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? 含染料廢水的脫色一直是印染行業(yè)和染料工業(yè)所面臨的重大問(wèn)題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術(shù)如活性炭吸附、化學(xué)絮凝、臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對(duì)上述有色廢水中的染料進(jìn)行回收，尤其是對(duì)那些含高濃度染料且組分相對(duì)簡(jiǎn)單的工序廢水進(jìn)行單獨(dú)處理和染料回收，不但解決了其脫色問(wèn)題，還具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開(kāi)發(fā)的染料廢水處理新技術(shù)本技術(shù)

一、所屬領(lǐng)域 人工智能，精密自動(dòng)化，生物分析與檢測(cè)，環(huán)境微生物檢測(cè)，工業(yè)微生物檢測(cè)，細(xì)胞組織分析檢測(cè)。 二、項(xiàng)目介紹 1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 微生物的識(shí)別、計(jì)數(shù)和定性分析一直是食品、醫(yī)藥和生物行業(yè)的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方式勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，且檢測(cè)主觀性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，計(jì)數(shù)和檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確；在對(duì)環(huán)境的微生物監(jiān)測(cè)中，人工方法只能做到抽樣檢測(cè)，無(wú)法做到持續(xù)性檢測(cè)。 近兩年行業(yè)巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開(kāi)始推出圖像識(shí)別技術(shù)的微生物檢測(cè)設(shè)備，其結(jié)果來(lái)自直觀影像，分辨率高，操作難度低。但是這些設(shè)備目前采用的光學(xué)顯微鏡倍數(shù)都在800倍以下，只能進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果要完成相關(guān)定性分析，需要在800倍以上的放大倍數(shù)獲得單細(xì)胞微生物的清晰圖像（如酵母菌，大腸桿菌）。但800倍放大倍數(shù)對(duì)應(yīng)的有效視場(chǎng)只有200微米*200微米，對(duì)計(jì)數(shù)和活性統(tǒng)計(jì)分析又不具備足夠的采樣數(shù)量。目前國(guó)內(nèi)外設(shè)備均沒(méi)有解決好這個(gè)問(wèn)題，對(duì)微生物進(jìn)行定性分析的準(zhǔn)確率低，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。 2. 解決方案 本項(xiàng)目針對(duì)微生物和細(xì)胞活體檢測(cè)中缺乏有效參照物的技術(shù)難點(diǎn)，根據(jù)顯微掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將全景化視域重構(gòu)技術(shù)和微米級(jí)電機(jī)結(jié)合，解決了鏡頭大幅平移過(guò)程中的自動(dòng)對(duì)焦難題和微生物溶液動(dòng)態(tài)環(huán)境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎(chǔ)上，獲得的有效視場(chǎng)增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過(guò)自動(dòng)化圖像采集和拼接，得到完整的微生物圖像；然后結(jié)合傳統(tǒng)的圖像分割以及深度學(xué)習(xí)圖像識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，小樣本高精度動(dòng)態(tài)完成微生物的類型識(shí)別，計(jì)數(shù)，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析 與國(guó)內(nèi)外的主流檢測(cè)設(shè)備對(duì)比，本項(xiàng)目技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在： 1）獨(dú)創(chuàng)的微生物影像全景化視域重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大視角； 2） 解決微生物影像領(lǐng)域小樣本智能識(shí)別和智能檢測(cè)的難題； 3） 檢測(cè)目標(biāo)、檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)流程和邏輯可通過(guò)自然語(yǔ)言定制，提高設(shè)備功能通用性； 4）計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率超過(guò)人工計(jì)數(shù)，準(zhǔn)確率超過(guò)國(guó)內(nèi)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀器一個(gè)數(shù)量級(jí)； 5）第一臺(tái)按照國(guó)家微生物計(jì)數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)研制的微生物計(jì)數(shù)儀。 本項(xiàng)目的第一代產(chǎn)品樣機(jī)與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品對(duì)比，主要性能優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下： 在食品行業(yè)，本項(xiàng)目獲得了青島啤酒北京密云分廠的啤酒原液和相關(guān)酵母菌種，針對(duì)生產(chǎn)用酵母菌采集了大量實(shí)拍圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的酵母菌計(jì)數(shù)和出芽率算法識(shí)別率均在95%以上。 4. 發(fā)展規(guī)劃 按照三步走的方式來(lái)設(shè)定發(fā)展規(guī)劃： 1）基于全景化視域重構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建第一代檢測(cè)儀器，首先進(jìn)入門(mén)檻最低的食品微生物檢測(cè)市場(chǎng)，對(duì)啤酒和發(fā)酵乳企業(yè)提供酵母菌檢測(cè)計(jì)數(shù)技術(shù)和設(shè)備； 2） 利用已有技術(shù)積累，進(jìn)入環(huán)境微生物檢測(cè)和高校實(shí)驗(yàn)室市場(chǎng)； 3）最后以食品和環(huán)境檢測(cè)市場(chǎng)為根據(jù)地，進(jìn)入門(mén)檻最高的生物醫(yī)藥檢測(cè)市場(chǎng)，提供微生物檢測(cè)和組織檢測(cè)的相關(guān)設(shè)備。 5. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況 已申請(qǐng)3項(xiàng)專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬(wàn)元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業(yè)和環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴； 3）尋找生物醫(yī)藥，醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴和產(chǎn)品測(cè)試環(huán)境。 四、團(tuán)隊(duì)介紹 科研團(tuán)隊(duì)： 1）周悅芝 博士 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系研究員，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，在邊緣計(jì)算和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有豐富的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和杰出的研究成果，在面向醫(yī)學(xué)影像的AI圖像分析方面曾發(fā)表多篇論文，申請(qǐng)或獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。 2）黃權(quán)偉 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)圖像分割及細(xì)胞識(shí)別等相關(guān)算法研發(fā)。 3）梁志偉 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士，負(fù)責(zé)深度學(xué)習(xí)算法加速研究和實(shí)現(xiàn)。 五、聯(lián)系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號(hào)：20230055

藍(lán)晶微生物致力于打造基于微生物的分子和材料創(chuàng)新平臺(tái)。團(tuán)隊(duì)由清華、北大青年科學(xué)家組成，顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)包括中科院院士，中科院微生物所工業(yè)微生物研究室主任等。致力于利用合成生物學(xué)技術(shù)，提供生物活性分子。業(yè)務(wù)包括合同付費(fèi)業(yè)務(wù)（iGEM科學(xué)教育，Holog平臺(tái)），大客戶定制開(kāi)發(fā)（PHA業(yè)務(wù)線等）及自產(chǎn)經(jīng)營(yíng)（CBD開(kāi)發(fā)）。點(diǎn)擊上方按鈕聯(lián)系科轉(zhuǎn)云平臺(tái)進(jìn)行溝通對(duì)接！

成果描述：該成果得到國(guó)家基礎(chǔ)專項(xiàng)項(xiàng)目（）和四川省支撐計(jì)劃（）資助。本項(xiàng)目通過(guò)建立了有效利用農(nóng)業(yè)廢棄物的方法，生產(chǎn)油脂微生物能夠利用的碳源。對(duì)能利用木糖為碳源的微生物制備微生物油脂生產(chǎn)條件進(jìn)行優(yōu)化，提高產(chǎn)油量。建立中試規(guī)模的微生物油脂的制備體系，解決微生物油脂的來(lái)源、高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本等問(wèn)題。并完成微生物油脂的飼用效果試驗(yàn)。產(chǎn)油脂微生物能利用糖蜜等廢棄物進(jìn)行生產(chǎn)。產(chǎn)油脂微生物含油率高，油脂含量為54.6%，生物量為23.5g/L。所產(chǎn)油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所產(chǎn)油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之間，皂化值集中在100-130之間。市場(chǎng)前景分析：油脂作為高能量物質(zhì)，是動(dòng)物飼料最佳的能量飼料來(lái)源。隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究的不斷深入，借鑒國(guó)外飼料研究的經(jīng)驗(yàn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)也掀起了對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)能量需求的研究。油脂是高能飼料，其能值是碳水化合物和蛋白質(zhì)的2.25倍，添加油脂作為能量飼料越來(lái)越受到動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)專家推崇。市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)2010年能量飼料市場(chǎng)規(guī)模在330萬(wàn)噸，年銷售總額為180億元，預(yù)測(cè)2015年將增長(zhǎng)至635萬(wàn)噸，每年以14%的速度增長(zhǎng)。因此微生物油脂在飼料領(lǐng)域中的市場(chǎng)前景非常廣闊。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：產(chǎn)油脂微生物含油率高，油脂含量為54.6%，生物量為23.5g/L。所產(chǎn)油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所產(chǎn)油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之間，皂化值集中在100-130之間。

該材料代替硅酸鹽水泥在土壤重金屬鈍化、建筑工地?fù)P塵治理、地基生態(tài)加固、島礁建設(shè)和沙漠治理等領(lǐng)域均具有廣闊應(yīng)用前景，既減少了對(duì)傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的使用量，降低碳排放，還解決了使用過(guò)程的生態(tài)相容性問(wèn)題

成果簡(jiǎn)介：含染料廢水的脫色一直是印染行業(yè)和染料工業(yè)所面臨的重大問(wèn)題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術(shù)如活性炭吸附、化學(xué)絮凝、 臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對(duì)上述有色廢水中的染料進(jìn)行回收，尤其是對(duì)那些含高濃度染料且組分相對(duì)簡(jiǎn)單的 工序廢水進(jìn)行單獨(dú)處理和染料回收，不但解決了其脫色問(wèn)題，還具有較好的 經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開(kāi)發(fā)的染料廢水處理新技術(shù)本

香蘭素，又稱香草醛，具有香子蘭特有的濃郁的奶香味，是世界上產(chǎn)量最大的一種廣譜型香料，廣泛被用于冰淇淋、乳制甜點(diǎn)、糖果、焙烤食品、可樂(lè)飲料和烈酒等中。目前，市場(chǎng)上的香蘭素產(chǎn)品大多來(lái)源于石油化工產(chǎn)品愈創(chuàng)木酚、木質(zhì)素等的化學(xué)合成，僅有極少一部分是從香子蘭豆莢中提取生產(chǎn)。隨著人們對(duì)天 然和健康無(wú)污染食品的要求，生物法產(chǎn)品替代合成產(chǎn)品成為發(fā)展的趨勢(shì)，微生物轉(zhuǎn)化方法制造的天然等同（NI）香蘭素受到人們青睞。 

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：低熱值微生物多糖是由霉菌產(chǎn)生的一種高分子多糖，可作為食品穩(wěn)定劑、增粘劑和低熱纖維素食品。目前只日本有生產(chǎn)，價(jià)格為2000~3000日元/公斤。我國(guó)有少量進(jìn)口。該成果可直接進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。這種產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)已通過(guò)湖北省科技廳主持的鑒定，技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。主原料為淀粉質(zhì)類農(nóng)副產(chǎn)品，如稻米、玉米、土豆等，主要設(shè)備有發(fā)酵罐等。產(chǎn)業(yè)化所需投入資金：按年產(chǎn)500噸規(guī)模設(shè)計(jì)，總投資3000萬(wàn)元，其中設(shè)備投資約二千多萬(wàn)。

建立了我國(guó)首個(gè)針對(duì)食源性致病菌建立的可視化預(yù)測(cè)建模與定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了食源性致病菌污染信息的薈萃分析、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的建模評(píng)價(jià)、種群大小的模擬預(yù)測(cè)，及目標(biāo)食品-致病菌組合的模塊化定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。所建平臺(tái)作為通用型工具，減輕了微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)科研人員、生產(chǎn)者、監(jiān)管者等的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和時(shí)間成本，提高了預(yù)測(cè)微生物模型的實(shí)用性，推動(dòng)了我國(guó)微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展和普及。

南開(kāi)大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 南開(kāi)大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。為了提高低聚果糖的產(chǎn)量和純度，項(xiàng)目組采用溫敏質(zhì)粒結(jié)合反向篩選標(biāo)記——無(wú)痕基因敲除法對(duì)菌株的其他胞外產(chǎn)物和六個(gè)胞外蛋白基因以及3個(gè)細(xì)菌胞外多糖基因（簇）進(jìn)行了敲除；5L罐分批發(fā)酵低聚果糖的產(chǎn)量（42 h）達(dá)到43.34g/L。為了進(jìn)一步提高蔗糖酶的分泌表達(dá)，項(xiàng)目組整合強(qiáng)啟動(dòng)子和信號(hào)肽對(duì)菌種進(jìn)行改造，在5L發(fā)酵罐采用補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝，菌株低聚果糖產(chǎn)量達(dá)101.7 g/L。分子量約5000Dal，純度95%以上。 項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)：                                                    （1）低聚果糖產(chǎn)品產(chǎn)量高：101.7g/L；產(chǎn)品純度高：95%以上； （2）解淀粉芽孢桿菌屬農(nóng)業(yè)部規(guī)定可使用的微生物菌種； （3）所構(gòu)建的重組菌株是采用無(wú)痕敲除法從解淀粉芽孢桿菌而來(lái)，菌株不含抗性基因，具有安全性； （4）采用國(guó)內(nèi)發(fā)酵企業(yè)通用的發(fā)酵設(shè)備即可實(shí)施生產(chǎn)。