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2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的一種有機(jī)酸，主 要用于食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及D-異抗壞血酸鈉的合成。本項(xiàng)目采用氧化葡萄糖酸桿菌 靜息細(xì)胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。轉(zhuǎn)化反應(yīng)體系中，底物葡萄糖濃度達(dá)到300g/l左右，2-KGA的產(chǎn) 率在95%以上，時(shí)空產(chǎn)率達(dá)到13.48g/l/h。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的最高發(fā)酵生產(chǎn)水平是11.4g/l/h。 現(xiàn)有的2-KGA生產(chǎn)，主要通過(guò)熒光假單胞菌發(fā)酵葡萄糖或淀粉水解糖。工藝面臨的主要問(wèn) 題是抗噬菌體菌株的篩選、連續(xù)發(fā)酵的周期長(zhǎng)、菌體與CaSO4 的分離等。 本項(xiàng)目采用靜息細(xì) 胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。本項(xiàng)目和發(fā)酵法比較，具有轉(zhuǎn)化反應(yīng)簡(jiǎn)單、易控制、時(shí)間短、后處理容 易等優(yōu)勢(shì)。

成果描述：采用高效預(yù)處理、低溫酶萃取、鹽析和膜分離等成套技術(shù)，從新鮮動(dòng)物皮、魚(yú)皮、魚(yú)鱗等不同原料中制備未變性膠原蛋白，解決了獲取大量高純度、未變性的化妝品用和醫(yī)用生物活性膠原的技術(shù)難題；掌握了通過(guò)物理與化學(xué)改性手段調(diào)控未變性膠原的熱穩(wěn)定性、流變學(xué)等性能的方法和原理，為未變性化妝品用和醫(yī)用膠原的產(chǎn)業(yè)化利用提供了技術(shù)支撐。目前，化妝品用和醫(yī)用生物活性膠原蛋白生產(chǎn)技術(shù)已分別在成都新際生物活性膠原開(kāi)發(fā)有限公司和廣東勝馳生物科技有限公司成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)與天然膠原標(biāo)準(zhǔn)品一致，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。市場(chǎng)前景分析：生物活性膠原即未變性膠原，具有三股螺旋結(jié)構(gòu)，分子量為30萬(wàn)，能夠促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、可生物降解，且生物相容性與機(jī)械力學(xué)性能良好，已廣泛用于美容護(hù)膚、組織工程等領(lǐng)域。膠原作為一種高技術(shù)含量的生物材料在生物醫(yī)學(xué)、化妝品等領(lǐng)域具有巨大的潛在市場(chǎng)。首先生物活性膠原作為一種生物材料本身具有無(wú)限的生命力，是全世界科學(xué)家都在研究開(kāi)發(fā)的新型材料之一，國(guó)內(nèi)當(dāng)前處于探索性開(kāi)發(fā)階段，因此只要抓住這個(gè)先機(jī)將來(lái)就可以獲得良好的回報(bào)；其次生物活性膠原的深加工產(chǎn)品擁有巨大的消費(fèi)群體，這主要是由于生物活性膠原具有其它化妝品的活性成分所無(wú)可比擬的增強(qiáng)皮膚彈性，祛除細(xì)小皺紋，優(yōu)良的保濕、護(hù)膚的確切效果，先期投入的第一代產(chǎn)品已被市場(chǎng)認(rèn)可。目前，本項(xiàng)目的先期產(chǎn)品技術(shù)已在成都、廣東的2家公司實(shí)現(xiàn)生物活性膠原原料的產(chǎn)業(yè)化，制備的精華液、面膜、眼貼膜等護(hù)膚產(chǎn)品市場(chǎng)反應(yīng)效果良好，作為醫(yī)用膠原海綿、骨修復(fù)材料的原料也即將投入市場(chǎng)，產(chǎn)品市場(chǎng)仍存在很大的開(kāi)拓空間。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：化妝品用和醫(yī)用生物活性膠原液體（4mg/mL）每毫升售價(jià)約為20元，而生產(chǎn)成本每毫升僅約為2元，因此每公斤生物活性膠原液體的利潤(rùn)為1.8萬(wàn)元?？梢?jiàn)，本項(xiàng)目技術(shù)生產(chǎn)的未變性膠原功能材料具有很大的利潤(rùn)空間，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

本發(fā)明公開(kāi)了一種重要的化學(xué)合成中間體1，2-二酮衍生物，其結(jié)構(gòu)如式(1)所示，R1為取代苯基、萘基、吡咯基、噻吩基或呋喃基；R2為苯基或噻吩基。本發(fā)明還公開(kāi)了上述1，2-二酮衍生物的制備方法，包括：將1，3-二酮化合物、亞硝酸叔丁酯、無(wú)水三氯化鐵加入到有機(jī)溶劑中，在20～35℃下攪拌反應(yīng)完全。該制備方法操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程使用的催化劑價(jià)廉易得、生物相容性好，制備過(guò)程環(huán)境友好。

目前該產(chǎn)品已應(yīng)用于腹腔術(shù)后及周?chē)窠?jīng)修復(fù)手術(shù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，效果良好。 本項(xiàng)目利用已有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)-分子定向進(jìn)化 的高效表皮生長(zhǎng)因子（ eEGF）為功能基因表達(dá)序 列，采用上游調(diào)控序列改造和多拷貝策略構(gòu)建葉綠 體表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化和篩選優(yōu)良的塔胞藻，作為海洋 生物反應(yīng)器。在集成高效表達(dá)技術(shù)、代謝工程調(diào) 控、蛋白質(zhì)分離和純化四級(jí)技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn) 重組eEGF的高效表達(dá)和生產(chǎn)。進(jìn)而結(jié)合全新的海綿 狀膠體成膜技術(shù)，將含有eEGF充分吸附到海綿狀膠 體膜囊腔中，起到抗揮發(fā)、控釋緩釋的強(qiáng)效作用， 其整合了新穎的精準(zhǔn)皮膚營(yíng)養(yǎng)和修復(fù)和先進(jìn)的生物 工藝學(xué)技術(shù)，可大幅度提升企業(yè)在新興產(chǎn)業(yè)鏈上的 輻射產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

本發(fā)明可用于外科整形手術(shù)替換病人的畸形外耳；復(fù)合人工耳蝸組件后，該人工耳可用于聽(tīng)力缺陷的治療和恢復(fù)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高分辨率的生物傳感器。第一絕緣層、納米功能層和第二絕緣層構(gòu)成的基本單元的中心設(shè)有納米孔從而組成納米功能層單元，第一電泳電極或微泵、第一儲(chǔ)藏室、第二儲(chǔ)藏室、第二電泳電極或微泵和微納米分離通道構(gòu)成微納米流體器件單元，納米功能層單元、源電極、漏電極、介電層、柵電極構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)晶體管單元。當(dāng)生物分子在微納米流體器件中經(jīng)過(guò)納米孔，并與納米功能層發(fā)生相互作用時(shí)，由場(chǎng)效應(yīng)晶體管單元測(cè)量該相互作用導(dǎo)致的場(chǎng)效應(yīng)特征的變化，達(dá)到檢測(cè)生物分子的目的。本發(fā)明解決了將納米孔集成于納米功能層的技術(shù)難點(diǎn)，可以控制生物分子穿越納米孔時(shí)形態(tài)的變化，解決了達(dá)到檢測(cè)生物分子的特征結(jié)構(gòu)的分辨率，傳感器的制備方法簡(jiǎn)單。

觀測(cè)活細(xì)胞內(nèi)生物大分子的動(dòng)力學(xué)過(guò)程和信號(hào)小分子對(duì)生物大分子的調(diào)控作用對(duì)于探索生理病理新機(jī)制及疾病治療新方法具有重要的科學(xué)意義。 我校物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院張忠平課題組（張瑞龍、田肖和、韓光梅、劉正杰），針對(duì)上述關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)一系列多響應(yīng)、多重定位的新型光學(xué)探針，實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子對(duì)蛋白/酶活性的調(diào)控以及遺傳物質(zhì)動(dòng)力學(xué)的分子影像分析，在理解細(xì)胞內(nèi)生物分子動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域取得了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。代表性進(jìn)展主要包含：（1）氣體信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞內(nèi)酶活性的調(diào)控； (2）膜穿透性碳點(diǎn)對(duì)活體內(nèi)DNA和RNA結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧調(diào)控線粒體核蛋白動(dòng)力學(xué)；（4）超分辨STED和電鏡關(guān)聯(lián)成像對(duì)細(xì)胞微管蛋白超精細(xì)結(jié)構(gòu)的分析。 上述進(jìn)展解決了生物探針對(duì)細(xì)胞內(nèi)多種組分和細(xì)胞器的特異性識(shí)別問(wèn)題，不僅有效避免了熒光光譜的重疊，還同步結(jié)合電鏡對(duì)生物大分子精細(xì)結(jié)構(gòu)的進(jìn)行研究，為我校雙一流學(xué)科生物醫(yī)學(xué)探針和成像方向再添新成果。

"我國(guó)是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化學(xué)品的消費(fèi)、生產(chǎn)大國(guó)，但一直不掌握先進(jìn)的生物基乙烯、乙烯法醋酸乙烯及VAE生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)以生物質(zhì)為原料的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升、實(shí)現(xiàn)大宗化學(xué)品的生物制造及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。主要科技創(chuàng)新如下： 1．開(kāi)發(fā)出高空速、水蒸氣協(xié)同的乙醇制乙烯反應(yīng)工藝，空速達(dá)750h-1（GHSV），轉(zhuǎn)化率大于99.6%，選擇性大于98%，并有效抑制了催化劑積碳。與國(guó)外技術(shù)相比較，原料乙醇消耗降低2.7%，蒸汽消耗降低11.4%。 2．探明了CO在Pd-Au催化劑上與表面吸附氧的作用及轉(zhuǎn)化規(guī)律，修正了醋酸乙烯生產(chǎn)關(guān)鍵原料乙烯的質(zhì)量控制指標(biāo)，CO濃度由小于5mL/m3放寬至小于500 mL/m3，使乙烯低溫精制過(guò)程能耗降低40%以上。 3．開(kāi)發(fā)出沸騰水移熱固定床反應(yīng)器殼方結(jié)構(gòu)，提出了放大準(zhǔn)則并用于醋酸乙烯合成反應(yīng)器設(shè)計(jì)與制造；探明了氧氣混合過(guò)程安全機(jī)制，開(kāi)發(fā)出本質(zhì)安全型氧混器并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備的自主創(chuàng)新。 4．開(kāi)發(fā)出以復(fù)配聚乙烯醇等為表面活性劑、過(guò)氧化氫為氧化劑的VAE生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出具有優(yōu)異性能的VAE新產(chǎn)品。

本發(fā)明公開(kāi)了一種好氧/厭氧一體化沼氣安全生物脫硫裝置。它包括相連接的單質(zhì)硫沉淀區(qū)、好氧沼氣生物脫硫段、厭氧沼氣生物脫硫段和噴淋系統(tǒng)。單質(zhì)硫沉淀區(qū)設(shè)有倒錐形排硫斗和排硫管；好氧沼氣生物脫硫段設(shè)有盤(pán)形曝氣器、溶解氧探頭、錐形集氣器、環(huán)形擋氣斜板、導(dǎo)氣管、營(yíng)養(yǎng)液輸入筒和營(yíng)養(yǎng)液輸出筒；厭氧沼氣生物脫硫段設(shè)有盤(pán)形布?xì)馄?、生物填料層和沼氣收集管；噴淋系統(tǒng)設(shè)有進(jìn)水箱、蠕動(dòng)泵和盤(pán)形噴淋器。本裝置的優(yōu)點(diǎn)有：①好氧沼氣生物脫硫段環(huán)形擋氣斜板和錐形集氣器的設(shè)計(jì)以及厭氧沼氣生物脫硫段與空氣的完全隔絕，保證了沼氣生物脫硫的安全進(jìn)行；②沼氣中硫化氫氣體經(jīng)好氧、厭氧脫硫細(xì)菌的共同作用下，可使凈化后沼氣達(dá)標(biāo)利用；③形成單質(zhì)硫，可回收部分處理費(fèi)用。

近年來(lái)，揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)與惡臭氣體污染越來(lái)越引起人們的重視。VOCs 與惡臭氣體的處理技術(shù)包括催化氧化、吸附、生物處理、低溫等離子等。其中，廢氣生物處理的 原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類(lèi)、硫化氫或氨等有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害 的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術(shù)在 國(guó)外已經(jīng)有 50 多年的研究和應(yīng)用歷史，在美國(guó)、歐洲各國(guó)、日本和韓國(guó)均得到廣泛應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)從 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始研究廢氣生物處理技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)(尤其是污 水處理行業(yè))惡臭和 VOCs 氣體處理。國(guó)內(nèi)外的研究與應(yīng)用成果表明:與其他技術(shù)相比，生 物處理技術(shù)具有效率高、投資運(yùn)行費(fèi)用低、工藝運(yùn)行維護(hù)方便、二次污染小等突出優(yōu)點(diǎn)，尤 其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。本研究所是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展廢氣生物控制技術(shù)研究的單位之一。多年來(lái)，針對(duì)廢氣生物處 理技術(shù)領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)和科學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展了系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)，在新工藝開(kāi)發(fā)(紫外光氧 化+生物過(guò)濾)和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新型填料開(kāi)發(fā)、高效菌種篩選和培育、營(yíng)養(yǎng)鹽配方和填 料層堵塞控制等方面取得了大量創(chuàng)新性的研究成果，并已成功應(yīng)用于污水廠惡臭氣體、噴涂 廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們?cè)谠擃I(lǐng)域已獲得省部級(jí)獎(jiǎng) 2 項(xiàng)(華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等 獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng))，獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利 4 項(xiàng)，發(fā)表論文 60 余篇。