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全球能源低碳转型下生物液体燃料产业现状与展望

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中国生物工程杂志 2024年第1期44卷 88-97页

作者：武国庆薛晓舟闵剑林海龙国投生物科技投资有限公司北京100034

能源是经济社会发展的基础,而降低能源使用过程中的碳排放已成为可持续发展的重要标志。交通领域化石能源碳排放约占全球能源系统碳排放的20%,减排压力巨大。生物液体燃料因其显著的降碳属性,是化石燃料向电气化和氢燃料过渡阶段的理想... 详细信息

能源是经济社会发展的基础,而降低能源使用过程中的碳排放已成为可持续发展的重要标志。交通领域化石能源碳排放约占全球能源系统碳排放的20%,减排压力巨大。生物液体燃料因其显著的降碳属性,是化石燃料向电气化和氢燃料过渡阶段的理想替代燃料,并逐渐成为交通领域实现碳中和的重要选择。围绕生物乙醇、生物柴油、生物航煤三种主要生物液体燃料,介绍国内外产业发展现状及进展,分析目前存在的问题,探讨不同应用场景下的生物液体燃料的减碳潜力。结合“双碳”发展目标,总结我国生物液体燃料产业面临的挑战与机遇,提出应重点发展纤维素乙醇及乙醇合成生物航煤(alcohol to jetfuel,ATJ)技术,以破解我国产业发展面临的原料供应问题等若干建议。

关键词：能源转型生物液体燃料燃料乙醇生物柴油生物航煤

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全球农业动物基因编辑基础研究发展动态分析

农业生物技术学报 2024年第1期32卷 220-233页

作者：张萌萌蒋颖李宁北京首农未来生物科技有限公司

基因编辑技术是一项可以对生物机体DNA序列进行精准修饰的技术。为了解全球该领域特别是针对农业动物基因编辑的发展趋势，本研究运用文献计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域论文数据，系统分析了该领域主要研发机构、研发团队... 详细信息

基因编辑技术是一项可以对生物机体DNA序列进行精准修饰的技术。为了解全球该领域特别是针对农业动物基因编辑的发展趋势，本研究运用文献计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域论文数据，系统分析了该领域主要研发机构、研发团队、研究前沿热点以及农业动物基因编辑技术研究现状。结果表明，我国基因编辑技术在论文层面处于国际领先地位，2015～2022年统计基因编辑技术相关论文量居全球第2，全球排名前20机构中，中国机构含8个，占40%。但与发达国家(美国)相比，我们还存在差距，主要体现在底盘核心技术创新不足，基因编辑系统开发、优化及Cas蛋白发现等均在国外；国际顶级学术期刊发表论文虽居全球第2，但远不及美国，中国在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)期刊中发文量最多(31篇)，仅占美国发文量的五分之一；基因编辑技术在农业动物中的研究报道整体数量较少，但呈逐年增多趋势，其在农业动物育种领域的应用存在巨大的潜力；最后结合自身国情，展望基因编辑技术前景以及在农业动物育种领域的发展趋势，以期为利用基因编辑技术解决农业动物育种特别是抗病育种中重大难题提供参考。

关键词：基因编辑农业动物文献分析全球

全球基因编辑技术产业化发展分析及其在农业动物育种中的应用

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农业生物技术学报 2024年第3期32卷 691-700页

作者：张萌萌蒋颖李宁北京首农未来生物科技有限公司

为了解全球农业动物基因编辑技术专利及其产业化态势，本研究利用专利计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域专利数据，对该领域主要研发机构、主要研发团队、研究前沿热点及针对不同农业动物基因编辑技术的概况进行系统分析。结果... 详细信息

为了解全球农业动物基因编辑技术专利及其产业化态势，本研究利用专利计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域专利数据，对该领域主要研发机构、主要研发团队、研究前沿热点及针对不同农业动物基因编辑技术的概况进行系统分析。结果显示，全球基因编辑技术专利在近8年呈上升趋势；中国申请公开的基因编辑技术专利数量排全球第1，但就整体而言，美国在基因编辑技术领域领跑全球；我国核心技术创新、论文专利质量、顶级研发机构和团队、知识成果转化及产业化机制等方面有待进一步提高。我国基因编辑技术专利在农业动物育种领域中数量较少，有些相关企业已完成千万级首轮融资。本研究对全球农业动物基因编辑产业化发展动态进行系统分析，为我国利用基因编辑技术破解农业动物育种重大难题提供参考。

关键词：基因编辑农业动物专利分析产业化

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大豆根瘤菌定向微生态研究与应用

中国农业科技导报 2024年第4期26卷 215-224页

作者：曹轶崔文靖马瑞强北京绿氮生物科技有限公司北京100094

我国大豆根瘤菌种质资源丰富,但其应用进展缓慢,接种面积仅占全国大豆总种植面积的1%~3%。造成该问题的原因主要是根瘤菌不能产芽孢,其抗逆能力较差,导致产品货架期短,应用效果不稳定。为实现根瘤菌产品多元化、功能化、差异化,提高产... 详细信息

我国大豆根瘤菌种质资源丰富,但其应用进展缓慢,接种面积仅占全国大豆总种植面积的1%~3%。造成该问题的原因主要是根瘤菌不能产芽孢,其抗逆能力较差,导致产品货架期短,应用效果不稳定。为实现根瘤菌产品多元化、功能化、差异化,提高产品活性与应用效果,使用定向微生态(directed micro-ecology,DME)体系优化培养策略,实现根瘤菌、芽孢杆菌的定向扩培及应用。通过单因素实验及响应面法获得根瘤菌最优培养基(25.5 mL·L^(-1)糖蜜液、15.2 g·L^(-1)酵母膏、pH 6.98),在DME培菌机中使用该配方可以实现根瘤菌(100 L·min^(-1),20 h)及芽孢杆菌(150 L·min^(-1),14 h)菌量50倍以上的扩增,达到(20~50)×10^(8) CFU·mL^(-1),且杂菌率控制在5%以下。盆栽接种实验表明,DME扩培菌株接种处理的效果显著优于实验室常规培养菌株的同等接种处理,这表明DME培菌机培养的功能微生物应用效果更好。根瘤菌与芽孢杆菌的复配组合可以协助根瘤菌更好地实现其共生功能,具体表现在苗期结瘤数增加、叶绿素含量增加,并且最终的产量与单接种菌株相比也增加了近20%。定向微生态(DME)体系通过定向营养和生长控制,使得目标功能微生物在含有多种微生物的微生态环境中,达到应用级别的产量和纯度,实现与纯培养菌株相同的功能,对于促进根瘤菌的产业化、加快功能菌株的推广应用具有重要意义和应用价值。

关键词：定向微生态体系根瘤菌芽孢杆菌

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抗体修饰DNA测序酶的开发及其运用

生物技术通报 2024年

作者：宋辉曹文刚肖晓文杜军北京擎科生物科技股份有限公司研究院湖北擎科生物科技有限公司研发部

【目的】开发一种新型DNA测序酶，解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战，如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息，利用遗传融合、定点突变及基因... 详细信息

【目的】开发一种新型DNA测序酶，解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战，如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息，利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase。利用亲和层析和离子交换层析，获得了纯化的测序酶。利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能，并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征。选取多组不同类型的复杂模板，采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现。【结果】Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达，纯度达到95%以上，产量高达10.5 mg/L。当温度低于35℃时，Sso-Sequenase表现出热启动活性。在复杂模板的一代测序反应中，如重复序列、高GC和发夹结构等样本，Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序，序列的平均碱基质量QV大于20。相比而言，BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时，多数样本测序信号出现了显著衰减或中断。【结论】开发了一种纯度好、产量高，兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒，显著提高了复杂DNA结构模板（重复序列、高GC和发夹结构）测序成功率。

关键词： DNA测序酶抗体修饰复杂模板测序

酶解联合微生物发酵对弹性蛋白肽理化性质与功能特性的影响

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食品与发酵工业 2024年

作者：鲁杏茹智文博吕静曾贝贝李带根厦门元之道生物科技有限公司

为提高弹性蛋白肽（elastin peptide， EP）的理化性质与功能特性，该研究通过酶解联合微生物（副干酪乳杆菌YYS-K1）发酵制备弹性蛋白肽（EMEP），以单一蛋白酶解制备EP为对照，比较EMEP和EP的理化性质和功能特性的差异。结果表明：EME... 详细信息

为提高弹性蛋白肽（elastin peptide， EP）的理化性质与功能特性，该研究通过酶解联合微生物（副干酪乳杆菌YYS-K1）发酵制备弹性蛋白肽（EMEP），以单一蛋白酶解制备EP为对照，比较EMEP和EP的理化性质和功能特性的差异。结果表明：EMEP的糖胺聚糖的含量较EP提高了约1.73倍；2种EP中氨基酸组成和必需氨基酸占比无明显差异，而EMEP中的Gly和Leu含量占比明显高于EP；分子质量分布结果表明，EMEP中＜1 000 Da肽段占比为89.37%，单一酶解制备的EP占比为89.19%。抗氧化结果表明，2种EP均具有一定的抗氧化能力，在质量浓度为40 mg/mL时，EMEP的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和超氧阴离子自由基清除率较EP分别提高29.59%、2.74%和8.45%；EP与EMEP均表现出良好的功能特性，其中质量浓度为40 mg/mL的EMEP可有效抑制白蛋白变性、AGEs生成以及胰脂肪酶和弹性蛋白酶的活性，抑制率分别达到了92.11%，70.14%，81.14%和83.33%，与单一蛋白酶解EP相比分别提高20.25%、12.66%、81.14%和20.85%。总之，酶解联合微生物发酵制备法有利于进一步提高EP的理化性质和功能特性，为开发高质量的弹性蛋白肽产品提供理论依据。

关键词：弹性蛋白肽酶解联合微生物发酵蛋白酶解抗氧化活性生物活性

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抗体修饰DNA测序酶的开发及其应用

生物技术通报 2024年第5期40卷 84-93页

作者：宋辉曹文刚肖晓文杜军北京擎科生物科技股份有限公司研究院北京100000 湖北擎科生物科技有限公司研发部鄂州436000

【目的】开发一种新型DNA测序酶,解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战,如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息,利用遗传融合、定点突变及基因设... 详细信息

【目的】开发一种新型DNA测序酶,解决一代测序技术应对复杂DNA结构模板所面临的主要挑战,如测序信号中断或测序信号快速衰减。【方法】从NCBI数据库中挖掘到了Taq DNA聚合酶和单链结合蛋白SSB基因信息,利用遗传融合、定点突变及基因设计技术获得了一种新型的测序酶Sso-Sequenase。利用亲和层析和离子交换层析,获得了纯化的测序酶。利用抗体修饰技术改良了Sso-Sequenase的性能,并且利用STR技术对其热启动性能进行了表征。选取多组不同类型的复杂模板,采用一代技术对比分析了Sso-Sequenase测序酶试剂盒和传统BigDye测序试剂盒的测序表现。【结果】Sso-Sequenase在大肠杆菌中稳定表达,纯度达到95%以上,产量高达10.5 mg/L。当温度低于35℃时,Sso-Sequenase表现出热启动活性。在复杂模板的一代测序反应中,如重复序列、高GC和发夹结构等样本,Sso-Sequenase测序酶成功完成了所有样本的测序,序列的平均碱基质量QV大于20。相比而言,BigDye测序试剂盒在处理这些复杂样本时,多数样本测序信号出现了显著衰减或中断。【结论】开发了一种纯度好、产量高,兼具热启动活性的DNA测序酶Sso-Sequenase及测序试剂盒,显著提高了复杂DNA结构模板(重复序列、高GC和发夹结构)测序成功率。

关键词： DNA测序酶抗体修饰复杂模板测序

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液流电池堆分析与计算程序

储能科学与技术 2024年第3期13卷 879-892页

作者：李昂李晓蒙李京浩张谨奕国家电投北京和瑞储能科技有限公司北京102209

液流电池图形用户界面(graphic user interface,GUI)整合了电池堆内部电流分布、流体阻力、稳态自然对流散热、结构封装压力和螺柱选型。基本满足研发人员独立进行多学科计算的要求,能初步评估一款电池堆的性能。多分堆构型液流电池堆... 详细信息

液流电池图形用户界面(graphic user interface,GUI)整合了电池堆内部电流分布、流体阻力、稳态自然对流散热、结构封装压力和螺柱选型。基本满足研发人员独立进行多学科计算的要求,能初步评估一款电池堆的性能。多分堆构型液流电池堆的等效电路图采用网格法进行简化,并结合基尔霍夫电压定律求解恒流运行时的循环电流,并进一步计算出堆内逐节电池的实际通过电流、板框流道内的旁路电流,以及堆内主通道内汇总的旁路电流。电池堆流体阻力受板框流道设计、外接管路、电极参数和液位落差影响。矩形流道的达西摩擦系数采用经验方程计算,可将湍流阻力计算误差控制到10%,层流阻力计算误差极低,局部阻力系数采用达西3K参数式估算。电极流阻受电解液流经长度、电极渗透率和电解液黏度的影响。由于渗透率公式的计算结果偏离实验测量值较大,所以界面设定为实测值输入。电池堆按照有保温和无保温考虑在集装箱内的自然对流稳态散热,需要的输入参数包括电池堆的几何尺寸、保温层厚度、环境温度和堆内温度。封装力计算所用的单电池结构是板框配合内嵌盖板的形式。力主要用于找平板材翘曲、将密封垫压入密封槽、抵消内部液体压力和材料热膨胀,再以此进行螺柱选型。

关键词：液流电池仿真电流流体热力

热反应牛骨香精酶解工艺优化及关键气味化合物鉴定

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食品科学技术学报 2024年第1期42卷 126-142页

作者：王海丽关鑫唐源宋焕禄潘文清龚林陈琬盈北京工商大学食品与健康学院北京100048 湖南省嘉品嘉味生物科技有限公司湖南长沙410100

为研究制备热反应牛骨香精的较佳酶解工艺,以牛骨素为原料,选用复合酶,利用单因素实验和响应面试验考察酶解温度、酶解时间、复合酶加酶量及复合酶加酶比例对酶解液水解度和由酶解液与糖、氨基酸等原料经美拉德反应制备的热反应牛骨香... 详细信息

为研究制备热反应牛骨香精的较佳酶解工艺,以牛骨素为原料,选用复合酶,利用单因素实验和响应面试验考察酶解温度、酶解时间、复合酶加酶量及复合酶加酶比例对酶解液水解度和由酶解液与糖、氨基酸等原料经美拉德反应制备的热反应牛骨香精的感官评分的影响,并利用高效液相色谱法测定游离氨基酸质量比,利用全二维气相色谱-嗅闻-质谱技术分析牛骨素酶解前后制备的热反应牛骨香精关键气味化合物的质量比。结果表明,牛骨素的较佳酶解工艺为酶解温度50℃、酶解时间4 h、加酶量1250 U/g、复合风味蛋白酶与复合蛋白酶的加酶比例为3∶2,在此条件下感官评分为8.17分。与牛骨素相比,酶解液中有15种游离氨基酸的质量比显著增加;使用电子鼻和电子舌测定牛骨素和酶解液的气味轮廓和滋味轮廓,发现酶解液的氮氧化物气味特征增强,酶解液的鲜味、浓厚味、咸味特征更明显。使用固相微萃取结合全二维气相色谱-嗅闻-质谱技术,对牛骨素、酶解液分别制备的热反应牛骨香精的关键气味化合物进行分析,共鉴定出挥发性气味化合物164种,包含27种醛类、30种酮类、12种醇类、16种酸类、7种含硫化合物、10种酯类、18种吡嗪类、10种呋喃类、6种噻唑类、4种噻吩类和24种其他类化合物。通过气相色谱-嗅闻分析,嗅闻到74种气味活性化合物;气味活性值(OAV)大于1的关键气味化合物有22种,牛骨素与酶解液分别制备的热反应牛骨香精中最重要的关键气味化合物均为双(2-甲基-3-呋喃基)二硫醚(OAV值分别为13079和8053);与牛骨素制备的热反应牛骨香精相比,酶解液制备的热反应牛骨香精中出现了(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-甲基-3-呋喃硫醇、甲基糠基二硫醚、己酸甲硫醇酯、β-石竹烯5种新的关键气味化合物。研究旨在为热反应牛骨香精工业化生产中的酶解工艺提供理论依据。

关键词：酶解工艺热反应牛骨香精气味活性化合物关键气味化合物全二维气相色谱-嗅闻-质谱