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陳溫福院士團(tuán)隊(duì)孟軍教授課題組在生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染方面取得新進(jìn)展

項(xiàng)目成果/簡介:聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一種用來快速擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，可用于生物體外進(jìn)行特殊DNA復(fù)制。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用在刑偵、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域，在基因工程技術(shù)中更是有著無法替代的重要作用。作為PCR擴(kuò)增反應(yīng)的重要儀器，PCR儀是DNA擴(kuò)增的各種生產(chǎn)、研究的必要基礎(chǔ)工具。其應(yīng)用前景將隨著基因工程和基因技術(shù)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展。 所研發(fā)的PCR生物儀器具有低成本、高精度、高穩(wěn)定性、溫度變化迅速、可調(diào)溫度梯度大等特點(diǎn)。其加熱系統(tǒng)采用了多模塊分區(qū)加熱的模式，通過加熱模塊的協(xié)調(diào)工作，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)準(zhǔn)確的分區(qū)域、分時(shí)段精確控制，工作過程中可實(shí)現(xiàn)20℃以上的溫度梯度。溫度控制系統(tǒng)采用了自適應(yīng)模糊控制方法，通過控制參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了溫度控制對(duì)于使用環(huán)境的自適應(yīng)，從而提高了系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境條件、自身熱量積累、系統(tǒng)自身溫度變化等干擾的抵抗能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)溫度控制的準(zhǔn)確性和精度，溫度控制精度可達(dá)0.3℃。同時(shí)，利用分環(huán)節(jié)溫度控制設(shè)計(jì)，解決了溫度變化時(shí)反饋溫度不準(zhǔn)確的問題，通過基座溫度的適當(dāng)超調(diào)，提高了控制目標(biāo)溫度的響應(yīng)速度，即使在接近目標(biāo)溫度時(shí)，加熱速率依舊可保持1.5℃/s以上，且能夠保證目標(biāo)溫度無超調(diào)。應(yīng)用范圍:該項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化預(yù)期能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其產(chǎn)業(yè)化不僅能夠填補(bǔ)國產(chǎn)高精度梯度PCR生物儀器的市場空白，同時(shí)還能夠促進(jìn)我國基因工程技術(shù)的發(fā)展。 目前，該項(xiàng)目已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)循環(huán)過程中的溫度高精度控制。在實(shí)驗(yàn)條件下完成了20℃的溫度梯度自適應(yīng)驗(yàn)測試，實(shí)現(xiàn)了0.3℃的控制精度要求。項(xiàng)目即將進(jìn)入深入開發(fā)測試、模型樣機(jī)試制和細(xì)節(jié)參數(shù)優(yōu)化階段。 本項(xiàng)目成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有良好的市場推廣價(jià)值，可考慮實(shí)施多種推廣方式相結(jié)合的方式。以技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服務(wù)為主體，在成果轉(zhuǎn)化的同時(shí)，結(jié)合市場反饋信息，開展更深入的技術(shù)研發(fā)工作。項(xiàng)目階段:試驗(yàn)階段效益分析:所研發(fā)的PCR生物儀器，具有和國內(nèi)外一線產(chǎn)品比肩的性能，可滿足各種PCR擴(kuò)增反應(yīng)的生產(chǎn)、研究需求。在梯度模式下，能夠通過設(shè)置一系列的梯度退火溫度進(jìn)行擴(kuò)增，從而在一次PCR擴(kuò)增中就可以篩選出表達(dá)量高的最適合退火溫度，應(yīng)用于研究未知DNA退火溫度的擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)時(shí)，可有效節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間、提高實(shí)驗(yàn)效率。在不設(shè)置梯度的情況下亦可當(dāng)作普通的高精度PCR儀使用。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一種用來快速擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，可用于生物體外進(jìn)行特殊DNA復(fù)制。該技術(shù)被廣泛應(yīng)用在刑偵、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域，在基因工程技術(shù)中更是有著無法替代的重要作用。作為PCR擴(kuò)增反應(yīng)的重要儀器，PCR儀是DNA擴(kuò)增的各種生產(chǎn)、研究的必要基礎(chǔ)工具。其應(yīng)用前景將隨著基因工程和基因技術(shù)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展。 所研發(fā)的PCR生物儀器具有低成本、高精度、高穩(wěn)定性、溫度變化迅速、可調(diào)溫度梯度大等特點(diǎn)。其加熱系統(tǒng)采用了多模塊分區(qū)加熱的模式，通過加熱模塊的協(xié)調(diào)工作，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)準(zhǔn)確的分區(qū)域、分時(shí)段精確控制，工作過程中可實(shí)現(xiàn)20℃以上的溫度梯度。溫度控制系統(tǒng)采用了自適應(yīng)模糊控制方法，通過控制參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了溫度控制對(duì)于使用環(huán)境的自適應(yīng)，從而提高了系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境條件、自身熱量積累、系統(tǒng)自身溫度變化等干擾的抵抗能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)溫度控制的準(zhǔn)確性和精度，溫度控制精度可達(dá)0.3℃。同時(shí)，利用分環(huán)節(jié)溫度控制設(shè)計(jì)，解決了溫度變化時(shí)反饋溫度不準(zhǔn)確的問題，通過基座溫度的適當(dāng)超調(diào)，提高了控制目標(biāo)溫度的響應(yīng)速度，即使在接近目標(biāo)溫度時(shí)，加熱速率依舊可保持1.5℃/s以上，且能夠保證目標(biāo)溫度無超調(diào)。

光學(xué)相干層析技術(shù)(OCT)是一種基于光學(xué)相干特性的在體、實(shí)時(shí)、高分辨率的三維斷層成像技術(shù)，以其非侵入性及高分辨率等特點(diǎn)，在視網(wǎng)膜疾病的研究及臨床診斷中日趨體現(xiàn)出巨大的潛力。近年來團(tuán)隊(duì)以O(shè)CT成像方式為主，結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)、光致超聲、自發(fā)熒光等多種成像手段，研究具有國際先進(jìn)水平的眼底多模態(tài)成像系統(tǒng)。新型的多模態(tài)成像方式可以同時(shí)反映視網(wǎng)膜的散射特性及光吸收特性，并同步獲取眼底的結(jié)構(gòu)與功能圖像。該研究可以對(duì)由眼底視網(wǎng)膜病變所帶來的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進(jìn)行觀測和估計(jì)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)疾病的早期準(zhǔn)確診斷。

生物與功能陶瓷仿骨人工骨及骨組織工程支架材料研究陶瓷人工關(guān)節(jié)研發(fā)齒科材料的研究有機(jī)/無機(jī)復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料微焦點(diǎn)X-CT無損評(píng)價(jià)生物材料自組裝誘導(dǎo)成骨生物活性材料生物活性功能梯度材料新型陶瓷人工關(guān)節(jié)齒科用著色氧化鋯陶瓷材料可注射礦物相骨修復(fù)材料生物活性涂層材料骨修復(fù)材料研究齒科修復(fù)材料研究生物醫(yī)學(xué)材料制備技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定，產(chǎn)品注冊(cè)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)用系列陶瓷剪刀透波陶瓷與耐超高溫陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品開發(fā)（陶瓷柱塞）系列陶瓷球閥與閥芯Si3N4基陶瓷軸承和高溫高強(qiáng)部件                 系列陶瓷柱塞                                 陶瓷人工髖關(guān)節(jié)生物活性人工骨園塊生物活性人工骨支架生物活性人工骨制品生物活性人工骨制品生物活性人工骨骨塊顆粒型生物活性人工骨眼簾支架人工耳聽骨植入體人工義眼生物活性人工骨：包括顆粒狀、塊狀及異型件

谷胱甘肽（glutathione, GSH）是由谷氨酸（Glu）、半胱氨酸（Cys）和甘氨酸（Gly）通過肽鍵形的三肽化合物，為生物體中含量最豐富的小分子巰基醇類化合物，具有重要生理功能，可用于抗輻射、腫瘤、癌癥、氧中毒、衰老和協(xié)調(diào)內(nèi)分泌的治療，并是臨床上大規(guī)模使用的保肝類藥物，還廣泛用于食品、運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué)、保健品和化妝品，市場前景廣闊。國內(nèi)的GSH生產(chǎn)工藝開發(fā)多沿用國外公司的發(fā)酵方法，但發(fā)酵法到目前為止未能取得突破，因此沒有成功產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，目前國內(nèi)制藥企業(yè)所用的GSH制藥原料全部依賴進(jìn)口。本項(xiàng)目為華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制，通過構(gòu)建反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)水平高的重組菌株，開發(fā)優(yōu)化培養(yǎng)工藝，可以實(shí)現(xiàn)谷胱甘肽發(fā)酵水平達(dá)到3500 mg/L，生產(chǎn)強(qiáng)度超過250mg/L/H，達(dá)到國際先進(jìn)水平。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模效果良好，小試工藝成熟，相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)中國專利，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

光學(xué)相干層析技術(shù)(OCT)是一種基于光學(xué)相干特性的在體、實(shí)時(shí)、高分辨率 的三維斷層成像技術(shù)，以其非侵入性及高分辨率等特點(diǎn)，在視網(wǎng)膜疾病的研究及臨床診斷中日趨體現(xiàn)出巨大的潛力。近年來團(tuán)隊(duì)以 OCT 成像方式為主，結(jié)合自適 應(yīng)光學(xué)、光致超聲、自發(fā)熒光等多種成像手段，研究具有國際先進(jìn)水平的眼底多 模態(tài)成像系統(tǒng)。新型的多模態(tài)成像方式可以同時(shí)反映視網(wǎng)膜的散射特性及光吸收 特性，并同步獲取眼底的結(jié)構(gòu)與功能圖像。該研究可以對(duì)由眼底視網(wǎng)膜病變所帶 來的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進(jìn)行觀測和估計(jì)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)疾病的早期準(zhǔn)確