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生物基多元醇的綠色制造
眾所周知，石油、天然氣和煤炭等不可再生的化石資源構(gòu)成了當今世界燃料和化學(xué)工業(yè)的基石，豐富了人類的物質(zhì)生活，創(chuàng)造了當今的繁華塵世。然而，隨著化石資源的日益枯竭，能源供需矛盾的不斷惡化，油價的不斷飆升，化石工業(yè)造成的環(huán)境污染日益嚴重等問題，已成為制約社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。這些問題大大推動了人們研究可再生的生物質(zhì)資源制備能源和大宗化學(xué)品的熱情。多元醇作為新一代能源和化學(xué)品的平臺，其廣泛的應(yīng)用前景已引起了眾多科研工作者的廣泛關(guān)注。目前，生物基多元醇的工藝路線主要集中在山梨醇的加氫裂解和纖維素通過熱裂解、催化裂化及酸水解加氫等反應(yīng)途徑制得。但是這兩種工藝路線具有工序流程長，反應(yīng)條件比較苛刻（需要高溫、高壓下進行），產(chǎn)品比較復(fù)雜，分離難度大，成本高等不足，嚴重制約生物基多元醇產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。本項目針對上述工藝路線存在的不足，設(shè)計了三條新的反應(yīng)途徑，均能有效地將葡萄糖單體轉(zhuǎn)化為附加值比較高的多元醇，如合成聚酯纖維的基礎(chǔ)原料：1、2-丙二醇和乙二醇等。這些工藝路線與傳統(tǒng)路線相比，具有反應(yīng)條件比較溫和，產(chǎn)物比較簡單，成本比較低等優(yōu)點，同時也能達到節(jié)能減排的目標，符合環(huán)境友好的要求。因此，這么有意義的研究工作應(yīng)該得到更大的扶持力度，使其盡快產(chǎn)業(yè)化，走出符合我國生物產(chǎn)業(yè)特色的道路。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-04-13
熱管式生物質(zhì)氣化爐
熱管式生物質(zhì)氣化爐是將高溫熱管技術(shù)引入生物質(zhì)氣化爐中，實現(xiàn)生物質(zhì)的間接氣化，使得生成的燃氣中不含氮氣，熱值可達15MJ/Nm3。試驗結(jié)果表明與用空氣直接供熱氣化的氣化爐氣體組分和熱值比較，用熱管式生物質(zhì)氣化爐間接供熱得到的氣體組分中H2的含量很高，約是用空氣直接供熱氣化的10倍，熱值是用空氣直接供熱氣化的2～3倍。用所開發(fā)的熱管式生物質(zhì)氣化爐建立小規(guī)模分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，合理利用生物質(zhì)能，解決我國分散地區(qū)的熱、電供應(yīng)問題。已申請了兩項發(fā)明專利，目前均已授權(quán)。旋轉(zhuǎn)熱管生物反應(yīng)器是采用回路熱管的技術(shù)原理，依靠熱管吸熱段上的熱管漿葉來實現(xiàn)吸熱。熱管漿葉和熱管攪拌軸是相通的，兩者組合的旋轉(zhuǎn)熱管本身是一個等溫體，當熱管漿葉圍繞攪拌軸旋轉(zhuǎn)時，在釜內(nèi)形成圓筒形的液體等溫層，并通過布置多層熱管漿葉，就可實現(xiàn)整個釜內(nèi)的溫度均勻性。優(yōu)點是吸熱槳葉單元占用空間小，強化管外反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)的傳熱傳質(zhì)，提高反應(yīng)器內(nèi)傳熱效率和生物反應(yīng)效率，同時實現(xiàn)節(jié)能減排目的。已申請了一項發(fā)明專利，目前已授權(quán)。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-04-13
γ-氨基丁酸的生物制備技術(shù)
該產(chǎn)品獲國家基礎(chǔ)科研計劃(2009CB724700)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(2012AA021503)和博士學(xué)科點專項科研基金(20103221110006)等支持，專利在申1項。該產(chǎn)品可應(yīng)用于食品、藥品以及生物材料等領(lǐng)域。以L-谷氨酸為底物，工程菌直接脫羧反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高達100%，產(chǎn)物得率為70%，純度達99%以上，工藝簡單，綠色無污染。隨著人們生活質(zhì)量的提高，養(yǎng)生越來越受到人們的密切關(guān)注。因為γ-氨基丁酸的生理與保健作用，它將供不應(yīng)求，所以推廣該技術(shù)與該產(chǎn)品迫在眉睫。該項目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，目前已小批量生產(chǎn)。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-04-13
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揭示生物振蕩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則
生物振蕩網(wǎng)絡(luò)作為生命體的內(nèi)稟時鐘，調(diào)節(jié)各種與時間信息相關(guān)的生命過程，因此需要在減小計時漲落的同時，保持對環(huán)境信號的敏感性。 對于處于熱力學(xué)平衡態(tài)的系統(tǒng)，漲落耗散定理表明，高響應(yīng)與低漲落不可能同時完成。但是生命系統(tǒng)處于非平衡態(tài)，并沒有漲落耗散定理的約束。對于振蕩網(wǎng)絡(luò)這一非平衡態(tài)系統(tǒng)，如何保持高敏感性和精確性，以及對應(yīng)的熱力學(xué)的設(shè)計原理，是一個重要的利用物理原理理解生命系統(tǒng)的基本問題。 歐陽頎教授研究組與美國IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北京大學(xué)物理學(xué)院/定量生物學(xué)中心教授）展開合作，首次從理論上揭示了生化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化振蕩功設(shè)計原則。研究發(fā)現(xiàn)，通過增加系統(tǒng)的自由能耗散，振蕩的計時精確性增加，這與之前的研究相符；更重要的是，耗散的增加還能夠增強系統(tǒng)對于外界信號的響應(yīng)，兩者呈正比關(guān)系。通過對簡單模型的解析發(fā)現(xiàn)，額外的自由能耗散可以加強振蕩相位與振幅的耦合，借此來增強對信號的響應(yīng)，從而打破了平衡態(tài)的漲落響應(yīng)關(guān)系。為了同時達到高敏感性和精確性，系統(tǒng)需要精細的分配參與反應(yīng)的非平衡環(huán)路中的自由能耗散。研究基于化學(xué)勢與反應(yīng)流提出了兩條重要的能量分配原則，并在相關(guān)實驗數(shù)據(jù)分析中得到驗證。
北京大學(xué)
2021-04-11
腫瘤特異的生物正交前藥
協(xié)同利用酶觸發(fā)的超分子自組裝和生物正交斷鍵反應(yīng)，在腫瘤細胞內(nèi)部實現(xiàn)原位、特異的前藥激活，不僅極大地降低了抗癌藥物的毒副作用，而且增強了靶向活化能力。設(shè)計合成了帶有前藥激活開關(guān)Tetrazine的酶響應(yīng)組裝前體短肽，利用宮頸癌細胞過表達的磷酸酶，在腫瘤原位構(gòu)建功能納米組裝體，使前藥激活開關(guān)獲得腫瘤靶向性并且大量富集。后續(xù)使用的阿霉素前藥TCO-DOX (其中，TCO為生物正交脫籠基團)在正常細胞或組織內(nèi)沒有激活，不產(chǎn)生毒性；而在腫瘤內(nèi)則能被高效激活，顯著提高了癌細胞的殺傷效果。
北京大學(xué)
2021-04-11
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利用餐飲廢油制取生物柴油
項目簡介近年來，石油價格不斷上漲，我國汽車保有量持續(xù)上升，燃料油用量越來越大，這在一定程度上造成了我國燃油供給的緊張。另一方面，隨著餐飲行業(yè)的發(fā)展，加之我國人民的飲食習(xí)慣，日益增加的餐飲行業(yè)產(chǎn)生的廢食用油,已經(jīng)成為環(huán)境及飲食安全方面的一大隱患。本項目的目的在于將餐飲行業(yè)的廢油（脂）經(jīng)過凈化處理后，在堿催化劑存在下，進行酯交換反應(yīng)，生產(chǎn)市場緊缺的車用燃油替代品——生物柴油。經(jīng)檢測本項目制得的生物柴油性能指標如下：二、市場前景當今餐飲行業(yè)異常發(fā)達，產(chǎn)生的廢油資源越來越豐富。石油短缺，汽車保有量增多，造成石油柴油供應(yīng)短缺，使生物柴油市場前景非常樂觀。三、規(guī)模與投資規(guī)模5000噸/年，廠區(qū)占地1000㎡，設(shè)備投資100萬元。四、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備名稱 規(guī)格 材質(zhì) 數(shù)量反應(yīng)釜 5000L 不銹鋼 5個貯罐 10000L 不銹鋼 4個離心泵 5臺熱水鍋爐 3噸 1個五、效益分析以地溝油、動植物油、酸化油[動植物油皂角油]，脂肪酸，毛油.等經(jīng)凈化后脫水干燥后，在堿催化劑作用下與甲醇進行酯交換反應(yīng)，生產(chǎn)脂肪酸甲酯[生物柴油]。生產(chǎn)成本：原料費：甲醇 50kg 200元凈化餐飲廢油 3400元/噸 人工費 20元/噸水、電費 20元/噸 其他原料及加工費 50元/噸生產(chǎn)成本： 3690元/噸 包裝、運輸及其他經(jīng)營成本 600元/噸生物柴油市場售價 4800元/噸年經(jīng)濟效益：（4800－600－3690）×5000=255萬元六、合作方式合作，轉(zhuǎn)讓。
河北工業(yè)大學(xué)
2021-04-13
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導(dǎo)電聚苯胺及其衍生物
導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)為有機高分子材料的應(yīng)用開辟了一個新領(lǐng)域，聚苯胺由于合成工藝簡單、摻雜機制特殊，具有良好的導(dǎo)電性、優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性以及特殊的光、電、磁學(xué)性能而得到廣泛的研究。但仍存在以下問題：（1）聚苯胺的分子鏈骨架剛性強，分子間相互作用力大，幾乎不溶不熔，加工性能和機械性能較差；（2）合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、分子量和聚集態(tài)難于控制，對宏觀性能的影響大；（3）聚苯胺經(jīng)摻雜后雖然表現(xiàn)出一些優(yōu)異的性能，但相對于本征態(tài)，穩(wěn)定性降低。針對以上問題，本項目采用化學(xué)氧化聚合法合成了不同
廈門大學(xué)
2021-01-12
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復(fù)合微生物凈水新技術(shù)
可以量產(chǎn)/n成果簡介：采用先進、高效的分離、篩選技術(shù)從自然界不同環(huán)境中分離出具有高效降解、轉(zhuǎn)化水體污染物的微生物，并優(yōu)化其培養(yǎng)條件，開發(fā)出各具特點的高密度發(fā)酵工藝，獲得多種可工業(yè)化生產(chǎn)的凈水微生物制劑。根據(jù)污染水體的特點，有機復(fù)配各類凈水微生物制劑，采用直接投放、原位修復(fù)的方式，對各類污染水體進行有針對性的處理。技術(shù)類型：專利技術(shù)（國家發(fā)明專利授權(quán)號：CN1508243）應(yīng)用前景：該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)、黑臭河流脫黑除臭、沼液無害化處理以及生活污水及工業(yè)有機廢水的處理。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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MOFs生物雜交材料的可控設(shè)計
開發(fā)一種簡單的合成策略，制備具有高活性的酶@MOFs生物雜交材料。該方法的關(guān)鍵在于添加了能夠作為“形貌調(diào)制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一種陰離子生物聚多肽，不僅可通過靜電組裝方式調(diào)控酶的表面電荷進而加速酶@ZIF-8雜交材料的形成，而且PLGA直鏈上豐富的羧基基團可與金屬離子競爭配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔徑尺寸的酶@ZIF-8納米結(jié)構(gòu)（圖1A）。研究表明不同的納米結(jié)構(gòu)對于雜交材料的活性有重要影響，其中設(shè)計的介孔2D酶@ZIF-8納米片結(jié)構(gòu)由于具有更短的底物擴散路徑和更大的孔道尺寸，極大提高酶活性位點的利用率，因此得到的MOFs雜交材料具有優(yōu)異的生物活性。基于提出的合成策略，研究人員還建立一個 MOFs“人造細胞”，通過酶級聯(lián)反應(yīng)模擬細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（圖1B）。該人造細胞對葡萄糖具有雙重光學(xué)（熒光和比色信號）響應(yīng)，兩種光學(xué)信號都與葡萄糖濃度成正比，并且在兩個互補的濃度范圍內(nèi)靈敏。
中山大學(xué)
2021-04-13
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真核生物DNA復(fù)制源組件
在 S.pombe 中發(fā)現(xiàn)的一個全新pre-RC組分Sap1，它是pre-RC的裝配過程中不可或缺的一個蛋白: 與ORC一樣，Sap1在細胞生長周期中與DNA復(fù)制源結(jié)合，通過一系列的功能研究及X射線晶體學(xué)與NMR聯(lián)合的結(jié)構(gòu)功能研究表明，Sap1與通過其九個AT-鉤狀基序結(jié)合不對稱AT富序列的ORC不同，Sap1優(yōu)先結(jié)合5’-（A / T）nC / G（A / T）9-10G / C（A / T）n-3’，對于DNA起始復(fù)制源有一定的序列傾向性。 通過進一步的功能研究證明Sap1和ORC存在相互作用，ORC在招募Cdc18至DNA復(fù)制源時需要Sap1來完成pre-RC組裝，充分表明Sap1是直接參與pre-RC組裝的復(fù)制起始因子，本研究論文表明在S.pombe的DNA復(fù)制過程中，首先需要Sap1與ORC共同結(jié)合到DNA復(fù)制源上從而開啟DNA的起始復(fù)制過程。進一步的研究表明在人類的DNA復(fù)制過程中同樣存在Sap1功能類似的蛋白質(zhì)元件，相關(guān)工作正在進行中。
南方科技大學(xué)
2021-04-13