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項目成果/簡介:表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發(fā)展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學檢測試驗系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學檢測實驗系統(tǒng)。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產品化奠定了基礎。目前已經(jīng)完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進一步開發(fā)，以達到實用化。應用范圍:所開發(fā)的試驗系統(tǒng)已經(jīng)達到了國際先進水平，申請專利兩項。產品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等，具有很好的應用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫(yī)學檢測分析系統(tǒng)的批量生產成本預計為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產品（瑞典 BIAcore 公司生產）的最低售價為 10 萬美元左右。可見，SPR 生物醫(yī)學檢測分析系統(tǒng)是一種高技術含量、高附加值的產品。 其次，SPR 生物醫(yī)學檢測分析系統(tǒng)中的傳感耦合部件因其進口成本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理，這樣可重復使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在200 元人民幣以上。本項研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生產的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術的研究成功，可以進一步降低使用成本；若能大批量生產，在成本很低的情況下，也可實現(xiàn)一次性使用。預計每個芯片的批量生產成本不到 50 元人民幣，售價如果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統(tǒng)的推廣應用，另一方面?zhèn)鞲行酒鳛橐淮涡韵钠罚枨罅繕O大，由耗材產生的利潤也是非常可觀的。 另外，我們還可以在此項研究的基礎上，進一步開發(fā)適合于藥物靶標、藥物開發(fā)、案件偵破、環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢驗以及興奮劑檢測等其它眾多領域進行檢測分析的系列產品，其巨大的經(jīng)濟效益和社會效益是不言而喻的。

項目成果/簡介:浮游植物在表層獲取光能固定CO2，形成顆粒有機碳（POC）往下沉降，在深海再礦化后生成銨（NH4+），從而為深海化能自養(yǎng)細菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細菌所介導的兩步硝化過程是實現(xiàn)光能傳遞到深海被利用的重要途徑，是深海重要的供能過程，支撐了海洋“黑暗固碳”——不依賴于光合作用的化能自養(yǎng)固碳，為深海生物圈提供了“新”的有機質，同時積累硝氮。由于亞硝氧化菌群研究的長期滯后，氨氧化和亞硝氧化功能群在深海的協(xié)作關系始終不明了，因此國際上對深海硝化菌群支撐的碳（C）?氮（N）耦合機理（定性）的理解仍極為有限，對C?N計量學關系（定量）的準確估算仍是空白。 該研究工作結合多組學分析、生理學實驗、現(xiàn)場原位速率及動力學觀測和模擬，以及生態(tài)系統(tǒng)模型，闡釋了氨氧化古菌和亞硝氧化細菌顯著差異的代謝策略，及兩步氧化過程耦合、硝化與黑暗固碳耦合的生理生態(tài)學機制，建立了硝化菌群支撐的C?N、物質與能量轉換的計量學關系，量化了深海硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環(huán)的貢獻和影響。該工作為深海物質與能量循環(huán)研究提供了新的參數(shù)，對深入認識深海生物地球化學過程具有重要意義。

將計算機自然語言處理方法和生物本體學方法結合起來，發(fā)展一套面向生物醫(yī)學文獻的數(shù)據(jù)挖掘技術，建立了一個文獻挖掘平臺。該平臺可以對生物醫(yī)學文獻進行數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)隱含在文獻中的生物學實體及其聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)深層次的生物醫(yī)學知識，自動獲取大量的第一手生物醫(yī)學數(shù)據(jù)。例如，挖掘與人類基因相關的信息，挖掘蛋白質相關信息，發(fā)現(xiàn)基因的功能，發(fā)現(xiàn)基因與疾病之間，發(fā)現(xiàn)蛋白質之間的相互作用等。/line對于一組給定的文獻，該平臺首先進行句法分析和生物學術語標定，然后進行語義分析，提煉每條語句的生物學含義，提取文獻中的生物醫(yī)學關聯(lián)特性，以發(fā)現(xiàn)文獻中的基因、蛋白質、疾病以及它們的關系。

本成果總體達到同類研究的國際先進水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源規(guī)范性描述方 面處于國際領先水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源的篩選和創(chuàng)新性應用等方面處于國際先 進水平。本成果于2009年獲得成果鑒定證書，獲得2010年度山東省科技進步獎二等獎。 本成果分離鑒定了具有平臺資源號的280株細菌。其中，大腸桿菌80株，金黃色葡 萄球菌30株，豬鏈球菌50株，雞傷寒沙門氏菌103株，特殊菌株17株。分離鑒定了186株 病毒，其中NDV 60株，豬繁殖與呼吸綜合征病毒50株，犬瘟熱病毒3株，豬傳染性胃腸 炎病毒10株，豬流感病毒3株，禽流感病毒20株，雞傳染性支氣管炎病毒20株，雞傳染 性法氏囊病毒20株。對分離、收集和整理以前所保藏的菌毒種等方式獲得的33種3444株 菌毒種進行標準化整理整合，完成了相應菌毒種種資源數(shù)據(jù)信息（包括個性信息和共性 信息）的采集、錄入、上報，完成280幅圖像信息采集、整理、上報，完成101株菌（毒） 種資源16SrRNA或病毒資源部分核酸序列的測定、上報。并向國家獸醫(yī)微生物菌種保藏 管理中心國家獸醫(yī)微生物標準菌種保藏庫上交了1621株菌（毒）種，實現(xiàn)了獸醫(yī)微生物 菌毒種資源的信息及實物共享。起草了“布魯氏桿菌菌種資源描述規(guī)范”和“牛結核桿 菌資源檢測技術規(guī)程”，驗證完善了“結核桿菌菌種資源檢測技術規(guī)程及試點應用”等 9個獸醫(yī)微生物資源檢測技術規(guī)程。制定了“犬瘟熱診斷技術”的國家標準。對分離的 部分菌毒株進行生物學特性研究，為相關單位的科學研究提供了優(yōu)良菌毒種。

一、 項目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據(jù)此分析其內部電磁過程，對于揭示生命活動本質和醫(yī)學診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫(yī)學電磁場問題數(shù)值求解方法及應用進行研究，1997年主持了國家自然科學基金電工學科首個生物電磁領域課題“生物醫(yī)學電磁逆問題求解的數(shù)值方法研究”。二、 項目技術成熟程度在生物醫(yī)學電磁問題數(shù)學建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數(shù)學模型、靜態(tài)和動態(tài)求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實時監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進行檢測與功能成像。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學二、三等獎各1項；完成和承擔國家自然科學基金重點項目2項，國家自然科學基金面上項目2項，省部級項目10余項；出版專著2本，發(fā)表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發(fā)展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統(tǒng)方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態(tài)、高靈敏檢測等優(yōu)點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發(fā)、基因測序、案件偵破、環(huán)境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統(tǒng)。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫(yī)學檢測試驗系統(tǒng)。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫(yī)學檢測實驗系統(tǒng)。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優(yōu)勢，而且符合 SPR 傳感系統(tǒng)小型化、儀器化的發(fā)展趨勢，為系統(tǒng)最終產品化奠定了基礎。目前已經(jīng)完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業(yè)人員能夠完成操作；數(shù)據(jù)分析算法及軟件需要進一步開發(fā)，以達到實用化。

進入21世紀以來，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。本項目目前研發(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。 創(chuàng)新點： 1）本項目采用一鍋化反應，以廉價的L-蘇氨酸為原料，經(jīng)過工程菌催化合成2-氨基丁酸，反應時間10-12 h，原料的轉化率達到99%以上，2-氨基丁酸的產量達到100 g/L以上。 2）以消旋化蘇氨酸為原料，進行酶法拆分制備D-蘇氨酸。底物添加量達到2.5 M,反應10 h內達到完全拆分，D-蘇氨酸ee值為99%。 3）以天冬氨酸為原料，采用工程菌催化反應10-12 h，L-天冬氨酸轉化率達到了94.4 %，L-天冬酰胺產量可達120 g/L，生產強度達到12.4 g/(L•h)。 4）基于構建的基因工程菌，采用偶聯(lián)輔酶再生技術，轉化廉價底物合成L-叔亮氨酸，反應24 h，底物轉化率達95%，產量達到100 g/L以上水平。 5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）發(fā)酵和生物合成正在陸續(xù)開展中。 6）多種高效酶制劑的工程菌株構建、發(fā)酵產酶以及多種中間體的制備。如蘇氨酸脫氨酶、亮氨酸脫氫酶、甲酸脫氫酶、ω-轉氨酶等，以及利用這些酶制備的多種醫(yī)藥中間體。

該技術制備的生物組織材料是一種以豬主動脈血管為基體,以氧化海藻酸鈉為交聯(lián)劑制備的人工器官用生物組織材料。

成果介紹目前國內外現(xiàn)有工業(yè)規(guī)模的生物質氣化技術，普遍存在生物質氣化效率低、燃氣中焦油含量高等問題。燃氣中焦油含既造成能源浪費，又易造成堵塞，加快設備損耗，氣化島整體使用壽命不長。己建成的工程利用率不高，大部分已停用，一定程度上影響了生物質氣化集中供應，不利于進一步產業(yè)化。 為了解決目前存在的諸多問題，東南大學針對我國國情和農作物廢棄物的特點，采用流化床低溫氣化+高溫熔融氣化制取焦油含量極低的中熱值可燃氣，目前已建成該工藝的日處理秸稈量7噸的成套示范工程，已穩(wěn)定連續(xù)運行2000小時以上，獲得了熱值7MJ/Nm3的可燃氣，可燃氣中焦油含量小于1mg/Nm3，遠小于人工煤氣國家標準（GB/T 13612-2006）中焦油含量要求，生物質中碳元素轉化率96.5[[[[[%]]]]]，能量綜合利用效率90.7％，單位MJ的可燃氣成本低于天然氣。市場前景本技術可廣泛用于煤爐改造、糧食烘干，也可為居民提供可燃氣，對加快和諧社會及新農村建設的步伐具有重要意義。本技術已申請國家發(fā)明專利7件（授權5件），發(fā)表學術論文24篇，獲國家科技支撐計劃、江蘇省重點研發(fā)項目支持。

膜生物反應器(MBR)是膜分離技術與生物處理方法的高效結合，其起源是用膜分離技術取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離，經(jīng)過一系列研究和改進后，膜生物反應器(MBR)可直接達到處理出水回用的目的，并且具有污水三級傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)點： 1、微生物數(shù)量高于常規(guī)生物處理2～5倍，處理程度高，中空纖維膜孔徑0.2μm，能高效進行固液分離，出水懸浮物濃度和濁度接近于零，細菌總數(shù)接近于零，可直接用于回用目的。 2、處理工藝簡單可靠，構筑物少，可大規(guī)模節(jié)省占地面積和征地費用，降低水處理投資，占地面積約為常規(guī)二級處理加深度處理工藝的1/4～1/10。 3、污泥齡長，污泥產量低，除無機顆粒物外，基本無剩余污泥排放，由于不投加化學藥劑，所以不產生化學污泥。 4、出水水質優(yōu)良，各項指標低于國家污水回用有關標準規(guī)定，且不受進水水質影響。 5、自動化程度高，利用PLC進行控制，不需設置專人管理，人員經(jīng)短期培訓就能操作，維護工作量小。一、MBR-X系列膜生物反應器進水處理出水水質比較 1.進水水質：(對于高濃度有機廢水可采用在MBR反應器前增加預處理措施) CODcr＜500mg/L               BOD5＜300mg/L SS＜300mg/L                 NH4+-N＜40mg/L 2.出水水質： CODcr＜20mg/L                BOD5＜5mg/L SS=0mg/L                    NH4+-N＜1mg/L 濁度＜1NTU                  細菌總數(shù)＜20個mg/L 大腸桿菌數(shù)未檢出二、MBR-X系列膜生物反應器適用范圍 1．生活污水                       2.工業(yè)污水①城市生活污水             　 ①食品工業(yè)廢水      ②賓館、辦公樓污水 ②印染工業(yè)廢水 ③工礦企業(yè)生活污水 ③制藥工業(yè)廢水 ④公廁糞便水 ④石油化工廢水 ⑤洗車業(yè)廢水 ⑤造紙工業(yè)廢水 ⑥垃圾滲透液等                           　⑦焦炭或煤氣含酚工業(yè)廢水