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深海微生物驅動碳氮循環(huán)耦合研究
項目成果/簡介:浮游植物在表層獲取光能固定CO2，形成顆粒有機碳（POC）往下沉降，在深海再礦化后生成銨（NH4+），從而為深海化能自養(yǎng)細菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細菌所介導的兩步硝化過程是實現(xiàn)光能傳遞到深海被利用的重要途徑，是深海重要的供能過程，支撐了海洋“黑暗固碳”——不依賴于光合作用的化能自養(yǎng)固碳，為深海生物圈提供了“新”的有機質，同時積累硝氮。由于亞硝氧化菌群研究的長期滯后，氨氧化和亞硝氧化功能群在深海的協(xié)作關系始終不明了，因此國際上對深海硝化菌群支撐的碳（C）?氮（N）耦合機理（定性）的理解仍極為有限，對C?N計量學關系（定量）的準確估算仍是空白。 該研究工作結合多組學分析、生理學實驗、現(xiàn)場原位速率及動力學觀測和模擬，以及生態(tài)系統(tǒng)模型，闡釋了氨氧化古菌和亞硝氧化細菌顯著差異的代謝策略，及兩步氧化過程耦合、硝化與黑暗固碳耦合的生理生態(tài)學機制，建立了硝化菌群支撐的C?N、物質與能量轉換的計量學關系，量化了深海硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環(huán)的貢獻和影響。該工作為深海物質與能量循環(huán)研究提供了新的參數，對深入認識深海生物地球化學過程具有重要意義。
廈門大學
2021-04-10
面向生物醫(yī)學文獻的數據挖掘平臺
將計算機自然語言處理方法和生物本體學方法結合起來，發(fā)展一套面向生物醫(yī)學文獻的數據挖掘技術，建立了一個文獻挖掘平臺。該平臺可以對生物醫(yī)學文獻進行數據挖掘，發(fā)現(xiàn)隱含在文獻中的生物學實體及其聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)深層次的生物醫(yī)學知識，自動獲取大量的第一手生物醫(yī)學數據。例如，挖掘與人類基因相關的信息，挖掘蛋白質相關信息，發(fā)現(xiàn)基因的功能，發(fā)現(xiàn)基因與疾病之間，發(fā)現(xiàn)蛋白質之間的相互作用等。/line對于一組給定的文獻，該平臺首先進行句法分析和生物學術語標定，然后進行語義分析，提煉每條語句的生物學含義，提取文獻中的生物醫(yī)學關聯(lián)特性，以發(fā)現(xiàn)文獻中的基因、蛋白質、疾病以及它們的關系。
東南大學
2021-04-10
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獸醫(yī)微生物種質資源鑒定與技術
本成果總體達到同類研究的國際先進水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源規(guī)范性描述方 面處于國際領先水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源的篩選和創(chuàng)新性應用等方面處于國際先 進水平。本成果于2009年獲得成果鑒定證書，獲得2010年度山東省科技進步獎二等獎。 本成果分離鑒定了具有平臺資源號的280株細菌。其中，大腸桿菌80株，金黃色葡 萄球菌30株，豬鏈球菌50株，雞傷寒沙門氏菌103株，特殊菌株17株。分離鑒定了186株 病毒，其中NDV 60株，豬繁殖與呼吸綜合征病毒50株，犬瘟熱病毒3株，豬傳染性胃腸 炎病毒10株，豬流感病毒3株，禽流感病毒20株，雞傳染性支氣管炎病毒20株，雞傳染 性法氏囊病毒20株。對分離、收集和整理以前所保藏的菌毒種等方式獲得的33種3444株 菌毒種進行標準化整理整合，完成了相應菌毒種種資源數據信息（包括個性信息和共性 信息）的采集、錄入、上報，完成280幅圖像信息采集、整理、上報，完成101株菌（毒） 種資源16SrRNA或病毒資源部分核酸序列的測定、上報。并向國家獸醫(yī)微生物菌種保藏 管理中心國家獸醫(yī)微生物標準菌種保藏庫上交了1621株菌（毒）種，實現(xiàn)了獸醫(yī)微生物 菌毒種資源的信息及實物共享。起草了“布魯氏桿菌菌種資源描述規(guī)范”和“牛結核桿 菌資源檢測技術規(guī)程”，驗證完善了“結核桿菌菌種資源檢測技術規(guī)程及試點應用”等 9個獸醫(yī)微生物資源檢測技術規(guī)程。制定了“犬瘟熱診斷技術”的國家標準。對分離的 部分菌毒株進行生物學特性研究，為相關單位的科學研究提供了優(yōu)良菌毒種。
青島農業(yè)大學
2021-04-11
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生物醫(yī)學電磁信息檢測與功能成像
一、 項目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據此分析其內部電磁過程，對于揭示生命活動本質和醫(yī)學診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫(yī)學電磁場問題數值求解方法及應用進行研究，1997年主持了國家自然科學基金電工學科首個生物電磁領域課題“生物醫(yī)學電磁逆問題求解的數值方法研究”。二、 項目技術成熟程度在生物醫(yī)學電磁問題數學建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數學模型、靜態(tài)和動態(tài)求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實時監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進行檢測與功能成像。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學二、三等獎各1項；完成和承擔國家自然科學基金重點項目2項，國家自然科學基金面上項目2項，省部級項目10余項；出版專著2本，發(fā)表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像
河北工業(yè)大學
2021-04-11
表面等離子共振（SPR）生物醫(yī)學檢測系統(tǒng)
表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發(fā)展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學檢測試驗系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學檢測實驗系統(tǒng)。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產品化奠定了基礎。目前已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發(fā)，以達到實用化。
南開大學
2021-02-01
高值化手性氨基酸生物合成技術
進入21世紀以來，手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規(guī)模也越來越大。本項目目前研發(fā)的手性氨基酸包含L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。
創(chuàng)新點：
1）本項目采用一鍋化反應，以廉價的L-蘇氨酸為原料，經過工程菌催化合成2-氨基丁酸，反應時間10-12 h，原料的轉化率達到99%以上，2-氨基丁酸的產量達到100 g/L以上。
2）以消旋化蘇氨酸為原料，進行酶法拆分制備D-蘇氨酸。底物添加量達到2.5 M,反應10 h內達到完全拆分，D-蘇氨酸ee值為99%。
3）以天冬氨酸為原料，采用工程菌催化反應10-12 h，L-天冬氨酸轉化率達到了94.4 %，L-天冬酰胺產量可達120 g/L，生產強度達到12.4 g/(L•h)。
4）基于構建的基因工程菌，采用偶聯(lián)輔酶再生技術，轉化廉價底物合成L-叔亮氨酸，反應24 h，底物轉化率達95%，產量達到100 g/L以上水平。
5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）發(fā)酵和生物合成正在陸續(xù)開展中。
6）多種高效酶制劑的工程菌株構建、發(fā)酵產酶以及多種中間體的制備。如蘇氨酸脫氨酶、亮氨酸脫氫酶、甲酸脫氫酶、ω-轉氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫(yī)藥中間體。
江南大學
2021-05-11
人工器官用生物組織材料及其制備方法
該技術制備的生物組織材料是一種以豬主動脈血管為基體,以氧化海藻酸鈉為交聯(lián)劑制備的人工器官用生物組織材料。
四川大學
2021-04-10
生物質低溫氣化高溫熔融制取可燃氣技術
成果介紹目前國內外現(xiàn)有工業(yè)規(guī)模的生物質氣化技術，普遍存在生物質氣化效率低、燃氣中焦油含量高等問題。燃氣中焦油含既造成能源浪費，又易造成堵塞，加快設備損耗，氣化島整體使用壽命不長。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影響了生物質氣化集中供應，不利于進一步產業(yè)化。 為了解決目前存在的諸多問題，東南大學針對我國國情和農作物廢棄物的特點，采用流化床低溫氣化+高溫熔融氣化制取焦油含量極低的中熱值可燃氣，目前已建成該工藝的日處理秸稈量7噸的成套示范工程，已穩(wěn)定連續(xù)運行2000小時以上，獲得了熱值7MJ/Nm3的可燃氣，可燃氣中焦油含量小于1mg/Nm3，遠小于人工煤氣國家標準（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物質中碳元素轉化率96.5[[[[[%]]]]]，能量綜合利用效率90.7％，單位MJ的可燃氣成本低于天然氣。市場前景本技術可廣泛用于煤爐改造、糧食烘干，也可為居民提供可燃氣，對加快和諧社會及新農村建設的步伐具有重要意義。本技術已申請國家發(fā)明專利7件（授權5件），發(fā)表學術論文24篇，獲國家科技支撐計劃、江蘇省重點研發(fā)項目支持。
東南大學
2021-04-11
MBR-X系列膜生物反應器
膜生物反應器(MBR)是膜分離技術與生物處理方法的高效結合，其起源是用膜分離技術取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離，經過一系列研究和改進后，膜生物反應器(MBR)可直接達到處理出水回用的目的，并且具有污水三級傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)點： 1、微生物數量高于常規(guī)生物處理2～5倍，處理程度高，中空纖維膜孔徑0.2μm，能高效進行固液分離，出水懸浮物濃度和濁度接近于零，細菌總數接近于零，可直接用于回用目的。 2、處理工藝簡單可靠，構筑物少，可大規(guī)模節(jié)省占地面積和征地費用，降低水處理投資，占地面積約為常規(guī)二級處理加深度處理工藝的1/4～1/10。 3、污泥齡長，污泥產量低，除無機顆粒物外，基本無剩余污泥排放，由于不投加化學藥劑，所以不產生化學污泥。 4、出水水質優(yōu)良，各項指標低于國家污水回用有關標準規(guī)定，且不受進水水質影響。 5、自動化程度高，利用PLC進行控制，不需設置專人管理，人員經短期培訓就能操作，維護工作量小。一、MBR-X系列膜生物反應器進水處理出水水質比較 1.進水水質：(對于高濃度有機廢水可采用在MBR反應器前增加預處理措施) CODcr＜500mg/L BOD5＜300mg/L SS＜300mg/L NH4+-N＜40mg/L 2.出水水質： CODcr＜20mg/L BOD5＜5mg/L SS=0mg/L NH4+-N＜1mg/L 濁度＜1NTU 細菌總數＜20個mg/L 大腸桿菌數未檢出二、MBR-X系列膜生物反應器適用范圍 1．生活污水 2.工業(yè)污水①城市生活污水 ①食品工業(yè)廢水 ②賓館、辦公樓污水 ②印染工業(yè)廢水 ③工礦企業(yè)生活污水 ③制藥工業(yè)廢水 ④公廁糞便水 ④石油化工廢水 ⑤洗車業(yè)廢水 ⑤造紙工業(yè)廢水 ⑥垃圾滲透液等 ⑦焦炭或煤氣含酚工業(yè)廢水
上海理工大學
2021-04-11
酯化酯交換反應生物柴油清潔生產工藝
成果描述：生物柴油以其可再生性及環(huán)境友好等優(yōu)點倍受人們矚目。目前生物柴油工業(yè)生產主要采用均相堿催化酯交換反應。該法雖催化效率高，但生產過程中為降低生物柴油產品含堿量，通常采用稀酸及水洗滌，造成大量含堿含鹽廢水排放，帶來環(huán)境問題，且洗滌后產品需脫水干燥，后續(xù)工藝復雜，能耗高。本成果提出了一條在甲醇亞臨界條件下，采用微量堿催化制備生物柴油的新工藝。選擇以精制菜籽油為原料，選擇以酯交換反應轉化率為指標，在優(yōu)化條件下，菜籽油一段轉化率可達85.5%，兩段轉化率可達98%；生物柴油成本單價為6372.5元/噸，相較于傳統(tǒng)工藝減少了486.1元/噸。市場前景分析：化工市場與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1： 產品堿殘留量小于10 mg/kg； 2：原料油轉化率不低于95%； 3：生物柴油產品符合國標BD-100； 4：原料油價低于5000時，生產成本不高于6400 元/噸
四川大學
2021-04-10