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利用自主篩選、鑒定和保藏的一株產(chǎn)精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌 CGMCC1347，通過發(fā)酵培養(yǎng)其微生物細(xì)胞，用于轉(zhuǎn)化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 發(fā)酵罐發(fā)酵 20 小時產(chǎn)酶活力達(dá)到 2.17U/mL。采用卡拉膠等凝膠包埋固定化細(xì)胞反復(fù)分批轉(zhuǎn)化 10 次，酶活力不減。用固定化細(xì)胞固定床反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)化，連續(xù) 30 天以上，連續(xù) 30 天 mol 轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在 90-99％，30 天平均稀釋速率 D=0.0735 h-1，固定床反應(yīng)器生產(chǎn)效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化細(xì)胞生產(chǎn)能力 0.0108 g h-1 g -1。本技術(shù)的特點是高產(chǎn)精氨酸脫亞氨基酶（ADI）的惡臭假單胞菌菌株能高效轉(zhuǎn)化精氨酸生成 L-瓜氨酸，對底物總摩爾轉(zhuǎn)化率高，轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物純度高，作為生物催化劑的微生物細(xì)胞易于培養(yǎng)且安全無毒，生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件溫和，環(huán)境友好。固定化細(xì)胞可反復(fù)利用多次，或裝柱連續(xù)轉(zhuǎn)化。 

本課題發(fā)明一種針對臨床液相標(biāo)本中的微生物進(jìn)行快速濃縮富集的方法和試劑，可以明顯地提高臨床標(biāo)本中微生物檢測的陽性率。 本方法首先通過磁珠吸附的方式，將臨床液體樣本（尿液、胸腹水、腦脊液、肺泡灌洗液等）中細(xì)菌、真菌或病毒特異性結(jié)合于磁珠上，無需高速離心，從而實現(xiàn)病原體的富集；再通過對細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)、染色、分子生物學(xué)或質(zhì)譜檢測，或者對病毒進(jìn)行免疫熒光或分子生物檢測，最終對細(xì)菌、真菌或病毒進(jìn)行鑒定。對臨床標(biāo)本中的細(xì)菌、真菌或病毒進(jìn)行富集，提高了后續(xù)鑒定時病原體的初始量，從而極大地提高了鑒定的陽性率。 本產(chǎn)品可以迅速將5～50ml液相樣本中微生物濃縮至50～200µl樣本中，在磁性環(huán)境下可以輕松實現(xiàn)臨床標(biāo)本中細(xì)菌、真菌或病毒的濃縮，無需離心，減少了由于離心產(chǎn)生的氣溶膠所帶來的潛在生物安全隱患。本方法操作簡單、無需復(fù)雜儀器、耗時短、在源頭顯著提升臨床液相樣本中病原微生物檢測的靈敏性。

一種微生物智能液基培養(yǎng)皿，屬于微生物設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括皿體、電源和觸摸屏，皿體中心設(shè)有數(shù)據(jù)檢測模塊，皿體底部設(shè)有與數(shù)據(jù)檢測模塊相連接的安裝塊，安裝塊底部分別設(shè)有數(shù)據(jù)線路和排液管，數(shù)據(jù)線路與皿體側(cè)部設(shè)置的電源接頭相電連接，皿體外壁底側(cè)設(shè)有配比盛放腔，配比盛放腔頂部設(shè)有盛放腔口，配比盛放腔內(nèi)腔中還設(shè)有供料泵，皿體內(nèi)壁底側(cè)對應(yīng)配比盛放腔設(shè)有安裝殼體，供料泵與安裝殼體內(nèi)的噴淋電磁閥相連通，噴淋電磁閥與數(shù)據(jù)線路相電連接，且頂部設(shè)有噴淋管路。解決了分離純化效果不好的問題，結(jié)構(gòu)簡單成本低，能在培養(yǎng)皿中直接降低其他微生物的存活率，進(jìn)而大大減少或省略純化步驟，有效提高了實用性。

? 含染料廢水的脫色一直是印染行業(yè)和染料工業(yè)所面臨的重大問題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術(shù)如活性炭吸附、化學(xué)絮凝、臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對上述有色廢水中的染料進(jìn)行回收，尤其是對那些含高濃度染料且組分相對簡單的工序廢水進(jìn)行單獨處理和染料回收，不但解決了其脫色問題，還具有較好的經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開發(fā)的染料廢水處理新技術(shù)本技術(shù)

一種單細(xì)胞微生物發(fā)酵系統(tǒng)及其發(fā)酵方法，本發(fā)明屬于生物發(fā)酵設(shè)備及方法，解決現(xiàn)有裝置發(fā)酵過程中 pH 值不易控制的問題，并解決現(xiàn)有發(fā)酵方法每輪發(fā)酵種子擴培次數(shù)過多、導(dǎo)致花費時間過長及成本過高的問題。本發(fā)明的發(fā)酵系統(tǒng)，包括發(fā)酵罐裝置和 N 級種子罐裝置，發(fā)酵罐裝置包括培養(yǎng)罐、中和劑儲罐、循環(huán)泵和可編程邏輯控制器，各級種子罐裝置的組成、結(jié)構(gòu)均與發(fā)酵罐裝置相同，僅尺寸有區(qū)別。本發(fā)明的發(fā)酵方法，包括預(yù)裝、種子擴培、種子暫存、發(fā)酵、第N 級種復(fù)培和循環(huán)步驟。采用本發(fā)明，縮短了種子擴培時間，降低了染菌風(fēng)險，較大地節(jié)

本實驗室成功篩選得到1株花青素產(chǎn)生菌株CJ6，為國際首創(chuàng)。對其生長、代謝規(guī)律、提取工藝等進(jìn)行了研究。成果與技術(shù)具有創(chuàng)新性，在化妝品、保健品、色彩產(chǎn)品等領(lǐng)域，市場應(yīng)用前景廣闊。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 花青素是植物花朵和果實等呈現(xiàn)紅色或紫色的重要色素，是人體必不可少的重要營養(yǎng)成分。它具有抗氧化、抗突變、預(yù)防心腦血管疾病、保護(hù)肝臟、抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)生、保護(hù)視力、修復(fù)肌膚、增強記憶力、抗衰老等多種保健功能，各種富含花青素食品和產(chǎn)品備受關(guān)注。 然而，由于植物生長具有周期性，用植物生產(chǎn)花青素，受到季節(jié)、環(huán)境和植被資源等多重因素限制，而利用微生物生產(chǎn)花青素具有高效、低耗，可一年四季生產(chǎn)等優(yōu)勢。然而，目前有關(guān)利用微生物菌株生產(chǎn)花青素的研究和應(yīng)用國內(nèi)外尚沒有報道。 本實驗室成功篩選得到1株花青素產(chǎn)生菌株CJ6，為國際首創(chuàng)。對其生長、代謝規(guī)律、提取工藝等進(jìn)行了研究。成果與技術(shù)具有創(chuàng)新性，在化妝品、保健品、色彩產(chǎn)品等領(lǐng)域，市場應(yīng)用前景廣闊。

一、所屬領(lǐng)域 人工智能，精密自動化，生物分析與檢測，環(huán)境微生物檢測，工業(yè)微生物檢測，細(xì)胞組織分析檢測。 二、項目介紹 1. 痛點問題 微生物的識別、計數(shù)和定性分析一直是食品、醫(yī)藥和生物行業(yè)的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的人工檢測方式勞動強度比較大，且檢測主觀性強，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，計數(shù)和檢測結(jié)果不準(zhǔn)確；在對環(huán)境的微生物監(jiān)測中，人工方法只能做到抽樣檢測，無法做到持續(xù)性檢測。 近兩年行業(yè)巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開始推出圖像識別技術(shù)的微生物檢測設(shè)備，其結(jié)果來自直觀影像，分辨率高，操作難度低。但是這些設(shè)備目前采用的光學(xué)顯微鏡倍數(shù)都在800倍以下，只能進(jìn)行計數(shù)，如果要完成相關(guān)定性分析，需要在800倍以上的放大倍數(shù)獲得單細(xì)胞微生物的清晰圖像（如酵母菌，大腸桿菌）。但800倍放大倍數(shù)對應(yīng)的有效視場只有200微米*200微米，對計數(shù)和活性統(tǒng)計分析又不具備足夠的采樣數(shù)量。目前國內(nèi)外設(shè)備均沒有解決好這個問題，對微生物進(jìn)行定性分析的準(zhǔn)確率低，無法滿足市場需求。 2. 解決方案 本項目針對微生物和細(xì)胞活體檢測中缺乏有效參照物的技術(shù)難點，根據(jù)顯微掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將全景化視域重構(gòu)技術(shù)和微米級電機結(jié)合，解決了鏡頭大幅平移過程中的自動對焦難題和微生物溶液動態(tài)環(huán)境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎(chǔ)上，獲得的有效視場增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過自動化圖像采集和拼接，得到完整的微生物圖像；然后結(jié)合傳統(tǒng)的圖像分割以及深度學(xué)習(xí)圖像識別的優(yōu)勢，小樣本高精度動態(tài)完成微生物的類型識別，計數(shù)，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競爭優(yōu)勢分析 與國內(nèi)外的主流檢測設(shè)備對比，本項目技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： 1）獨創(chuàng)的微生物影像全景化視域重構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大視角； 2） 解決微生物影像領(lǐng)域小樣本智能識別和智能檢測的難題； 3） 檢測目標(biāo)、檢測內(nèi)容、檢測流程和邏輯可通過自然語言定制，提高設(shè)備功能通用性； 4）計數(shù)準(zhǔn)確率超過人工計數(shù)，準(zhǔn)確率超過國內(nèi)細(xì)胞計數(shù)儀器一個數(shù)量級； 5）第一臺按照國家微生物計數(shù)檢測標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)研制的微生物計數(shù)儀。 本項目的第一代產(chǎn)品樣機與國內(nèi)外同類產(chǎn)品對比，主要性能優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢如下： 在食品行業(yè)，本項目獲得了青島啤酒北京密云分廠的啤酒原液和相關(guān)酵母菌種，針對生產(chǎn)用酵母菌采集了大量實拍圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的酵母菌計數(shù)和出芽率算法識別率均在95%以上。 4. 發(fā)展規(guī)劃 按照三步走的方式來設(shè)定發(fā)展規(guī)劃： 1）基于全景化視域重構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建第一代檢測儀器，首先進(jìn)入門檻最低的食品微生物檢測市場，對啤酒和發(fā)酵乳企業(yè)提供酵母菌檢測計數(shù)技術(shù)和設(shè)備； 2） 利用已有技術(shù)積累，進(jìn)入環(huán)境微生物檢測和高校實驗室市場； 3）最后以食品和環(huán)境檢測市場為根據(jù)地，進(jìn)入門檻最高的生物醫(yī)藥檢測市場，提供微生物檢測和組織檢測的相關(guān)設(shè)備。 5. 知識產(chǎn)權(quán)情況 已申請3項專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業(yè)和環(huán)境檢測領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴； 3）尋找生物醫(yī)藥，醫(yī)學(xué)臨床領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴和產(chǎn)品測試環(huán)境。 四、團隊介紹 科研團隊： 1）周悅芝 博士 清華大學(xué)計算機系研究員，項目負(fù)責(zé)人，在邊緣計算和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有豐富的開發(fā)經(jīng)驗和杰出的研究成果，在面向醫(yī)學(xué)影像的AI圖像分析方面曾發(fā)表多篇論文，申請或獲得多項國家發(fā)明專利。 2）黃權(quán)偉 清華大學(xué)計算機系碩士，負(fù)責(zé)圖像分割及細(xì)胞識別等相關(guān)算法研發(fā)。 3）梁志偉 清華大學(xué)計算機系碩士，負(fù)責(zé)深度學(xué)習(xí)算法加速研究和實現(xiàn)。 五、聯(lián)系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號：20230055

硫酸軟骨素是一種典型的硫酸化糖胺聚糖，由 D-葡糖醛酸和 N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷鍵連接的重復(fù)二糖聚合，并在 N-乙酰氨基半乳糖的 C-4 位或C-6 位羥基上發(fā)生硫酸酯化。由于其具有多種藥物活性，被廣泛用于藥品、保健品及化妝品行業(yè)。本研究室利用誘變育種及高通量篩選策略獲得一株產(chǎn)果糖軟骨素的大腸桿菌。通過代謝工程改造及發(fā)酵優(yōu)化策略，大幅度的提高了果糖軟骨素的產(chǎn)量。目前，正在進(jìn)一步構(gòu)建并篩選高產(chǎn)菌株。

該材料代替硅酸鹽水泥在土壤重金屬鈍化、建筑工地?fù)P塵治理、地基生態(tài)加固、島礁建設(shè)和沙漠治理等領(lǐng)域均具有廣闊應(yīng)用前景，既減少了對傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的使用量，降低碳排放，還解決了使用過程的生態(tài)相容性問題

成果簡介：含染料廢水的脫色一直是印染行業(yè)和染料工業(yè)所面臨的重大問題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術(shù)如活性炭吸附、化學(xué)絮凝、 臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對上述有色廢水中的染料進(jìn)行回收，尤其是對那些含高濃度染料且組分相對簡單的 工序廢水進(jìn)行單獨處理和染料回收，不但解決了其脫色問題，還具有較好的 經(jīng)濟效益，應(yīng)用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開發(fā)的染料廢水處理新技術(shù)本