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构建合成生物学课程群，培养面向生物制造的复合型创新人才

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生物工程学报 2024年

作者：谭高翼张立新张敬宇王启要吴辉庄英萍欧阳立明朱国良王馨叶刘雪婷华东理工大学生物工程学院

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学... 详细信息

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学蓬勃发展的背景下，华东理工大学构建了以微生物药物发现和生物制造为核心内容的“合成生物学课程群”。授课团队首先对合成生物学相关的上下游课程体系进行了梳理，随后在原有课程基础上，扩充了合成生物学系列核心课程，课程群不仅涵盖了合成生物学的学科理论和前沿技术，同时锚定了上下游学科。此外，课程群还依托国家重点实验室的国内外名师讲座，并利用学科创新引智基地(“111计划”)雄厚的海外教授资源，致力于提高学生的创新能力。在课程群及授课团队的助力下，学生不仅积极参加合成生物学国际基因工程机器大赛(international genetic engineering machine competition， iGEM)并连续获奖，而且有多人次申请专利并参与发表科研论文等。构建合成生物学课程群将为培养具有创新能力的复合型人才提供一定的示范作用。

关键词：合成生物学课程群复合型创新人才国际基因工程机器大赛(iGEM)

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耐高渗克鲁斯假丝酵母的耐受性

生物工程学报 2024年第3期40卷 908-920页

作者：吴娜莎孙亚琴修志龙大连理工大学生物工程学院辽宁大连116024

利用工业微生物将木质纤维素转化为具有高附加值的化工原料,是实现碳中和及可持续生物经济的重要途径。经预处理的木质纤维素酶解液中往往含有糖、盐、酚/醛等多种物质,直接发酵需要微生物有较强的耐受性。本文通过考察克鲁斯假丝酵母(C... 详细信息

利用工业微生物将木质纤维素转化为具有高附加值的化工原料,是实现碳中和及可持续生物经济的重要途径。经预处理的木质纤维素酶解液中往往含有糖、盐、酚/醛等多种物质,直接发酵需要微生物有较强的耐受性。本文通过考察克鲁斯假丝酵母(Candida krusei)对底物、盐、高温冲击的耐受性,进一步验证耐高渗假丝酵母直接利用海水中预处理的巨菌草(Pennisetum sinese grasses)酶解液进行发酵的可能性。结果表明,适应性驯化的克鲁斯假丝酵母可以耐受200 g/L的葡萄糖,具有耐受高渗的能力;用海水替代淡水、不灭菌发酵的甘油产量较淡水灭菌发酵提高了109%;发酵32 h时热冲击结合48 h时引入10 g/L亚硫酸钠,葡萄糖转化为甘油的产率为0.37 g/g,比对照组提升了225%;用海水中预处理的巨菌草酶解液发酵,葡萄糖生成甘油及乙醇的总转化率可达0.45 g/g。耐高渗克鲁斯假丝酵母对底物、盐、温度表现出较强的适应性,不仅能直接利用复杂的木质纤维素酶解液,还对其表现出较强的耐受性,为利用木质纤维素生产生物基化学品提供了候选菌株。

关键词：耐高渗假丝酵母耐受性海水发酵木质纤维素甘油乙醇

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石墨相氮化碳在聚合物电解质膜中的研究进展

材料导报 2024年第6期38卷 65-71页

作者：刘守一望宇皓刘莉莉欧阳云祥李娜胡朝霞陈守文南京理工大学环境与生物工程学院南京210094

燃料电池因具有能源转换效率高、近零污染、低噪音等优点受到广泛关注。聚合物电解质膜作为燃料电池的重要组成部件之一,其性能优劣决定了电池的实际表现。为解决聚合物电解质膜在稳定性及离子传导率方面存在的不足,无机纳米材料掺杂作... 详细信息

燃料电池因具有能源转换效率高、近零污染、低噪音等优点受到广泛关注。聚合物电解质膜作为燃料电池的重要组成部件之一,其性能优劣决定了电池的实际表现。为解决聚合物电解质膜在稳定性及离子传导率方面存在的不足,无机纳米材料掺杂作为常规的改性手段应用到聚合物电解质膜材料中。近年来,石墨相氮化碳(g-C_(3)N_4)因其独特的结构特征和优秀的物化性能,被广泛应用于聚合物电解质膜材料的制备和改性。本文主要综述了g-C_(3)N_4的结构和性质,总结了g-C_(3)N_4基复合膜的制备方法,重点对目前g-C_(3)N_4在聚合物电解质膜中的研究和应用情况进行了综述,展示了其在聚合物电解质膜改性方面的重要成果,并对其在该领域未来的发展做出展望。

关键词：燃料电池聚合物电解质膜无机纳米材料石墨相氮化碳

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农药新靶标发现与应用专题序言

农药学学报 2024年第4期26卷 I0001-I0002页

作者：刘田大连理工大学生物工程学院

农药是控制作物病虫害、提高农作物产量的重要手段。然而,现有农药的长期不合理使用已经造成严重的抗性和生态环境问题。开发基于新靶标的绿色农药是解决上述问题的有效途径。新靶标的发现与应用是国际农药科技竞争的制高点,是中国科协... 详细信息

农药是控制作物病虫害、提高农作物产量的重要手段。然而,现有农药的长期不合理使用已经造成严重的抗性和生态环境问题。开发基于新靶标的绿色农药是解决上述问题的有效途径。新靶标的发现与应用是国际农药科技竞争的制高点,是中国科协发布的60个重大科学问题和工程技术难题之一,也是中国科学院和中国工程院发布的农业领域“卡脖子”问题之一。

关键词：中国工程院作物病虫害中国科学院中国科协农作物产量绿色农药重大科学问题现有农药

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肺炎克雷伯菌噬菌体裂解酶的研究进展

中国抗生素杂志 2024年第2期49卷 121-127页

作者：柳知君李晓宇徐永平尹家俊吴惧王丽丽大连理工大学生物工程学院大连116024

随着耐药性肺炎克雷伯菌的增多,噬菌体的潜力逐步被发掘。裂解酶在噬菌体裂解宿主菌时起到了重要作用,作为外源纯化蛋白使用时,防控效果更为显著。现有研究中,针对革兰阳性菌噬菌体裂解酶的表达更多,因其不具有革兰阴性菌细胞壁外层的... 详细信息

随着耐药性肺炎克雷伯菌的增多,噬菌体的潜力逐步被发掘。裂解酶在噬菌体裂解宿主菌时起到了重要作用,作为外源纯化蛋白使用时,防控效果更为显著。现有研究中,针对革兰阳性菌噬菌体裂解酶的表达更多,因其不具有革兰阴性菌细胞壁外层的肽聚糖层,而对肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、大肠埃希菌等革兰阴性菌的噬菌体裂解酶研究仍较为罕见。但已有研究表明,多种策略可以克服其肽聚糖层带来的阻碍。本文主要综述了近年来用于防控肺炎克雷伯菌的噬菌体裂解酶及其作用机制和防控优势,旨对其后续研究提供思路。

关键词：裂解酶肺炎克雷伯菌革兰阴性菌噬菌体

预制肉类食品中晚期糖基化终末产物的形成及抑制

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食品科学技术学报 2024年第3期42卷 23-34页

作者：黄轶群周军豪李琳王发祥长沙理工大学食品与生物工程学院湖南长沙410114

随着人民生活水平的提高和生活节奏的加快,方便快捷、营养美味的畜禽鱼肉类预制菜肴(简称“预制肉”)正逐步成为老百姓餐桌上的常客。然而,肉类食品通常含有丰富的蛋白质、脂肪及一定量的还原糖,在预制肉加工及其成品后续贮藏、复热过... 详细信息

随着人民生活水平的提高和生活节奏的加快,方便快捷、营养美味的畜禽鱼肉类预制菜肴(简称“预制肉”)正逐步成为老百姓餐桌上的常客。然而,肉类食品通常含有丰富的蛋白质、脂肪及一定量的还原糖,在预制肉加工及其成品后续贮藏、复热过程中不可避免地会发生美拉德反应、脂肪氧化等化学反应,易于导致晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)的形成。过多摄入食源性AGEs会增加人体多种慢性病的发生率。基于肉类食品加工、贮藏过程中2种典型AGEs(羧甲基赖氨酸、羧乙基赖氨酸)的主要形成途径,以预制肉从原辅料到餐桌的全过程为主线,重点介绍了原料肉品质、肉类食品加工过程中常用的调味料及食品添加剂、加热熟制、成品贮藏及复热对预制肉中AGEs形成的影响。在此基础上,进一步探讨了预制肉加工及贮藏过程中AGEs形成的抑制策略,主要包括:采用新鲜的优质原料肉,合理选用调味料和添加剂,尽量缩短贮藏时间,在不影响产品质量安全的前提下尽量降低或缩短加热熟制及复热的温度和时间。通过这些阐述,希望为有效控制预制肉中AGEs的形成提供参考,为消费者提供更安全、更健康的预制肉类食品。

关键词：预制菜贮藏复热化学性危害物晚期糖基化终末产物

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钛植入物表面抗菌涂层的研究进展

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 191-198页

作者：贺旭宏郭柴琼刘轩妤王玉辉梁紫微连小洁胡银春黄棣(综述) 魏延(审校) 太原理工大学生物医学工程学院生物医学工程系纳米生物材料与再生医学研究中心太原030024 太原理工大学生物医学工程研究所太原030024

近年来,钛及钛合金等骨植入材料以其卓越的机械性能和良好的生物相容性广泛应用于生物医学领域。然而在临床实践中,细菌在材料表面的黏附以及术后感染问题可能导致植入失败。根据抗菌机制,本文从抗细菌黏附、接触杀菌和光控杀菌等方面... 详细信息

近年来,钛及钛合金等骨植入材料以其卓越的机械性能和良好的生物相容性广泛应用于生物医学领域。然而在临床实践中,细菌在材料表面的黏附以及术后感染问题可能导致植入失败。根据抗菌机制,本文从抗细菌黏附、接触杀菌和光控杀菌等方面详细阐述了钛植入物的抗菌表面设计。通过采用不同技术对钛或基于钛的合金植入物进行表面修饰,抑制细菌黏附并促进骨整合,将扩大多功能钛基植入物在骨科领域的应用范围。

关键词：钛植入物生物相容性抗菌能力金属离子抗菌

基于低共熔策略合成碳纳米聚合物用于多种生物小分子的同时电化学检测

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 37-46页

作者：韦朝鲜李南盛庞元昊张云金文英袁亚利桂林理工大学广西电磁化学功能物质重点实验室桂林541004 桂林理工大学化学与生物工程学院桂林541004

将基于低共熔策略合成的导电聚合材料聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)与金纳米颗粒(AuNPs)结合,构建了一种新型的电化学传感平台,用于生物小分子抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的同时测定.对PEDOT和AuNPs复合修饰的玻碳电极(PEDOT-Au/G... 详细信息

将基于低共熔策略合成的导电聚合材料聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)与金纳米颗粒(AuNPs)结合,构建了一种新型的电化学传感平台,用于生物小分子抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)的同时测定.对PEDOT和AuNPs复合修饰的玻碳电极(PEDOT-Au/GCE)进行了形貌、性能和有效面积表征.结果表明,该电极可实现对AA,DA和UA高灵敏、高稳定性的同时检测,证明PEDOT-AuNPs具有良好的电催化活性.在最优实验条件下,混合溶液中AA,DA和UA的浓度分别在100~1000,50~500和22.5~225μmol/L范围内与峰电流呈现良好的线性关系,检出限分别为21,0.38和0.016μmol/L.在血清中存在其它活性小分子时,该电化学传感平台对AA,DA和UA具有较高的特异性,且对血清样本中AA,DA和UA的加标回收测定具有较好的回收率.

关键词：低共熔策略聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT) 电化学传感器生物小分子

基于同心方形网格插值处理的柱面SAR成像算法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 249-257页

作者：丁丽何华港王韬储得苗上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学生物医学工程研究所上海200093

柱面毫米波合成孔径雷达(CSAR)是近距离非接触成像领域的重要技术之一。基于傅里叶变换理论的高分辨成像算法需要通过2维插值消除波数域数据在方位维和距离维的非均匀性。但是这两个维度呈现出同心圆环状的高度耦合,导致传统基于2维逐... 详细信息

柱面毫米波合成孔径雷达(CSAR)是近距离非接触成像领域的重要技术之一。基于傅里叶变换理论的高分辨成像算法需要通过2维插值消除波数域数据在方位维和距离维的非均匀性。但是这两个维度呈现出同心圆环状的高度耦合,导致传统基于2维逐点遍历的插值方法时间复杂度高,成像算法效率低。为此,该文基于解析解的CSAR成像算法推导,提出了同心方形网格的插值分解方法。通过补0、径向1维插值和分区处理消除波数域方位维和距离维的强耦合性,并在两个分区进行独立的1维插值实现2维非均匀波数域的均匀重采样,获得最终同心方形环带均匀填充的波数域样式。通过实验验证了所提算法能有效降低2维插值的时间复杂度,并且所提算法插值处理速度比传统算法提升了7倍,与算法复杂度理论分析结果吻合。

关键词：毫米波合成孔径雷达成像算法 2维插值