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基于微生物調(diào)控的水體原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)
氮、磷過度排放導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化成為全球水環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)之一，特別是由此引發(fā)的藍(lán)藻爆發(fā)、水體生態(tài)功能喪失及飲用水資源危機(jī)成為各國政府亟待解決的關(guān)鍵問題。如何實(shí)現(xiàn)氮磷營養(yǎng)鹽的合理分配和調(diào)控，成為防止水體富營養(yǎng)化和構(gòu)建完善的水體生態(tài)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。
微生物活化設(shè)備照片
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院柴曉利教授團(tuán)隊研發(fā)的水體微生物活化技術(shù)，突破了傳統(tǒng)旁通水處理工藝、水生動植物修復(fù)技術(shù)的不足，通過激活土著優(yōu)勢菌種，使之快速增殖，打破原有水體微生態(tài)平衡，用水體本身容積代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有限生物反應(yīng)器，大大增加微生物的增殖空間，充分發(fā)揮微生物對污染物的削減能力，改善生態(tài)系統(tǒng)賴以生存的透明度、營養(yǎng)鹽等不利條件，重組、完善水體微生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體自凈能力，最終脫離人工干預(yù)回歸自然，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。
基于微生物調(diào)控的水體原位修復(fù)技術(shù)解決了地表水環(huán)境輕度污染水體（富營養(yǎng)化）治理的技術(shù)瓶頸，引領(lǐng)了低污染負(fù)荷飲用水水源地氮素污染控制技術(shù)的發(fā)展方向，具有重要的社會環(huán)境效益。目前該技術(shù)已經(jīng)獲得相關(guān)授權(quán)專利11項，在全國十幾個省市30多個水生態(tài)修復(fù)工程項目中得到了推廣應(yīng)用，累積項目合同額超過3億元。
同濟(jì)大學(xué)
2021-04-11
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手性氨基酸的微生物高效生產(chǎn)方法
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。本項目研發(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。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸，是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結(jié)核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸是天然氨基酸 L-蘇氨酸的光學(xué)異構(gòu)體，是一種非天然氨基酸。主要應(yīng)用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領(lǐng)域，在制藥行業(yè)作為手性合成的手性源，主要用于生產(chǎn)新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護(hù)劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫(yī)藥、化工合成、微生物培養(yǎng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料,同時在腫瘤治療及蛋白質(zhì)糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，以及具有降壓、平喘、抗消化性潰瘍、胃功能障礙等功能，并可用于治療心肌梗死、心肌代謝障礙、心力衰竭、心臟傳導(dǎo)阻滯、疲勞癥等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)重要的添加劑。L-叔亮氨酸是一種非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空間位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不對稱合成中作為誘導(dǎo)不對稱的模板。隨著不對稱合成的發(fā)展, 叔亮氨酸的應(yīng)用也非常廣泛。又由于占空間大的叔丁基鏈及其疏水性, 它在多肽的合成中能夠很好地控制分子構(gòu)象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的穩(wěn)定性, 因此在藥物和生物應(yīng)用中正迅速地發(fā)展, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。
江南大學(xué)
2021-04-11
醬油發(fā)酵過程微生物代謝危害物控制技術(shù)
傳統(tǒng)發(fā)酵食品加工過程中生成的胺(氨)類物質(zhì)，如氨基甲酸乙酯（EC）、生物胺類等是影響發(fā)酵食品安全的重要因素。本成果在國內(nèi)外率先進(jìn)行了微生物干預(yù)減少發(fā)酵食品中 EC 及其前體的系統(tǒng)研發(fā)。主要技術(shù)內(nèi)容包括： (1) 揭示了醬油發(fā)酵過程 EC 前體形成的微生物物質(zhì)代謝機(jī)制； (2) 采用高通量篩選方法獲得可在醬油發(fā)酵過程中顯著減少 EC 前體積累的菌株； (3) 采用非基因工程手段在工業(yè)規(guī)模將醬油中 EC 含量降至低于 20 ppb，且對醬油主要理化指標(biāo)和風(fēng)味物質(zhì)未產(chǎn)生影響。
本成果已獲授權(quán)核心發(fā)明專利 11 項，形成了包括利用 EC 或其前體菌株的篩 選與選育、微生物干預(yù)控制醬油中氨(胺)類有害物的專利群，發(fā)表論文 29 篇。 本技術(shù)對于解決基于混菌發(fā)酵過程的傳統(tǒng)發(fā)酵食品安全性的提升，具有普適性意 義和推廣前景；對于引領(lǐng)生物技術(shù)在傳統(tǒng)發(fā)酵食品中的應(yīng)用、提升傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)酵食品工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和可持續(xù)發(fā)展，具有重大 的科學(xué)意義和工業(yè)應(yīng)用價值。
江南大學(xué)
2021-04-11
L-蘇氨酸的微生物高效生產(chǎn)方法
L-蘇氨酸在食品、飼料、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域的用量呈長期穩(wěn)定增長趨勢，尤其在飼料添加劑中增長最為迅速。以添加了 L-蘇氨酸的低蛋白配方飼料作為家禽日糧，不但可以緩解天然蛋白的匱乏，減少動物氨的排放，還能提高家禽的生產(chǎn)性能。而在醫(yī)藥領(lǐng)域，L-蘇氨酸除了用于氨基酸輸液之外，隨著人類保健意識的提高，各類氨基酸保健飲品涌現(xiàn)市場，L-蘇氨酸是必不可少的配方成分。L-蘇氨酸有望取代色氨酸，成為繼賴氨酸和甲硫氨酸之后第三大發(fā)展最迅速的氨基酸。因此 L-蘇氨酸產(chǎn)業(yè)迫切需要提高產(chǎn)量，降低成本，以滿足市場需求。本實(shí)驗室以谷氨酸棒狀桿菌為出發(fā)菌株，通過代謝工程技術(shù)手段進(jìn)行基因敲除和敲入，對關(guān)鍵基因進(jìn)行了測序、蛋白結(jié)構(gòu)解析及定向改造，以達(dá)到“開源節(jié)流”，即增強(qiáng) L-蘇氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高L-蘇氨酸產(chǎn)率近 20 倍，具有較好的應(yīng)用前景。
江南大學(xué)
2021-04-11
L-甲硫氨酸的微生物高效生產(chǎn)方法
L-甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于飼料業(yè)，是家禽飼料中首選的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是強(qiáng)肝解毒劑、促進(jìn)發(fā)育劑，當(dāng)缺乏時會引起食欲減退。甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于營養(yǎng)補(bǔ)充與畜產(chǎn)飼料，由于甲硫氨酸容易被雞吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)殡u肉蛋白，在雞飼料中添加甲硫氨酸，可少耗飼料，并使雞肉生長健全。L-甲硫氨酸合成方法主要為化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法兩種。因化學(xué)合成法會產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)甲硫氨酸越來越受到關(guān)注。本實(shí)驗室以谷氨酸棒狀桿菌為出發(fā)菌株，通過代謝工程技術(shù)手段進(jìn)行基因敲除和敲入，以達(dá)到“開源節(jié)流”，即增強(qiáng) L-甲硫氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高 L-甲硫氨酸產(chǎn)率，目前中間菌株產(chǎn)率已達(dá) 21 mmol/L，具有重要的應(yīng)用前景。
江南大學(xué)
2021-04-11
微生物/生物技術(shù)/海洋/特種藥物研究NMT工作站
“NMT界喬布斯”許越先生推薦創(chuàng)新平臺
中關(guān)村NMT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟推介成員單位創(chuàng)新產(chǎn)品
“生物安全，人人有責(zé)”
推出背景：
在國際競爭白熱化，戰(zhàn)爭形態(tài)多樣化的今天，生物安全已成為國家安全的重要組成部分，為積極應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，2019年10月，生物安全法草案于首次提請十三屆全國人大常委會第十四次會議審議。本次新冠肺炎疫情的爆發(fā)，讓各界更加意識到，生物安全對于確保國家安全、保障社會穩(wěn)定、人民群眾生命安全和身體健康的重要性。
國家安全就是國家競爭，歸根結(jié)底又是科技實(shí)力的競爭！因此，作為中國的高新技術(shù)企業(yè)，中關(guān)村NMT聯(lián)盟的會員單位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技術(shù)積累，以NMT：非損傷微測技術(shù)為底層核心技術(shù)，迅速推出了與國家生物安全相關(guān)多種檢驗，監(jiān)測儀器設(shè)備，以及適用于多個學(xué)科及領(lǐng)域的研發(fā)平臺：
《NMT生物安全創(chuàng)新平臺》特制系列產(chǎn)品！
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應(yīng)對挑戰(zhàn)：
1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產(chǎn)物，有效地對微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。
2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過程直接相關(guān)。
分類及用途：
1）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-100）
基于底層核心NMT技術(shù)，以及成熟的技術(shù)解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關(guān)科研創(chuàng)新工作。
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2）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-200）
基于底層核心NMT技術(shù)，結(jié)合自身科研興趣，以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)，在我方技術(shù)人員協(xié)助下形成技術(shù)解決方案，讓科研人員建立更具獨(dú)有創(chuàng)新特色的實(shí)驗平臺。
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《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-100）
應(yīng)對挑戰(zhàn)：
1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產(chǎn)物，有效地對微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。
2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過程直接相關(guān)。
用途：
基于底層核心NMT技術(shù)，以及成熟的技術(shù)解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關(guān)科研創(chuàng)新工作。
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參數(shù)：
1.基本功能：
1.1針對微生物藥物研究設(shè)計
1.2活體、原位、非損傷檢測
1.3可檢測指標(biāo)：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2
2.性能：
2.1自動化操作
2.2長時間實(shí)時和動態(tài)監(jiān)測
2.3無需標(biāo)記
2.4立體3D流速檢測
3.軟件：
3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速
《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-200）
應(yīng)對挑戰(zhàn)：
1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細(xì)菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產(chǎn)物，有效地對微生物藥物進(jìn)行確定及篩選。
2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環(huán)境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細(xì)胞能量代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞形態(tài)維持等生理過程直接相關(guān)。
用途：
基于底層核心NMT技術(shù)，結(jié)合自身科研興趣，以及其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)，在我方技術(shù)人員協(xié)助下形成技術(shù)解決方案，讓科研人員建立更具獨(dú)有創(chuàng)新特色的實(shí)驗平臺。
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參數(shù)：
1.基本功能：
1.1針對微生物藥物研究和研發(fā)設(shè)計
1.2活體、原位、非損傷檢測
1.3可檢測指標(biāo)：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2
1.4可實(shí)時監(jiān)測和記錄檢測時的環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度、大氣壓、海拔、經(jīng)緯度
1.5配備新指標(biāo)拓展功能
2.性能：
2.1自動化操作
2.2長時間實(shí)時和動態(tài)監(jiān)測
2.3無需標(biāo)記
2.4立體3D流速檢測
3.軟件：
3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速，以及檢測時的環(huán)境參數(shù)
旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
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鍵合型抗微生物高分子材料
人類文明的高度發(fā)展，既帶來了生活的便利與舒適，同時也增添了病菌傳播的機(jī)會。近年 來世界上大規(guī)模傳染性疾病的時有發(fā)生，例如，1996年日本發(fā)生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發(fā)生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發(fā)的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結(jié)核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財產(chǎn)造成了重大的損失，促進(jìn)了人類對健康生存環(huán)境的追 求。自上世紀(jì)80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發(fā)展十分迅速。抗微生物制品在保護(hù)人類 健康、減少疾病、改善生活環(huán)境等方面可以起到綠色屏障的作用。據(jù)CBS調(diào)查，52％的美國民 眾購買日用品時，會注意產(chǎn)品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機(jī)抗菌劑，還是以日本為代表采用無機(jī)銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術(shù)都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應(yīng)該同時對絕大多數(shù)微生物有效，而且不應(yīng)該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機(jī)等都會因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數(shù)有機(jī)抗生素的作用機(jī)理在于影響微生物的新陳代謝，進(jìn)而達(dá)到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導(dǎo)致微生物抗藥性的增加，會給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點(diǎn)的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負(fù)電荷的靜電吸引作用，破壞細(xì)胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發(fā)展方向。 本項目創(chuàng)建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點(diǎn)是將特定的陽 離子型功能團(tuán)齊聚物鍵合到應(yīng)用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經(jīng)久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，是抗微生物材料方面一個有 突破意義的發(fā)明。
華東理工大學(xué)
2021-04-11
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高效釀酒微生物功能菌劑的開發(fā)及應(yīng)用
成果描述：項目把現(xiàn)代生物工程技術(shù)與傳統(tǒng)釀造發(fā)酵技術(shù)相結(jié)合，利用自轉(zhuǎn)化育種功能性菌株及各種釀酒發(fā)酵有益菌株，研制開發(fā)出各類新型微生物菌劑，既可有效利用和降低各類白酒生產(chǎn)原材料中殘余淀粉含量，提高釀酒原料的利用率，增加出酒率，減少廢棄丟糟的排放；還可根據(jù)不同人群飲食文化的嗜好，采用不同微生物菌種配合和工藝改造，生產(chǎn)出具有不同風(fēng)格特點(diǎn)的新產(chǎn)品類型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)保效益的和諧統(tǒng)一。市場前景分析：本項目成果技術(shù)應(yīng)用覆蓋生物工程、生物化工、食品釀造等工程技術(shù)領(lǐng)域。由于核心技術(shù)是淀粉質(zhì)材料的高效利用和酒精成分、風(fēng)味物質(zhì)的有效生成，因而相關(guān)技術(shù)成果適用于不同規(guī)模白酒發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)以及各類釀造食品及發(fā)酵飲料等傳統(tǒng)和現(xiàn)代釀造生產(chǎn)企業(yè)選擇性使用。本項目已在部分企業(yè)得到生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)品市場前景良好。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：針對各種原料的專用釀酒微生物制劑系列，為淺褐色粉粒，分別含多種高活性釀酒酶類和各種香型生香酵母，100斤糧食出酒率為50度白酒80-120斤。年產(chǎn)300噸，年銷售收入300萬元。國內(nèi)領(lǐng)先。
四川大學(xué)
2021-04-10
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南海紅樹林微生物中新的活性代謝產(chǎn)物
從南海紅樹林微生物中分離105種化合物，其中50種新結(jié)構(gòu)， 26種對腫瘤細(xì)胞（包括耐藥腫瘤細(xì)胞 株）有強(qiáng)細(xì)胞毒活性（IC50＜10μg/mL）的化合物，部分化合物活性達(dá)到納克級，22種有抗菌活性（包括 抗臨床耐藥性結(jié)核菌株），2種有神經(jīng)原細(xì)胞保護(hù)活性。
中山大學(xué)
2021-04-10
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微生物16S rRNA進(jìn)化樹分析系統(tǒng)
本成果以軟件著作權(quán)形式體現(xiàn)（登記號 2016SR322691 ），生命科學(xué)大多以微生物為研究對象，因此如何進(jìn)行微生物的分類鑒定是生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作。本成果可根據(jù)微生物的序列自動完成多種類型的系統(tǒng)發(fā)育樹分析，并且以直觀的圖標(biāo)形式展示，并可與各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫對接，簡單、專業(yè)、直觀，可以作為生物醫(yī)藥行業(yè)鑒定微生物的專業(yè)工具。本成果具有預(yù)留對接數(shù)據(jù)庫接口、具有進(jìn)化距離、集成 BLAST 功能、集成 ClustalW2.1 、可生成標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)發(fā)育樹圖形結(jié)果、自動合并分析多種進(jìn)化樹結(jié)果、可在線使用等優(yōu)勢。
遼寧大學(xué)
2021-04-11