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常見的納米酶大多數是金屬化合物納米顆粒，其催化活性主要是來自在納米顆粒表面的金屬離子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位點和支持、穩定活性位點的網絡環境對于高催化效率同樣重要。通過調整活性位點的成分和環境可以實現高的活性和選擇性。水凝膠是一類具有良好生物相容性的三維親水網絡材料，其結構可以有效地保護酶分子活性中心，同時提供更好的底物遷移微環境，從而實現有效的催化作用，載酶水凝膠材料已成為生物學研究中的熱點。納米凝膠為水凝膠的納米粒子，具有類似于宏觀水凝膠材料的親水網絡及類似流體的傳輸特性，其納米的尺寸可以作為進一步體內生物應用的理想載體。在受限的納米空間中實現修飾或組裝以獲得雜化納米凝膠仍然存在挑戰。應對這一挑戰，同濟大學化學科學與工程學院王啟剛團隊從仿生的角度出發，設計了一種酶催化的原子轉移自由基聚合（ATRPase）和金屬配位交聯方法成功制備出納米人工多酶凝膠體系。該體系具有模擬超氧化物歧化酶（SOD-like）和過氧化物酶（POD-like）特性，可以實現腫瘤微環境級聯催化的響應成像。日前，相關研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”為題，發表在國際著名學術期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德國應用化學》） 上。同濟大學化學科學與工程學院為該文的唯一通訊作者單位，碩士生齊美園為第一作者，王霞副教授和王啟剛教授為共同通訊作者。 圖1.（a）人工多酶凝膠體系的ATRPase及配位交聯制備流程（b）模擬SOD和POD級聯酶催化的腫瘤微環境響應的熒光成像機制。研究人員首先在納米粒子表面修飾酶催化的原子轉移自由基聚合的引發劑(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶為催化劑，修飾有雙鍵的賴氨酸（N-acryloyl-L-lysine）為聚合單體，在納米粒子周圍聚合制備得到聚賴氨酸高分子刷，最后通過亞鐵配位交聯，從而構建出具有多酶活性的人工多酶凝膠體系（如圖1所示）。凝膠體系中高分散的Fe離子一方面作為凝膠網絡的交聯劑，同時作為模擬酶的活性中心。通過模擬SOD和POD酶，先將腫瘤部位高水平的O 2 ?? 催化轉化為H 2 O 2 ，進一步基于腫瘤部位提升的H 2 O 2 通過級聯酶催化反應實現腫瘤微環境響應的安全、高效的腫瘤成像。該人工多酶凝膠體系類似自然的過氧化物酶催化機制不產生羥基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同時，ATRPase方法和金屬配位交聯技術可進一步實現多種納米材料體系的制備，用于藥物輸送和其他生物醫學應用。該研究成果得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃等經費支持以及中國科學院強磁場科學中心的技術支持。王啟剛教授團隊多年來一直致力于高分子凝膠固定酶技術及其生物診療應用，近5年累計以通訊作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊發表SCI論文50多篇。文獻鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf課題組網站：https://qgwang.tongji.edu.cn/

該項技術針對機械產品鑄造工藝的分析與改進，采用FLOW-3D或MagmaSoft軟件進行鑄件鑄造過程中的充型、凝固過程進行數值模擬，分析其溫度場、流場、壓力場、氧化物含量、充填順序以及缺陷分布等的變化情況，預測鑄件的質量，掌握初期設計潛在的問題點，為初始設計階段的模具設計、鑄造工藝參數的制定與修改提供依據。

項目成果/簡介:本服務體系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美國國家地質調查局（USGS）開發的非線性流域污染物評估模型，其介于傳統統計學模型與機理模型之間，用于估計流域地表水體中污染物負荷與污染源之間的關系。是美國 TMDL 計劃推薦流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（統計分析系統）平臺運行，使用 IML 語言編寫，其嵌套的統計模塊可以輕松調用非線性加權最小二乘法（NWLS）進行方程的求解，完成所需參數的估計，雖然SPARROW 本身可以免費使用，但是 SAS 平臺購買費用不菲，為此我們基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 語言開發了面向我國特點的具有空間響應特性的水環境管理模型，簡化了原SPARROW 模型中不適用于中國的模塊，并增加 jackknife 不確定性分析模塊，按照中國水環境管理需求補充可能實現的模塊，優化模型功能，改善人機交互形式，使數據輸入及模型運行更加方便易學并符合中國的數據特點。利用 ArcGIS 生成河網、劃分子流域等，提取與整合必要的與流域河流屬性相關的輸入數據，并利用該平臺將模擬結果進行可視化表達。應用范圍:模型已應用于東北松花江流域、黃山新安江流域，成功完成對這些地區 N、P、COD 等污染負荷的空間解析，并設置敏感斷面（松花江流域的同江斷面，新安江流域的跨省斷面--街口斷面）進行溯源分析，能夠為流域（區域）水環境管理決策的制定與實施提供技術支持。效益分析:（1）污染源空間解析：進行各子流域污染源組成比例分布預測以及各子流域的污染來源追溯等，由于監測站點只能評價靜態的理化指標，SPARROW 模型則綜合考慮流域內的地質地貌、氣象要素等，通過監測數據追溯污染來源，分析來自不同污染源的污染量和比例，有針對性地對水質進行控制和管理，找出污染貢獻最大的區域加以治理，實現投入產出的效益最大化； （2）面向水質達標的監測站點空間布局優化與設計：利用有限水質監測站點過去一段時間的監測數據外推流域內其他未監測河段 的水質情況，有效解決布設監測站點成本高、監測網絡點位數量少、代表性差的問題，通過對流域整體水質狀況的預測分析，找出水質較差河段，進而有效優化監測站點的空間設置，為水環境質量達標提供支持。 （3）面向敏感區（達標斷面）的削減措施優化：例如海岸帶、湖庫、飲用水取水區、達標考核斷面等，作為考核或評估斷面進行污染物傳輸分析，分析上游各子流域對其污染貢獻大小，甄別污染貢獻最大的區域，優化管理措施的設置。

本發明涉及一種規模化農田無線物聯網智能滴灌系統及方法，屬于高效節水灌溉技術領域。本發明所述的規模化農田無線物聯網智能滴灌系統包括遠程控制中心、若干測控模塊、田間滴灌系統和終端，實現全無線化的控制傳輸，提出了針對滴灌田間測控模塊的降耗休眠措施，同時測控模塊標識有專用信息，通過便攜式終端讀取即可完成測控模塊定位、讀取、設置等管理操作，解決規模化農田智能化滴灌系統功耗高、布置困難、管理復雜的問題；同時降低了規模化農田的智能滴灌系統的搭建投入，提高管理效率。

本項目采用擁有我國自主知識產權的燃燒合成技術生產技術生產各種先進陶瓷，金屬間化合物和復合材料的粉末。提供的主要產品有：a-Si3N4，b-Si3N4，a-Sialon，b-Sialon，AlN，TiN，ZrN，TiC，TiCN，TiB2，SiC，Cr3C2，MoSi2，FeAl，Fe-TiN，Fe-TiC，Fe-TiB2，Cu-TiB2，TiB2-Al2O3，AlN-ZrN-Al3Zr，Si3N4-SiC-TiCN，Si3N4-Si2N2O-TiCN，TiN-TiB2以及納米電子陶瓷BaTiO3粉末，納米ZrO2及ZrO2基陶瓷，納米TiO2粉末。采用這種先進工藝合成反應完全，性能穩定，質量優良，歡迎各界用戶洽談業務。 用于各工業領域耐磨、耐腐蝕、耐高溫等嚴酷服役條件下工作的結構部件。

聚合物作為結構材料，強度和韌性是重要的相互制約的力學性能指標，塑料增韌一直是材 料工業化應用的重要課題和應用研究的熱點。廣泛應用的塑料增韌方法是通過添加各種彈性體 作為增韌劑，來大幅度提高塑料基體的韌性。但是上述傳統的增韌方法雖然可以讓材料的沖擊 韌性成倍增長，但由于增韌改性劑具有較低的模量和玻璃化轉變溫度，給塑料的應用帶來固有 缺陷，如材料的剛度、強度、熱變形溫度大幅度降低。雖然應用高模量的填料改性聚合物可以 有效地提高剛度、強度和熱變形溫度，但是材料的韌性卻大幅度下降。因此如何同時增強、增 韌，并取得強韌化效應，關系到是否能擴展結構材料的應用范圍。 在眾多彈性體改性劑中，具有核殼結構的丙烯酸酯共聚物(ACR)由于具有核層彈性體粒徑 可控，殼層與塑料基體的相容性好，并且在共混過程中易于分散的優點，添加少量的丙烯酸酯 共聚物，就可以顯著提高塑料如聚碳酸酯、聚氯乙烯等材料的韌性。 采用種子乳液連續聚合法和預溶脹法聚合法，制備出一系列具有不同的窄分布粒徑 (60 nm-400 nm) 的核殼結構的丙烯酸酯共聚物 (ACR) ，根據不同的塑料增韌需要，殼層組分可以 改變，保持其加工穩定性

MicroRNA (miRNA) 是一種新型的腫瘤標志物，定量檢測血液中的miRNA的表達水平，可 以為腫瘤早期診斷、預后判斷以及藥物選擇、療效檢測提供寶貴的參考信息。 本項目以血液中miRNA的高靈敏檢測為目標，建立不同亞群miRNA (包括囊泡包裹形式、 蛋白復合體形式等) 提取、富集純化技術，結合納米技術、酶催化及生物分子工程技術，建立 了多種高靈敏檢測miRNA新方法，為腫瘤早期診斷提供一種敏感、特異、簡單的非損傷性技 術手段。 本項目的實施能夠形成可推廣應用的血液中miRNA高靈敏檢測試劑盒，應用于腫瘤早期 診斷的實用技術。開發這一技術將可檢出早期癌癥，使全國每年近百萬的癌癥患者提高存活 率，有顯著的社會效益及經濟效益。

本服務體系主要依托 SPARROW 模型，它是一款由美國國家地質調查局（USGS）開發的非線性流域污染物評估模型，其介于傳統統計學模型與機理模型之間，用于估計流域地表水體中污染物負荷與污染源之間的關系。是美國 TMDL 計劃推薦流域模型方法之一。 原始 SPARROW 模型基于 SAS（統計分析系統）平臺運行，使用 IML 語言編寫，其嵌套的統計模塊可以輕松調用非線性加權最小二乘法（NWLS）進行方程的求解，完成所需參數的估計，雖然SPARROW 本身可以免費使用，但是 SAS 平臺購買費用不菲，為此我們基于 SPARROW 模型的原理，使用 FORTRAN 語言開發了面向我國特點的具有空間響應特性的水環境管理模型，簡化了原SPARROW 模型中不適用于中國的模塊，并增加 jackknife 不確定性分析模塊，按照中國水環境管理需求補充可能實現的模塊，優化模型功能，改善人機交互形式，使數據輸入及模型運行更加方便易學并符合中國的數據特點。利用 ArcGIS 生成河網、劃分子流域等，提取與整合必要的與流域河流屬性相關的輸入數據，并利用該平臺將模擬結果進行可視化表達。

本項目包括三大核心技術： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設備，創造性地將強制換熱技術改造后應用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收經冷凝的 VOCs 物質，同時回收廢氣中的溫度生產熱水。設備內表面均采用實驗室自行研發的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質對冷凝器的污染，提高冷凝裝置穩定運行效率并降低設備維護成本。 2、開發的光催化氧化劑和附著技術 克服納米光催化劑易團聚、易流失的弊端，開發出新型快速的光催化劑負載技術，能夠大大推進光催化劑在廢水、廢氣中的實際應用，負載材料廉價易得，加工方便，壽命長，具有巨大的比表面積，能夠在吸附 VOCs 物質的同時，直接發生光催化反應，將 VOCs 物質完全礦化。 3、開發的高效苯吸收液及分層技術 采用特殊吸收液配方制備能夠分層的高效苯吸收液，能夠有效地 吸收廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物質，凈化 VOCs 廢氣。吸收的 VOCs 物質能夠靜置分層，從而能夠更快速地富集，方便下一步的回收分離，吸收液可以重復使用。 三大技術可以互相結合為工藝組合，在高濃度有機廢氣的凈化與有價值物質的回收、油煙凈化、企業 VOCs 治理等方面具有廣闊地應用前景。已成功解決了河北省三家企業的 VOCs 處理與排放問題。