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在MOFs固定酶及其應用于生物傳感的研究
化學學院歐陽鋼鋒教授團隊揭示封裝模式是如何影響酶@MOFs的生物功能，并提供一種新的策略可制備具有高生物活性的酶@MOFs材料。研究人員以6種工業用途廣泛的酶為模型（括葡萄糖氧化酶(GOx)、細胞色素C (Cyt C)、辣根過氧化物酶(HRP)、過氧化氫酶(CAT)、尿酸氧化酶(UOx)和乙醇脫氫酶(ADH)），研究了它們原位封裝于ZIF-8空腔后的活性轉化。研究結果發現部分酶可保持較高的生物活性，但另一部分酶活性則嚴重下降甚至完全失活。接著，研究人員通用過系統的表征手段發現酶的活性轉化與其封裝模式密切相關：1）在基于酶誘導ZIF-8成核驅動的快速封裝模式中，得到的酶@ZIF-8保持較高的生物活性；2）在ZIF-8自然成核的共沉淀緩慢封裝模式中（此過程中酶不參與ZIF-8成核），由于過量配體（2-甲基咪唑）的去折疊效應和競爭配位，得到的酶@ZIF-8趨向于失活（圖1A）。有趣的是，這兩種封裝模式與酶的表面電荷性質有關。研究人員通過酶表面氨基酸殘基的化學修飾調節酶的表面電荷，可實現酶@ZIF-8封裝方式的有效調控，進而改善酶@MOFs的生物活性。接著，研究人員探討了改善后的酶@MOFs（Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8）在生物傳感領域的應用。我們首先可以利用Cyt C-A@ZIF-8和HRP-A@ZIF-8對H2O2進行可視化傳感。谷胱甘肽(GSH)是一種生物硫醇，與糖尿病、肝病、白內障、阿爾茨海默病和帕金森病等多種病癥相關。H2O2可氧化GSH進而影響酶@MOFs的H2O2傳感性能(圖1B)。鑒于這一原理，我們建立了一種GSH的可視化酶@MOFs傳感平臺，并具有較高的檢測靈敏度和較寬的線性范圍（圖1C）。與單酶催化相比，多酶催化級聯反應是生物體內一類重要的化學轉化過程，在生物信號轉導和代謝途徑中起著關鍵作用。研究人員將多種酶（GOx和HRP）共封裝于MOFs（簡稱ECMN，圖1D），模擬細胞內級聯催化過程；同時，可以通過調控酶的封裝模式，提高ECMN的級聯催化性能（圖1E），并實現葡萄糖的高靈敏、可視化檢測? 此外，研究團隊從封裝策略及應用兩方面總結了酶@MOFs的最新研究進展：重點介紹了MOFs孔徑結構和酶生物界面與金屬離子的相互作用對酶封裝效率的影響及影響酶活性轉化的關鍵因素；并展示了酶@MOFs在生物傳感、催化和納米催化治療等領域的前沿應用。
中山大學
2021-04-13
綠色食品防腐劑——乳酸片球菌素
由于人們對食品安全性的認識和要求日益提高，多數國家開始大力限制化學防腐劑的 使用，而我國也在防腐劑方面加大了限制力度。乳酸片球菌素（Pediocin）是由乳酸片球菌 （Pediococcus acidilactici）產生的一種類似于Nisin的短肽。Pediocin與Nisin的物理化學性質和用 途類似，耐高低溫、耐酸、在人體中可降解，因此安全無毒，且方便使用。Pediocin的抗菌效 果與Nisin類似，但在抗菌譜上有較大差異，能抑制包括白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄 球菌、肉毒芽孢桿菌、耐熱腐敗菌等在內的大量致病菌。因此Pediocin可以單獨用在食品防腐 和醫療上，同時也可以與Nisin互相補充，增強抑菌效果，具有極高的使用價值和應用前景。 ●所屬領域：生物 ●項目成熟度：小試 ●應用前景： 實驗發現，所產的Pediocin對包括白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肉毒芽孢桿 菌、耐熱腐敗菌等在內的大量致病菌都有顯著的抑制效果，因此，具有很高的應用前景；目前 片球菌LH31的菌體密度最高可達OD（600nm）20左右，而Pediocin的效價由最初的1500AU/ml 提高到18000AU/ml，高于Nisin目前的發酵單位。目前，國內外都還沒有實現產業化，其類似 產品Nisin在我國已經實現了產業化（年產5噸左右，全球產量最大），年產值10億元人民幣。
華東理工大學
2021-04-11
金黃色葡萄球菌測流免疫層析試紙
該測流免疫層析試紙用于檢測金黃色葡萄球菌， 其原理為通過射頻諧振器感應試紙上被捕獲的金黃色葡萄球菌核酸，實現細菌的 定量檢測。
該新型層析試紙由免疫層析功能區、射頻諧振器和支撐板組成，如上圖所示。 通過噴蠟打印技術在紙上形成疏水的區域和親水微通道，避免滴加液體樣品后通 道外紙張彎曲和變形，從而導致諧振器形狀發生變化。免疫層析功能區由樣品墊、 結合墊、吸收墊和微流道中的測試線和控制線組成。
市場及經濟效益分析：
直接經濟效益：單價250元，年生產保守估計1000套，生產成本150元， 預計利潤100000元。
社會效益分析：該產品立足于國產，常用檢測金黃色葡萄球菌的方法只能在 實驗室或專業檢測公司進行，檢測設備昂貴，速度慢。該產品可實現簡單快速的 檢測，且檢測場地可在家、荒野等條件受限區。
重慶大學
2021-04-11
時間反演波束賦型在Massive MIMO系統中的應用研究
“新型多天線傳輸技術”是5G移動通信系統亟待研究的關鍵問題之一。孕育其中的3D-MIMO技術則是亟需攻克的難點之一。據此，本技術成果依據3D-MIMO技術中的多用戶智能波束賦型，研究Massive MIMO陣列對5G系統波束賦型性能的影響。 技術成果主要功能： ？ 時間反演波束賦形（Time Reversal Beamforming, TRBF）通信系統可計算模型。 此部分主要是在經典的天線系統排布方向圖與增益的理論研究基礎之上，進一步研究這些天線系統的排布對TR大規模MIMO通信系統性能的影響，建立了基于不同天線系統排布的不同的信道響應模型。 ？ TRBF通信系統互耦效應的可量化分析模型。 建立了互耦的信道模型，然后通過信道模型來分析TRBF通信系統的性能。 ？ TRBF通信系統極化信息的可量化分析模型。 針對天線的極化特性建立信道模型，基于極化信道模型分析TR通信系統的性能，建立系統極化信息可量化分析模型。 技術成果應用領域： TR通信可以利用復雜環境中的豐富多徑來提高系統的信道容量，減小誤碼率等等。并且TR的空間聚焦特性能精確定位用戶終端，所以TR Massive MIMO通信系統可以用在受陰影衰落較大的地區，例如位于密集高大建筑樓群的低層用戶，由于巨大的建筑物遮擋陰影損耗，要想實現設備到設備之間的直接通訊很困難，而TR技術可以精確定位到傳輸終端，達到普通波束賦形達不到的效果。類似的環境還有山區高大山群的陰影衰落，信號衰減大的森林地區等等。 此外，TR通信能夠利用復雜環境中的豐富多徑來提高通信系統的性能，所以在電磁波反射路徑多的環境，自然環境比如地下車庫，隧道等，人造環境比如模擬體驗太空艙，金屬裝飾風格的辦公室或者住宅等（見下圖2）。在這些多徑異常豐富的環境下，移動終端經常會出現接收不到信號等，這也是秉承隨時隨地接入網絡宗旨的5G蜂窩移動通信系統亟待解決的問題，而這些場景正是完美的TR技術應用場景。 由此可以想見，TR在5G蜂窩移動通信系統覆蓋范圍下的某些特殊通信場景極有用武之地。
電子科技大學
2021-04-10
復雜網絡路由技術在智能導航系統中的應用研究
本技術成果將網絡負載均衡與路由技術延生至交通領域中的車流量導航與道路控制，通過基礎圖論中的關鍵理論，結合大數據分析與聚類技術，旨在解決現有城市道路路網中存在的潮汐效應與擁堵問題，項目擁有多項自主核心知識產權，涵蓋路徑規劃與搜索算法、數據并行存儲與計算。通過仿真表明，項目實施后，能在現有路網規模的基礎上，顯著提升現有道路的負載通行能力，緩解城市道路因局部負載過大導致的負載不均與交通擁堵，改善出行體驗，降低尾氣排放，提升智能交通效率。
電子科技大學
2021-04-10
SJ16蛋白在制備免疫抑制藥物中的應用
該藥物來源于病原生物資源的天然多肽（血吸 蟲蛋白），具有明顯抑制IL-12產生、上調IL-10表達和調節性T細胞的生物學功能，為研制新型免疫抑制 劑提供了一種新的先導分子，進一步的發展研究將具有良好的社會和經濟效益。
中山大學
2021-04-10
復雜網絡路由技術在智能導航系統中的應用研究
本技術成果將網絡負載均衡與路由技術延生至交通領域中的車流量導航與道路控制，通過基礎圖論中的關鍵理論，結合大數據分析與聚類技術，旨在解決現有城市道路路網中存在的潮汐效應與擁堵問題
電子科技大學
2021-04-10
腸道菌群在間充質干細胞移植治療中的作用
報道了腸道菌群在間充質干細胞移植治療中的作用，發現糖尿病狀態下紊亂的腸道菌群可以抵抗間充質干細胞治療I型糖尿病的效果，而消除或調節紊亂的腸道菌群則可以增強間充質干細胞治療I型糖尿病的效果。
北京大學
2021-04-11
硬脂酰乙醇胺在提高植物灰霉病抗性中的應用
本發明公開了硬脂酰乙醇胺在提高植物灰霉病抗性中的應用以及在制備提高植物灰霉病抗性的制劑中的應用。本發明以硬脂酰乙醇胺為主要有效成分制備的制劑，通過誘導植物體內的茉莉酸以及乙烯的信號路徑，可顯著增強植物對灰霉病的抗性，減少因灰霉病給植株帶來的經濟損失。采用本發明制劑防治植物灰霉病簡單易行，成本較低，可顯著延遲和抑制灰葡萄孢病原菌在葉片上的生長及病害的擴散，大大提高了植株對灰霉病的抗性。
浙江大學
2021-04-13
氮摻雜碳中空微球在燃料電池陰極中的應用
成果介紹項目采用氮摻雜碳中空球為直接甲醇燃料電池陰極材料，構建了直接甲醇燃料電池器件，提高燃料電池的比能量、比功率、循環壽命。技術創新點及參數采用無模板法控制合成氮摻雜碳中，空球實現分子水平上對材料構筑過程及對該含氮多孔材料結構、組成及其對氧還原催化活性的有效調控。市場前景在當前環境下，尋找新型高效的催化劑以降低貴金屬鉑的用量，并對氧還原反應保持較高的催化活性，已成為當前研究的一個重要課題，該項目未來社會意義和經濟意義重大。
東南大學
2021-04-13