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近年來，揮發性有機物(VOCs)與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化氧化、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、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害 的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在 國外已經有 50 多年的研究和應用歷史，在美國、歐洲各國、日本和韓國均得到廣泛應用。 國內從 20 世紀 90 年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于不同行業(尤其是污 水處理行業)惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的研究與應用成果表明:與其他技術相比，生 物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤 其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處 理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統研究和開發，在新工藝開發(紫外光氧 化+生物過濾)和反應器結構優化、新型填料開發、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方和填 料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂 廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域已獲得省部級獎 2 項(華夏建設科學技術獎一等 獎、二等獎)，獲得國家發明專利 4 項，發表論文 60 余篇。

1 成果簡介近年來，揮發性有機物（ VOCs）與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。 VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化燃燒、吸附、生物處理等。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、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在國外已經有50 多年的研究和應用歷史，尤其在德國、荷蘭等歐洲國家應用較為廣泛。國內從 20 世紀 90年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于各種惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的 研究與應用成果表明：與其它技術相比，生物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。 本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統的研究和開發，在工藝組合（ 紫外光氧化+生物過濾） 和反應器結構設計、填料優選和構建、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方開發和填料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域獲得省部級獎 2 項（華夏建設科學技術獎二等獎、三等獎），申請專利 5 項，發表論文 50 余篇。2 應用說明該技術適用于涂料與噴漆﹑有機原料及合成材料﹑農藥﹑染料﹑石油化工﹑煉焦﹑制藥﹑鞋廠﹑印刷廠﹑造紙廠﹑加油站﹑養殖廠﹑污水處理廠﹑堆肥廠等的廢氣與惡臭氣體的處理。該技術還適用于建材市場、家具城、批發城等大型公共場所的室內 VOCs 處理。 可處理的揮發性有機物主要包括脂肪烴（低級脂肪烴（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烴（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有機物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有機物（胺）﹑含硫有機物（硫醇、硫醚）等。可處理的還原性無機化合物主要包括硫化氫、氨等。圖 1 生物過濾除臭工程                         圖 2 紫外-生物過濾廢氣處理工程 目前本課題組成果已經在北京、江蘇、廣東、湖南、河北、河南等省市的廢氣治理工程當中得到了成功應用。3 效益分析在處理低濃度的有機氣體和臭氣時，生物法的一次性投資是燃燒法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化學吸收法 1/3 左右；運行費用是燃燒法的 1/20、吸附法的 1/10、化學吸收法的 1/15。

1）檢驗新技術的申報與實施 通過對RVVC病人陰道微生態的動態評價，發現RVVC病人微生態失衡和動態變化規律，為臨床應用抗真菌結合微生態治療RVVC提供實驗室依據。陰道微生態評價對治療的指導意義，得到了越來越多的臨床醫生的認可，促進了檢驗新技術“陰道微生態檢查”的申報與實施。2013年底，該新技術增加了圖像采集技術，進一步促進了新技術的實施和發展。 2）科研的發展 通過對RVVC患者陰道微生態動態變化規律的研究，為RVVC病人抗真菌結合微生態治療提供實驗室依據。項目研究提高了實驗室微生態學和女性生殖道感染性疾病研究水平，提高了項目組成員科研和技術能力。同時，隨著項目研究的進展，實驗室培養了更多的研究生和規培生。 3）經濟效益的提高 2013年醫院陰道微生態檢查的標本量較2012年增加了708%，2014年1-4月較2013年1-4月同比增長350%，極大地提高了研究單位的經濟效益，并為臨床醫生女性生殖道感染性疾病的診斷和治療提供了有力的技術支持。圖像采集技術的實施，進一步提高了經濟效益，并更形象直觀地為臨床醫生提供診斷幫助。

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成果簡介：  持久性有機污染物具有疏水性、蓄積性和環境持久性，普通厭氧和好氧生物降解難以發生。本技術以生物電化學（BES）耦合生物共代謝強化厭氧生物過程，成功實現沉積物、土壤中持久性有機污染的高效降解，大大縮短環境半衰期。

（一）蠟樣芽孢桿菌蠟樣芽孢桿菌NJYH63305是團隊自行篩選的有益芽孢桿菌，廣泛應用于農業、醫藥、食品保健、飼料等領域。在農業領域，是一種集抑菌、殺蟲、促生于一體的環境友好型高效生防制劑，對茶輪斑病菌、黃瓜枯萎病菌、立枯絲核菌、煙草赤星病菌、茶云紋葉枯病菌、小麥全蝕病菌、小麥紋枯病、尖鐮孢菌、鐮刀菌、終極腐霉菌等植物病害及小菜蛾具有較強抑制作用。在醫藥領域，可調節人體腸道微生態平衡，適于治療急慢性痢疾、腸炎、腹瀉、嬰幼兒腹瀉引起的腸功能紊亂等；在食品保健領域，可作為食品添加劑，長期服用能促進營養物質的消化吸收，減少腸道疾病的發生，提高免疫能力、增強抗病能力。 1、蠟樣芽孢桿菌國內外研究進展目前，國內外蠟狀芽孢桿菌研究大多處于實驗室內研究階段，其商品化并應用于農業防治的實例較少。國內市場上蠟樣芽孢桿菌農用制劑大部分為復配試劑，同時其大規模培養過程中也存在不少問題，如發酵放大過程信息采集困難、制劑有效期不長、產品貨架期短等，這些問題的深入研究對解決蠟樣芽孢桿菌高密度培養瓶頸、降低蠟樣芽孢桿菌生產成本、促進細胞大規模培養領域重大突破具有重要意義。2、本課題組技術優勢（1）團隊以項目為紐帶，建立了蠟樣芽孢桿菌在線監控的高密度培養與多階段發酵集成技術，在1000L發酵罐上蠟樣芽孢桿菌活菌數高達800億個/g, 比初始培養提高了230%，達國際領先水平；（2）篩選的芽孢保護劑，可提高蠟樣芽孢桿菌活性，延長半衰期40％以上；（3）協同江蘇省農科院及南京農業技術推廣站進行綠色防控技術推廣，于江蘇浦口林大蔬菜基地、江寧區湖熟街道設施蔬菜基地、溧水傅家邊茶廠等地建立2800畝示范區，重點試驗核心區460畝。推廣示范區內，蠟樣芽孢桿菌對水稻紋枯病、灰霉病、晚疫病等真菌病害抑制率達51.8％～85.9％，與蘇云金芽孢桿菌（Bt）進行增效試驗，小菜蛾殺滅率提高29%，降低化學農藥使用量50％以上，農藥殘留量低于國家無公害農產品標準；（4）目前已在國內外重要期刊發表學術論文10余篇，出版專著《高效有益微生態制劑開發與利用——蠟樣芽孢桿菌》，申請國家發明專利4項，授權3項，其中3項（ZL200910028025.1、ZL201010579133.0、ZL200910028320.7）在南京新百藥業有限公司成功實現轉化。（二）凝結芽孢桿菌團隊自行篩選獲得一株益生凝結芽胞桿菌NJYHHWG 877005，除具有和乳酸菌及雙歧桿菌同樣的保健功效外，還具有耐酸、耐熱、耐鹽、容易培養和保存的特點。凝結芽孢桿菌為兼性厭氧菌，進入腸道后會消耗游離氧，有利于厭氧微生物乳酸菌和雙歧桿菌的生長，多用于調節腸道內微生態菌群平衡，團隊自主知識產權的凝結芽胞桿菌NJYHHWG 877005對甜瓜枯萎病菌、番茄早疫病菌、西瓜炭疽病菌等有很強的防治效果，可進行新型高效生物農藥的開發。

肝癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球第五大常見的消化道惡性腫瘤，也是全球第三大致死性癌癥。我國肝癌病發率位居全球首位，肝癌已成為嚴重威脅我國人民健康和生命的疾病。由于肝癌的早期診斷缺乏可靠的生物標志物，肝癌患者通常在肝癌晚期才被診斷，其5年生存率僅為15%。目前肝癌診斷主要依賴于影像學檢查或者血液活檢中的甲胎蛋白（AFP）標志物等手段。但這些傳統方法對于癌變早期存在敏感性低、特異性低等局限性，例如，血液活檢中的甲胎蛋白特異性差，且往往到癌癥晚期才能檢測到其含量升高，可能延誤最佳的治療時機。因此亟需找到一種可用于肝癌診斷及預后的可靠的新型液體活檢標志物。 液體活檢為一門新型的檢測技術，越來越受到關注。目前可以作為無創檢測的生物標志物大多數是蛋白質分子和DNA分子，但這些標志物在靈敏度、誤診率和經濟成本高等方面的缺陷導致它們很難被普及。RNA分子在細胞中擁有多個拷貝并且存在多種轉錄調控形態，可以更加準確地反映細胞狀態和癌癥動態發展過程，而且其檢測成本也很低。 過去體液中的RNA標志物研究主要集中在miRNA等小RNA的研究，相對于細胞中大量的長RNA，miRNA的數量要少一個到兩個數量級，因此提供的信息也有限。本項目另辟蹊徑，通過對大量肝癌患者（HCC）、慢性乙型肝炎患者(CHB)和健康個體(HD)進行血漿中非編碼RNA表達譜的高通量測序檢測和分析，發現了一種非編碼RNA，srpRNA (RN7SL1)，的功能結構域可以穩定存在于血液中，并在區分肝癌患者和陰性對照組時具有良好的敏感度和特異性（約90%）。并且，通過在獨立驗證集上的實時熒光定量檢驗（RT-qPCR），該srpRNA (RN7SL1)的功能結構域被證明在 肝癌的診斷及預后方面都具有可靠的臨床表現。

膜蛋白生物標志物的超高靈敏度、高通量、多目標及操作簡便的常壓敞開式質譜（AMS）免疫分析新方法。該方法可實現微升級體液中或幾十個細胞表面的疾病蛋白標志物的原位檢測，檢測靈敏度達zeptomole（zmol）水平。實現了血清樣品中CA125等生物標志物的檢測，有望用于卵巢癌和乳腺癌的早期診斷。該平臺還可實現低至25個細胞水平的OVCAR-3和MCF-7細胞表面的重要三種生物標志物（CA125、CEA和EpCAM）的同時、原位表達差異測定，顯示了超高的靈敏度和多目標同時檢測能力，且具有普適性和可拓展性。

發展了一種理論計算與實驗測試相結合的三光子熒光染料有效篩選方法，設計、合成了一類具有三光子磷光的新型銥(III) 配合物，并成功將其用于生物熒光成像研究。在研究中，他們發現不改變配合物母體結構，僅通過引入一些特殊的官能團修飾，能有效地將配合物的三光子躍遷幾率和量子產率提升近四倍，極大地改善了銥(III)配合物的三光子光物理性質。       利用三光子顯微共聚焦/磷光壽命成像技術，銥(III)配合物3PAIr2只需低的染色濃度（50 nM）、短的孵育時間（5分鐘）和低的激發功率（980 nm飛秒激光功率為0.5 mW），就可以有效地實現細胞水平的快速線粒體磷光成像。利用大鼠腦部海馬體切片生物模型，完成了3PAIr2在組織切片層面的深度測試，發現其以980 nm激光激發的三光子磷光成像可以達到約500 微米的穿透深度，這個距離是以750 nm激光激發的雙光子磷光成像深度的兩倍。同時在通過雙親性聚合物DSPE-PEG2000包裹后，利用3PAIr2-DSPE-PEG2000進一步嘗試小鼠開顱情況下的腦血管生物熒光成像，得到了450 微米的小鼠腦血管成像深度和三維高分辨率腦血管重構圖。這是首次使用銥(III)配合物作為三光子磷光染料實現了對完整顱骨下腦血管的高穿透和高分辨觀測。不僅為三光子熒光染料的合理設計提供了一條簡便、行之有效的途徑，還獲得了一類具有優異生物成像能力的金屬配合物磷光染料。