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1. 痛點問題 紅球菌是具有高抗逆性（耐有機溶劑、耐高溫、耐酸堿）的特殊放線菌，日本30年前首先使用紅球菌高效催化丙烯腈水合生產丙烯酰胺——其聚合產物廣泛用于石油開采、水處理、土壤改良劑等領域——迄今為止仍是工業生物技術領域最成功的案例之一。開發紅球菌基因編輯方法，一方面可以實現紅球菌細胞自身性能的按需調控（如敲除副產物基因），解決丙烯酰胺、丙烯酸銨等酰胺、羧酸類大宗/精細化學品生產中的高成本和高排放問題，另一方面有望以紅球菌細胞為普適性宿主，高表達各種外源功能酶，從而實現重組紅球菌全細胞催化技術的普遍應用，尤其是解決手性醫藥中間體現有制備工藝中路線長、工藝復雜、原子經濟性差、環境污染嚴重等各種主要問題。但是，作為一種革蘭氏陽性放線菌，紅色紅球菌存在基因組中GC含量高、基因轉化率低、非法重組嚴重等問題，基因組改造困難。目前紅色紅球菌基因組改造主要依賴于自殺質粒介導的同源重組，但自殺質粒轉化效率和單交換成功率很低，正確編輯率更低。因此，迫切需要開發高效的紅球菌基因組編輯工具。 2. 解決方案 本技術核心成果是一種基于CRISPR（成簇規律間隔短回文序列）-Cas9（DNA剪切蛋白）技術的紅色紅球菌基因組高效編輯方法。該技術通過紅色紅球菌特有啟動子及質粒元件，首先實現了Cas9蛋白在紅色紅球菌中的表達及切割功能；其次成功規避了紅球菌的限制修飾系統，將紅色紅球菌基因轉化效率提高了80多倍；接下來，又通過紅球菌重組酶的引入，顯著提高了外源基因在紅色紅球菌中的同源重組效率，最終率先成功建立紅色紅球菌的CRISPR/Cas9基因編輯系統，不僅可以實現基因組上目標基因的敲除、替換和改造，也可實現多個基因的同時敲除以及無痕疊加敲除，為紅球菌全細胞催化平臺技術開發及其在化學品綠色先進制造中的應用奠定了堅實基礎。 合作需求 開展合作開發、技術許可等，尋求有志于生物制藥、生物合成、石油開采、日化洗滌等不同應用領域進行紅球菌全細胞催化法生產目標產品的企業合作，尤其是在上述不同領域具有生產和銷售優勢或經驗的企業。

該成果以方便易得的原料成功地合成出 2-碘-1,4-對苯二甲酸。該研究成果為構建新型配合物型功能材料打下堅實的基礎，已用該芳香有機化合物為配體成功地合成出了系列新型配合物型功能材料。 合成該有機化合物的原料易得，產品極易提純，收率很高，合成成本較低，易于推廣進行工業化生產

該專利首次利用畢赤酵母細胞展示技術，通過酵母細胞壁蛋白融合表達的方法，實現了脂肪酶分子的細胞自固定化，有效地解決了脂肪酶進一步加工與應用過程的穩定性；利用酵母細胞展示的一步酶固定化技術，減少了傳統固定化酶方法的酶分離純化的步驟和損失，解決了酶在使用過程的回收及反復使用的問題；將細胞展示脂肪酶的產酶水平進一步提高達到國際先進水平，為脂肪酶的在食品、飼料等領域的高效應用提供了保證；參評專利在芳香酯生產、白酒釀造及脂酶復合飼料酶制劑生產等領域實施應用，有效推動了行業技術進步和應用企業產品在國內外的競爭力，近3年相關產品新增總銷售額7.29億元，實現利稅1.34億元。獲得了第十九屆中國專利獎。

近年來大跨度建筑結構不斷涌現，結構溫度效應導致的結構工程問題日益突出，尤其是室外結構或玻璃、膜屋面下建筑結構的太陽輻射非均勻溫度效應更為復雜。由于對太陽輻射非均勻溫度效應機理缺乏深入研究，導致質量問題甚至工程坍塌等安全事故，造成了嚴重的經濟損失和社會不良影響。因此，項目組在國家和省部級項目的支持下，對太陽輻射作用下大跨度建筑結構非均勻溫度效應機理與分析方法開展研究。

1. 項目概述膠體篩具有化學穩定性好，能耐酸、堿和有機溶劑，機械強度大，抗生物污染能力強，分離效率高且使用壽命長等特點，在冶金工業、化學工業、生物醫藥工業以及食品和環保工業中可用于膠體分離、超細催化劑回收、超細粉體分離、有害離子去除以及除油、脫色等工藝過程，并具有極高的分離精度。同時由于分離過程為物理過程，不引入其它的化學助劑，因此不會形成難以處理的二次污染，對產品品質無不利影響。2. 技術優勢與傳統的物理分離方式，如沉降、板框過濾、離心分離等相比較，以膠體篩為核心的分離工藝具有工藝簡潔、處理能力大、設備投資小、處理成本低等特點，同時適應面廣、分離裝置簡單、操作簡便、能耗低，并且具有很高的分離精度（納米級以上）?！?應用前景： 另外，膠體篩裝置也可用于制藥、化工行業的催化反應系統，如對氨基苯酚、環已酮肟、仲丁醇等，有效進行超細催化劑分離或回收作業，還可用于生物反應系統代替二沉池對超細顆粒污泥進行截留和回收等。

癌癥已成為威脅人類生命健康的主要殺手。據報道，全球癌癥發病率呈急劇上升趨勢，在未來十幾年將增加 50％。我國近二十多年來癌癥發病率增長近 70％，而死亡率增長近 30％。隨著有機化學的飛速發展，化療已成為腫瘤治療中發展最快的領域之一。它不僅是腫瘤治療的輔助手段，而且已經逐漸發展成為最為普遍、有效的方法和手段之一。因而具有潛在抗腫瘤活性化合物的分離、設計合成與改造必將為化療提供必備基礎。 研究發現炔丙醇結構是許多天然產物及藥物分子中重要的手性結構單元。該類化合物廣泛

1.項目簡介：目前，我國生產的硫酸鋁的產品質量較低，主要表現在氧化鋁的含量偏低（Al2O3≤17%）：鐵離子含量過高（0.3~0.1%）。各生產廠家雖然投入了大量的人力和物力降低鐵離子含量從而提高氧化鋁的含量，但收效甚微。該項目中的含氮有機螯合劑是一種高效的鐵離子螯合沉淀劑，在制備無鐵或低鐵工業硫酸鋁中，與其它除鐵試劑和方法相比，具有效率高，沉淀速度快，條件溫和，工藝技術簡單，成本低，無“三廢”排放，經濟效益和社會效益顯著等特點；氮有機螯合沉淀劑用于硫酸鋁母液中除鐵，可以使固體硫酸鋁產品中的含鐵量從0.2%降至20ppm，達到無鐵級標準。 高純度的無鐵離子硫酸鋁廣泛應用與高檔紙品的生產。 2.技術特點： ①. 該技術除鐵效果非常明顯，產品經武漢市產品質量監督管理局檢驗化工站參照HG/T2225-2001標準方法檢驗，符合Ⅱ型一等品技術指標要求。 ②. 有機螯合沉淀劑的生產工藝簡單，設備投資少；沒有廢酸、廢水、廢氣等污染物排放。符合環保要求。 ③. 此技術應用到原有的硫酸鋁生產工藝上無須較大的設備改造，即可達到理想的除鐵效果。且該有機絡合沉淀劑可回收重復使用。

 一、成果簡介 本課題受到國家高技術研究發展計劃(863 計劃)項目與國家科技支撐計劃項目的資助。針 對化學防腐劑在食品中應用的潛在危害，開展了新型天然生物防腐劑-乳酸菌細菌素的高效制 備和應用研究。獲得了一種新型細菌素-戊糖乳桿菌素，并對其分子結構，生物學特性，工業 化制備及應用進行了深入研究。二、技術指標

通過超高真空分子束外延技術，在SrTiO3襯底上成功制備出宏觀尺度的單原胞層（厚度小于1納米）高溫超導體FeSe與FeTe0.5Se0.5單晶薄膜，其超導轉變溫度大約在60 K左右，并通過原位掃描隧道顯微鏡和隧道譜技術對其中的超導配對機制進行了深入研究。?? 原位掃描隧道顯微鏡觀測表明沉積的Fe原子處于薄膜上層的Te/Se原子間隙處。由于沉積密度極低，Fe原子以孤立吸附原子形式存在，且吸附位附近無近鄰Fe原子團簇。系統的原位超高真空（~10-10 mbar）掃描隧道譜實驗發現，對特定的吸附原子/單層FeSe（FeTe0.5Se0.5）耦合強度[數量占比約13% (15%)]，Fe吸附原子上可觀測到尖銳的零能電導峰（圖1）。該電導峰緊密分布在吸附原子附近，衰減長度~3 A，且遠離吸附原子時不劈裂。變溫實驗表明，零能電導峰在遠低于超導轉變溫度時即消失，可初步排除Kondo效應、常規雜質散射態等解釋（圖2A和圖2B）。進一步的控制實驗和分析顯示，零能電導峰半高寬嚴格由溫度和儀器展寬限制、在近鄰雙Fe原子情形不劈裂、服從馬約拉納標度方程，這些結果均與馬約拉納零能模的唯象學特征吻合（圖2C-圖2G）。對沉積于單層FeSe薄膜與FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子，結果基本相同。相比于單層FeSe，統計結果表明單層FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中觀測到零能束縛態的幾率更高且信號更強。波士頓學院汪自強教授和合作者曾在理論上提出，無外加磁場時，強自旋-軌道耦合s波超導體間隙磁雜質可產生量子反常磁通渦旋。理論上如果單層FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空間反演對稱破缺而具有較強的Rashba自旋-軌道耦合, Fe原子的磁矩局域破壞時間反演對稱，可以使量子反常渦旋“承載”馬約拉納零能模。對單層FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理論也預測存在拓撲非平庸相。在二維拓撲超導體中，馬約拉納零能模也會產生于Fe原子誘導的量子反常渦旋中的束縛態。因此，實驗中觀測到的零能電導峰可歸因于Fe吸附原子引起的局域量子反常渦旋。更深入、具體的理解還有待于進一步的實驗和理論探索。這一工作將探索馬約拉納零能模的超導材料從三維拓展到二維、從低溫超導拓展到超過40 K超導轉變溫度的高溫超導體系，同時無需外加磁場，觀測到的零能束縛態原則上可操縱、“存活”溫度明顯提升。這些優勢為未來實現可應用的拓撲量子比特提供了可能的方案。

量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。