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項(xiàng)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(jī)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(xì)菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細(xì)菌所介導(dǎo)的兩步硝化過程是實(shí)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(jī)質(zhì)，同時(shí)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(guān)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(jī)理（定性）的理解仍極為有限，對C?N計(jì)量學(xué)關(guān)系（定量）的準(zhǔn)確估算仍是空白。 該研究工作結(jié)合多組學(xué)分析、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場原位速率及動(dòng)力學(xué)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(xì)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(xué)機(jī)制，建立了硝化菌群支撐的C?N、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的計(jì)量學(xué)關(guān)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(xiàn)和影響。該工作為深海物質(zhì)與能量循環(huán)研究提供了新的參數(shù)，對深入認(rèn)識(shí)深海生物地球化學(xué)過程具有重要意義。

將計(jì)算機(jī)自然語言處理方法和生物本體學(xué)方法結(jié)合起來，發(fā)展一套面向生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，建立了一個(gè)文獻(xiàn)挖掘平臺(tái)。該平臺(tái)可以對生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)隱含在文獻(xiàn)中的生物學(xué)實(shí)體及其聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)深層次的生物醫(yī)學(xué)知識(shí)，自動(dòng)獲取大量的第一手生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。例如，挖掘與人類基因相關(guān)的信息，挖掘蛋白質(zhì)相關(guān)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(zhì)之間的相互作用等。/line對于一組給定的文獻(xiàn)，該平臺(tái)首先進(jìn)行句法分析和生物學(xué)術(shù)語標(biāo)定，然后進(jìn)行語義分析，提煉每條語句的生物學(xué)含義，提取文獻(xiàn)中的生物醫(yī)學(xué)關(guān)聯(lián)特性，以發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)中的基因、蛋白質(zhì)、疾病以及它們的關(guān)系。

本成果總體達(dá)到同類研究的國際先進(jìn)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(lǐng)先水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源的篩選和創(chuàng)新性應(yīng)用等方面處于國際先 進(jìn)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(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 本成果分離鑒定了具有平臺(tái)資源號的280株細(xì)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整理整合，完成了相應(yīng)菌毒種種資源數(shù)據(jù)信息（包括個(gè)性信息和共性 信息）的采集、錄入、上報(bào)，完成280幅圖像信息采集、整理、上報(bào)，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(bào)。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(biāo)準(zhǔn)菌種保藏庫上交了1621株菌（毒）種，實(shí)現(xiàn)了獸醫(yī)微生物 菌毒種資源的信息及實(shí)物共享。起草了“布魯氏桿菌菌種資源描述規(guī)范”和“牛結(jié)核桿 菌資源檢測技術(shù)規(guī)程”，驗(yàn)證完善了“結(jié)核桿菌菌種資源檢測技術(shù)規(guī)程及試點(diǎn)應(yīng)用”等 9個(gè)獸醫(yī)微生物資源檢測技術(shù)規(guī)程。制定了“犬瘟熱診斷技術(shù)”的國家標(biāo)準(zhǔn)。對分離的 部分菌毒株進(jìn)行生物學(xué)特性研究，為相關(guān)單位的科學(xué)研究提供了優(yōu)良菌毒種。

一、 項(xiàng)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(jù)此分析其內(nèi)部電磁過程，對于揭示生命活動(dòng)本質(zhì)和醫(yī)學(xué)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(xué)電磁場問題數(shù)值求解方法及應(yīng)用進(jìn)行研究，1997年主持了國家自然科學(xué)基金電工學(xué)科首個(gè)生物電磁領(lǐng)域課題“生物醫(yī)學(xué)電磁逆問題求解的數(shù)值方法研究”。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度在生物醫(yī)學(xué)電磁問題數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)模型、靜態(tài)和動(dòng)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(nèi)心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實(shí)時(shí)監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進(jìn)行檢測與功能成像。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）近年來獲河北省自然科學(xué)二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)；完成和承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級項(xiàng)目10余項(xiàng)；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(xiàng)。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

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術(shù)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(xiàng)技術(shù)。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標(biāo)記，并且可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點(diǎn)，因此 SPR 傳感器在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標(biāo)、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(xiàng)目的目的是研制一種基于 SPR 技術(shù)的光機(jī)電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關(guān)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(xué)檢測試驗(yàn)系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結(jié)構(gòu) SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關(guān)培育項(xiàng)目、國家基金及天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)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(xué)檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。這種新穎的集成化結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)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(chǎn)品化奠定了基礎(chǔ)。目前已經(jīng)完成儀器化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作便利方面還需進(jìn)一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進(jìn)一步開發(fā)，以達(dá)到實(shí)用化。

進(jìn)入21世紀(jì)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(xiàng)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(diǎn)： 1）本項(xiàng)目采用一鍋化反應(yīng)，以廉價(jià)的L-蘇氨酸為原料，經(jīng)過工程菌催化合成2-氨基丁酸，反應(yīng)時(shí)間10-12 h，原料的轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上，2-氨基丁酸的產(chǎn)量達(dá)到100 g/L以上。 2）以消旋化蘇氨酸為原料，進(jìn)行酶法拆分制備D-蘇氨酸。底物添加量達(dá)到2.5 M,反應(yīng)10 h內(nèi)達(dá)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(yīng)10-12 h，L-天冬氨酸轉(zhuǎn)化率達(dá)到了94.4 %，L-天冬酰胺產(chǎn)量可達(dá)120 g/L，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到12.4 g/(L•h)。 4）基于構(gòu)建的基因工程菌，采用偶聯(lián)輔酶再生技術(shù)，轉(zhuǎn)化廉價(jià)底物合成L-叔亮氨酸，反應(yīng)24 h，底物轉(zhuǎn)化率達(dá)95%，產(chǎn)量達(dá)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(gòu)建、發(fā)酵產(chǎn)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(zhuǎn)氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫(yī)藥中間體。

該技術(shù)制備的生物組織材料是一種以豬主動(dòng)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。

成果介紹目前國內(nèi)外現(xiàn)有工業(yè)規(guī)模的生物質(zhì)氣化技術(shù)，普遍存在生物質(zhì)氣化效率低、燃?xì)庵薪褂秃扛叩葐栴}。燃?xì)庵薪褂秃仍斐赡茉蠢速M(fèi)，又易造成堵塞，加快設(shè)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(zhì)氣化集中供應(yīng)，不利于進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化。 為了解決目前存在的諸多問題，東南大學(xué)針對我國國情和農(nóng)作物廢棄物的特點(diǎn)，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?xì)猓壳耙呀ǔ稍摴に嚨娜仗幚斫斩捔?噸的成套示范工程，已穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行2000小時(shí)以上，獲得了熱值7MJ/Nm3的可燃?xì)猓扇細(xì)庵薪褂秃啃∮?mg/Nm3，遠(yuǎn)小于人工煤氣國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物質(zhì)中碳元素轉(zhuǎn)化率96.5[[[[[%]]]]]，能量綜合利用效率90.7％，單位MJ的可燃?xì)獬杀镜陀谔烊粴狻Ｊ袌銮熬氨炯夹g(shù)可廣泛用于煤爐改造、糧食烘干，也可為居民提供可燃?xì)猓瑢涌旌椭C社會(huì)及新農(nóng)村建設(shè)的步伐具有重要意義。本技術(shù)已申請國家發(fā)明專利7件（授權(quán)5件），發(fā)表學(xué)術(shù)論文24篇，獲國家科技支撐計(jì)劃、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持。

膜生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離技術(shù)與生物處理方法的高效結(jié)合，其起源是用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池，進(jìn)行固液分離，經(jīng)過一系列研究和改進(jìn)后，膜生物反應(yīng)器(MBR)可直接達(dá)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(diǎn)： 1、微生物數(shù)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(jìn)行固液分離，出水懸浮物濃度和濁度接近于零，細(xì)菌總數(shù)接近于零，可直接用于回用目的。 2、處理工藝簡單可靠，構(gòu)筑物少，可大規(guī)模節(jié)省占地面積和征地費(fèi)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(chǎn)量低，除無機(jī)顆粒物外，基本無剩余污泥排放，由于不投加化學(xué)藥劑，所以不產(chǎn)生化學(xué)污泥。 4、出水水質(zhì)優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)低于國家污水回用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且不受進(jìn)水水質(zhì)影響。 5、自動(dòng)化程度高，利用PLC進(jìn)行控制，不需設(shè)置專人管理，人員經(jīng)短期培訓(xùn)就能操作，維護(hù)工作量小。一、MBR-X系列膜生物反應(yīng)器進(jìn)水處理出水水質(zhì)比較 1.進(jìn)水水質(zhì)：(對于高濃度有機(jī)廢水可采用在MBR反應(yīng)器前增加預(yù)處理措施) CODcr＜500mg/L               BOD5＜300mg/L SS＜300mg/L                 NH4+-N＜40mg/L 2.出水水質(zhì)： CODcr＜20mg/L                BOD5＜5mg/L SS=0mg/L                    NH4+-N＜1mg/L 濁度＜1NTU                  細(xì)菌總數(shù)＜20個(gè)mg/L 大腸桿菌數(shù)未檢出二、MBR-X系列膜生物反應(yīng)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

成果描述：生物柴油以其可再生性及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)倍受人們矚目。目前生物柴油工業(yè)生產(chǎn)主要采用均相堿催化酯交換反應(yīng)。該法雖催化效率高，但生產(chǎn)過程中為降低生物柴油產(chǎn)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(chǎn)品需脫水干燥，后續(xù)工藝復(fù)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(yīng)轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，在優(yōu)化條件下，菜籽油一段轉(zhuǎn)化率可達(dá)85.5%，兩段轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%；生物柴油成本單價(jià)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(chǎn)品堿殘留量小于10 mg/kg； 2：原料油轉(zhuǎn)化率不低于95%； 3：生物柴油產(chǎn)品符合國標(biāo)BD-100； 4：原料油價(jià)低于5000時(shí)，生產(chǎn)成本不高于6400 元/噸