè)置有鎖緊裝置，試管固定臺(tái)上設(shè)置有試管放置孔，試管放置孔上設(shè)置有彈性固定夾；固定臺(tái)上分別設(shè)置有加熱裝置和冷卻裝置。本實(shí)用新型所述的試管固定裝置操作方便，無(wú)需將試管取下即可實(shí)現(xiàn)試管的加熱、冷卻等操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用更加靈活。而且采用風(fēng)冷技術(shù)，可以防止溫差

（專利號(hào)：ZL 201310135455.X） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明提供一種催化制備9-芳基多氫吖啶衍生物的方法，屬于有機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域。制備9-芳基多氫吖啶衍生物的反應(yīng)中芳香醛、1，3-環(huán)己二酮衍生物與醋酸銨的摩爾比為1：2~3：3~5，雙磺酸根酸性離子液體催化劑的摩爾量是所用芳香醛的3~8%，反應(yīng)溶劑無(wú)水乙醇的用量為物料總質(zhì)量的60~90%，回流反應(yīng)3~7h，反應(yīng)壓力為一個(gè)大氣壓，反應(yīng)后冷卻，抽濾，濾渣用95%乙醇重結(jié)晶、真空干燥后得到純9-芳

研發(fā)階段/n本發(fā)明公開(kāi)了4′-去甲基表鬼臼毒素衍生物及其合成方法和應(yīng)用。本發(fā)明將4′-去甲基表鬼臼毒素的C環(huán)4位的羥基活化后通過(guò)親核加成反應(yīng)，將川芎嗪引入到4′-去甲基表鬼臼毒素的C環(huán)4位，得到式(III)所示的4′-去甲基表鬼臼毒素衍生物衍生物。體外KB細(xì)胞凋亡的試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明4′-去甲基表鬼臼毒素衍生物具有良好的抗腫瘤活性、且安全性好、毒副作用小，可制備成抗腫瘤藥物。

本發(fā)明涉及一種促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的柞蠶絲素的生物礦化方法。目前還沒(méi)有一種操作容易，既快速，又能制備出具有高的生物相容性的柞蠶絲素的生物礦化方法。本發(fā)明依次包括如下步驟：將柞蠶蠶繭剪碎，投加到Na2CO3水溶液中脫膠得柞蠶絲素纖維；將柞蠶絲素纖維投加到LiSCN水溶液中溶解后透析，冷凍和干燥后制成柞蠶絲素粉末，再在六氟丙酮中溶解得柞蠶絲素溶液；將柞蠶絲素溶液滴加到塑料板上風(fēng)干得到柞蠶絲素膜；將柞蠶絲素膜浸漬于CaCl2水溶液中，用水和丙酮清洗，風(fēng)干，再浸漬于Na2HPO4水溶液中，用水和丙酮清洗，風(fēng)干，重復(fù)操作20-35次，從而制得成品。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，制備周期短，制備而成的生物材料沒(méi)有細(xì)胞毒性。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模塊化便攜式生物3D打印機(jī)。包括基座、支撐結(jié)構(gòu)、用于掃描識(shí)別的掃描模塊、用于3D打印的打印模塊，基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模塊以及基站模塊；所述的基座上設(shè)置有方孔；所述方孔用于安裝支撐結(jié)構(gòu)的支撐腳；所述的支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模塊，所述的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模塊設(shè)有插槽，所述的掃描模塊和打印模塊上設(shè)有與所述插槽配合的統(tǒng)一插頭；基站模塊控制掃描模塊、打印模塊和基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模塊的工作。通過(guò)將生物3D打印機(jī)打印過(guò)程的高度抽象與功能抽離，將不同的功能設(shè)計(jì)成不同的模塊，每個(gè)模塊只負(fù)責(zé)一項(xiàng)工作，大大提高了打印機(jī)的空間利用率，縮小了打印機(jī)的體積，為便攜式生物3D打印機(jī)設(shè)計(jì)提供了一種思路。