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华东理工大学科技成果汇编 17生物工程学院1、酶法拆分生产2-芳基丙酸项目简介：2-芳基丙酸类非甾体抗炎药是一类重要的手性消炎镇痛药，其药效与化合物的立体构型有很大关系，通常(S)-异构体的疗效远高于(R)-异构体。到目前为止，国内许多2-芳基丙酸类药物仍然是以消旋体的形式销售。用单一构型2-芳基丙酸取代消旋产品，不仅可以提高药效，而且可以有效地降低副作用的产生。本技术采用脂肪酶在水相环境中催化2-芳基丙酸(如酮洛芬、萘普生)酯的水解拆分，获得具有显著抗炎生物活性的(S)-2-芳基丙酸，剩余的(R)-2-芳基丙酸酯可以通过化学法水解生产相应的(R)-2-芳基丙酸，或者直接通过高温回流消旋后进行重复水解拆分。工艺技术路线简单，产品光学纯度高(98%)，具有很好的工业应用开发前景。所属领域：生物、医药项目成熟度：完成小试应用前景：目前国外已有多种品牌的光学纯(S)-2-芳基丙酸类药物销售，但是，国内许多2-芳基丙酸类药物仍然是以消旋体的形式销售，开发具有较高药效的光学纯2-芳基丙酸类药物，具有很好的市场前景。知识产权及项目获奖情况：已经获得两项专利授权，专利号分别为：ZL 98121942.X和ZL 01126617.1。另有一项专利已经公开，申请号为200710041077.3，公开号为CN 101063157 A。合作方式：技术开发2、酶法拆分生产光学活性羟基酸及内酯化合物 项目简介：手性小分子羟基酸含有羟基以及羧基活性功能基团，是许多天然产物或医药等手性合成的重要中间体。除了单纯的-羟基酸之外，-羟基酸、-羟基酸和羟基在末端的-羟基酸均可以在酸性条件下脱水闭环形成四元环、五元环或多元环的内酯化合物，分别称为-内酯、 -内酯或 -内酯，这些内酯化合物也是重要的医药中间体。其中，(-)-羟基-,-二甲基-丁内酯(又称D-(-)-泛解酸内酯或D-泛内酯)，是制备D-泛酸钙和D-泛醇的重要合成中间体。D-泛酸钙(又称维生素B5)是重要的维生素之一，广泛用于医药、饲料和食品行业中。本项目使用自行分离获得的微生物，发酵生产内酯水解酶，选用棉布等载体进行固定化后进行泛解酸内酯、-羟基-丁内酯等系列外消旋内酯化合物的水解拆分。固定化酶有非常高的稳定性，可以重复使用几十批。水解产生的高光学纯度手性羟基酸可以通过简单的化学法酸化内酯化获得相对应的手性内酯，我们不需要的构型化合物可以通过碱法消旋重复使用。本技术工艺路线简单，底物浓度高，产品光学纯度好，具有很好的开发应用前景。所属领域：生物、医药项目成熟度：完成小试应用前景：手性羟基酸及内酯作为重要的手性医药中间体，有较广阔的市场前景，其中D-泛内酯及D-泛酸钙的市场达到万吨级/年，并且还在不断增长。知识产权及项目获奖情况：已申请两项中国发明专利，申请号分别为：200610117331.9和200810034069.0。另外还申请了一项国际PCT专利，专利号为 PCT/CN2007/070598。合作方式：技术开发3、酶法合成天然产物红景天苷 项目简介：红景天苷是重要的医药保健品，具有增强记忆、改善心脑血管系统功能、增强免疫、抗疲劳、耐缺氧、抗肿瘤等多方面药理作用。本项目使用果脯生产中废弃的植物种籽作为催化剂原料，以葡萄糖和对羟基苯乙醇为底物，在有机溶剂-水单相体系中催化合成珍贵的天然保健品红景天苷。反应结束后，使用氧化铝填充柱进行产品分离，产物红景天苷吸附在氧化铝柱上，而未完全反应的对羟基苯乙醇不能吸附在氧化铝柱上，直接被洗脱，从而实现产物红景天苷与反应底物对羟基苯乙醇的分离。随后用乙醇和水的混合溶液将吸附在氧化铝柱上的产物红景天苷解吸洗脱，经进一步精制可以获得高纯度的产品。与传统的从天然植物提取红景天苷的工艺路线相比，本技术工艺路线简单，绿色环保，生产的红景天苷纯度高，成本低，具有很好的工业应用开发前景。所属领域：生物、医药项目成熟度：完成小试应用前景：红景天苷作为一种重要的保健品，目前已经衍生开发出红景天口服液、红景天食品、红景天饮料等多种产品，随着人们保健意识的不断提高，市场前景非常广阔。知识产权及项目获奖情况：已经获得一项专利授权，专利号为：ZL200410016652.0。另有一项专利已经公开，申请号为200610024094.1，公开号为CN1844405 A。合作方式：技术开发4、生物拆分生产单一构型扁桃酸 项目简介：扁桃酸是最简单的芳香族-羟基酸，也是重要的精细化工产品，单一对映体扁桃酸用作光学拆分剂，在美国抗生素头孢孟多生产中大量使用。单一构型扁桃酸在医药工业也有广泛应用，可以合成环扁桃酯、扁桃酸乌洛托品、扁桃酸苄酯等药物。国内有关科研机构也有采用-羟基苯乙酸生产苯并呋喃酮分散猩红染料，用于涤纶超细合成纤维的染色。随着研发深入，新的应用还在不断开发。本项目使用自行筛选获得的专利菌株，经过一段时间的发酵培养，直接在发酵液中加入消旋扁桃酸，通过分批补料，累计外消旋底物扁桃酸浓度为3% (w/v)。通过微生物酶体系的选择性降解，(S)-扁桃酸被降解，剩余高光学纯度的(R)-扁桃酸，经提取精制，产品的光学纯度可以高于99.9%。使用本技术，还可以生产高光学纯度的扁桃酸苯环取代衍生物。所属领域：生物、医药项目成熟度：完成小试应用前景：据统计，目前国际市场上对消旋扁桃酸的需求约以年均10%左右的速度增长，而对单一构型扁桃酸的需求增长速度更快，应用本技术生产单一构型扁桃酸，市场前景非常好。知识产权及项目获奖情况：已经获得两项专利授权，专利号分别为：ZL200510027088.7和ZL200610082377.1。另有一项专利已经公开，申请号为200710040563.3，公开号为CN 101134943 A。合作方式：技术开发5、小球藻高密度高品质培养技术及其产业化项目简介：小球藻具有全面而均衡的营养价值,广泛应用在食品、饲料、医药等多个领域。目前小球藻大规模生产普遍采用开放式户外大池培养，但存在细胞密度低、生长速率慢、采收成本高、占地面积大、生长条件难控制、易污染、产品质量难保障等缺点。在国家863项目支持下，在国内外首创的异养稀释-光自养串联培养工艺可实现小球藻的高密度高品质培养。整个培养过程分为三个单元：（1）小球藻异养培养；（2）对藻液进行稀释；（3）转入光自养培养。采用该技术，普通小球藻和蛋白核小球藻异养培养细胞密度可达55g/L和158g/L（产率分别达0.94g/L/h和3g/L/h）；稀释后转入光自养培养的细胞密度在大池中可达5g/L，日产率为750g/m2/d；获得的小球藻藻粉可达到德国的质量标准，其中蛋白质和叶绿素含量分别可达59.49%和27.52mg/g。而目前开放式户外大池培养细胞密度一般为0.20.5g/L，平均日产率为1622g/ m2/d。与开放式户外培养相比，本技术培养密度高、生长速率快、占地面积小、生产成本低。可以在封闭式环境中进行培养，不仅可防止污染，而且可使培养条件一致，稳定产品质量，实现终年生产。所属领域：生物项目成熟度：已达到中试水平。应用前景：小球藻应用范围广，随着小球藻应用技术的不断开发以及生产成本的不断降低，其市场需求将进一步扩大，市场前景广阔。知识产权及项目获奖情况：具有自主知识产权，已获得授权中国发明专利2项。合作方式：技术转让或合资生产6、酿酒酵母法生产S腺苷甲硫氨酸的高产率发酵新技术 及其产业化项目简介：S-腺苷甲硫氨酸（SAMe）作为一种重要的内源性生理活性物质，具有多元化的生理活性特点，国际上已被广泛用于抑郁症、关节炎、肝损伤等多种疾病的治疗。目前，国际上只有德国和意大利能生产SAMe，但因发酵水平低等原因在国内尚未实现产业化。在国家“十五”攻关项目支持下，建立了SAMe的第一代发酵技术（菌株为：酿酒酵母），50L罐中SAMe浓度达5g/L，将该技术放大至10 m3罐中，发酵46h的SAMe浓度达5.84g/L，发酵过程的平均产率达0.127g/(L.h)，比文献报道的最高SAMe产率提高41%。在原有工艺基础上，建立了SAMe发酵的第二代技术。5L和50L罐的重复试验结果表明，SAMe发酵新工艺不仅稳定性好，而且可从5L罐成功地放大到50L罐。50L罐发酵60h的SAM平均浓度达7.5g/L，比原有工艺在50L罐中发酵的SAMe浓度提高50%，平均产率为0.125g/(L.h)，比文献报道的最高水平提高了40%。目前已开发出了SAMe发酵的第三代技术，5L罐发酵60h的SAMe浓度达8.5g/L，比第一代技术在50L罐中发酵的SAMe浓度提高70%，平均产率为0.142g/(L.h)，比文献报道的最高水平提高了45%。所属领域：生物项目成熟度：已建立50L罐发酵工艺应用前景：SAMe自1999年FDA批准上市后，在美国年销售量超过10亿美元，并以每年10%以上的速度在递增；近年来，我国每年进口SAMe制剂产品也超过1亿元，市场前景非常看好。知识产权及项目获奖情况：具有自主知识产权。合作方式：技术转让7、防治植物土传病害微生物农药系列产品创制及产业化项目简介：植物土传病害和气传病害是一类分布广、危害重的世界性植物病害，已严重危害我国乃至全球蔬菜、瓜果、花卉、中药材等经济作物的种植。在科技部和上海市科委的支持下，在国内外首次利用多粘类芽孢杆菌成功地开发出了防治青枯病和枯萎病的微生物农药0.1亿cfu/克多粘类芽孢杆菌细粒剂（已产业化）。0.1亿cfu/克多粘类芽孢杆菌细粒剂为国家“十五”重大科技成果，具有自主知识产权。该细粒剂可通过灌根有效防治植物细菌性和真菌性土传病害，对植物具有明显的促生长、增产作用。在已有基础上，开发出了防治植物青枯病、枯萎病、根腐病、软腐病等土传病害以及防治炭疽病、疫病等叶部病害的10亿cfu/克多粘类芽孢杆菌可湿性粉剂，已提交田间试验申请材料。此外，在国内外首次利用从渤海潮间带植物盐地碱蓬根内分离出的一株海洋芽孢杆菌（Bacillus marinus）B-9987菌株为生防菌，开发出10亿cfu/g海洋芽孢杆菌可湿性粉剂，该粉剂对多种土传和气传病害具有很好的防治效果。所属领域：生物项目成熟度：0.1亿cfu/克多粘类芽孢杆菌细粒剂已产业化、10亿cfu/克多粘类芽孢杆菌可湿性粉剂和10亿cfu/g海洋芽孢杆菌可湿性粉剂已达到中试水平。应用前景：在我国，0.1亿cfu/克多粘类芽孢杆菌细粒剂在烟草、番茄、辣椒、茄子和花生上的销售可达4.64万吨10.14万吨，再加上在防治枯萎病以及马铃薯、姜、甘薯、麻、香蕉等作物青枯病方面的推广应用，其市场需求将会更大。知识产权及项目获奖情况：具有自主知识产权，已授权中国发明专利，公开PCT和美国专利。通过上海市科委组织的成果鉴定，达国内领先、国际先进水平。合作方式：合作生产或技术转让8、高产率高含量叶黄素微藻培养新技术及其产业化开发项目简介：叶黄素（lutein）是一种重要的高附加值产品（90%纯度的叶黄素出口价达400万元人民币/吨），其市场前景很好，目前的规模化生产主要从万寿菊中提取，但存在许多问题。近年来文献中报道的另外一种具有潜在应用价值的方法是通过微藻培养来生产叶黄素，但目前制约该方法产业化的瓶颈问题是藻细胞内的叶黄素含量及叶黄素的产率均较低。本实验室最近发明了一种高产叶黄素的微藻培养新技术，胞内叶黄素的含量明显高于文献报道的微藻中叶黄素含量（最高含量为6.48mg/g）。同时异养培养微藻时的叶黄素产率为目前文献报道的异养培养微藻合成叶黄素的最高产率的2.5倍；光自养培养微藻时叶黄素的产率为目前文献报道的光自养培养微藻合成叶黄素的最高产率的5.5倍。本实验室发明的高产叶黄素微藻培养新技术，是国内外利用微藻培养生产叶黄素领域的一大突破，具有重要的产业化价值。所属领域：化工、生物项目成熟度：已达到中试水平。应用前景：叶黄素是一种天然色素，人体内自身不能合成，完全依赖摄取。作为食品、药品和化妆品的添加剂和家禽畜、水产养殖动物、动物组织的增色剂。近几年来，叶黄素的药用功能得到了广泛的关注，因此其需求量也与日俱增。知识产权及项目获奖情况：具有自主知识产权，已申请中国发明专利。合作方式：技术转让或合资生产9、酶法生产5-核苷酸项目简介：5-核苷酸为生物体内重要的生化物质，参与多种生理生化反应。本项目即利用核糖核酸（RNA）为原料，通过酶催化反应生成四种5核苷酸，再经分离纯化，最后获得高品位的5腺苷酸（5AMP）、5鸟苷酸（5GMP）、5胞苷酸（5CMP）和5尿苷酸（5UMP）等四种5核苷酸产品。这四种核苷酸目前作为营养强化剂，添加到婴儿配方奶粉中，或作为各种核酸药物中间体。本项目的特点是：1）提取高活力的磷酸二酯酶，代替桔青霉直接发酵液，大大减少了设备投资及生产成本，有效地消除了对环境的污染；2）通过对酶的预处理，有效地控制了酶反应过程中的副反应，使核苷酸转化率明显提高；3）通过新型离子交换树脂的有序排列组合，可一次分离纯化得到高纯度单核苷酸，技术上收率达80%以上；4）使用本项目生产出来的产品，含量和纯度均可达98%以上。达到国外先进水平。所属领域：生物项目成熟度： 本项目已进行过中试，并具备规模化生产的条件。应用前景：本项目产品为高档食品营养强化剂，可提高奶粉的营养程度。国内外需求量约在一千吨以上，具有较好的市场前景。知识产权及项目获奖情况：自有技术合作方式：技术转让，合作年限不限。10、应用静息酵母生产胞二磷胆碱项目简介：胞二磷胆碱又名胞苷-5-二磷酸胆碱（Cytidine5diphosphate choline, CDP-C，CDP-胆碱），为生物体内重要的生化物质。它是磷脂代谢的重要前体,为卵磷脂生物合成必需的辅酶。大量研究证明,CDP-C具有以下效应：（1）促进生物代谢,尤其是磷脂的生物合成反应；（2）促进心血管功能,增加脑的血流量；（3）增强胆碱能,赋活中枢神经系统的功能,改善意识状态；（4）增强多巴胺能,抑制锥体外系,赋活锥体系；（5）恢复损伤组织细胞膜的结构和功能,防止水肿和继发性病变。之外,CDP-胆碱由于具有焦磷酸键,对于那些参与电子传递过程的高能分子合成尤为重要。本项目利用静息酵母细胞中较强的糖酵解能力及较高的磷酸胆碱转移酶的活力。通过葡萄糖酵解产生的生物能，经ATP转移到胞苷酸，形成胞苷三磷酸，再在磷酸胆碱转移酶的作用下，最后得到胞二磷胆碱。目前胞二磷胆碱产品国内外供不应求，而且随着主要原料胞苷酸的成本下降，产品利润丰厚。所属领域：生物项目成熟度：本项目已进行过中试，并具备规模化生产的条件。应用前景：CDP-胆碱在临床上有广泛应用：促进脑损伤和中风的恢复；用于治疗帕金森氏综合症(Parkinsons disease)；对老年性痴呆症(Alzheimers disease )和抑郁症有一定的疗效；用于治疗脑血管和心血管疾病；治疗神经性耳聋；其它如对延缓衰老，提高学习效果和记忆力等也有一定疗效。近年来除用作针剂外，口服也具有一定的效果，甚至可作为保健品使用。知识产权及项目获奖情况：自有技术合作方式：技术转让，合作年限不限。11、保健食品、化妆品添加剂-柑橘黄酮项目简介： 柑橘黄酮，主要存在于柑橘属植物果实的外皮中（包括外果皮、囊膜、经络）。该项目以柑橘皮为原料，采用新技术、新工艺分离精制得到一种新的黄色粉末状生物黄酮，属纯天然高新技术产品。可用于食品添加剂、功能食品、美容及抗衰老化妆品领域。项目成熟度：已完成:（1）以柑橘皮为原料，采用新技术、新工艺分离精制成一种新的黄色粉末状生物黄酮，属纯天然高新技术产品，并已申请专利授权，并实现产业化；（2）酪氨酸酶抑制试验、细胞培养黑色素生成试验皆表明该产品具有显著的美白功效，效果优于熊果苷。预期合作内容和目标：（1）提供柑橘黄酮的提取分离工艺；（2）合作开发柑橘黄酮在美白化妆品中的应用。所属领域：生物、医药应用前景：目前对柑橘类黄酮的应用研究主要集中在医药、食品添加剂、功能食品、美容产品、抗衰老化妆品等领域 。由于柑橘果实为全世界人们所广泛食用，以及其广泛易得的原料来源，柑橘工业桔汁、桔皮等副产品中的高黄酮含量，而备受人们关注。最主要的是，柑橘黄酮多方面的生物活性和其安全性使得对其活性研究经数十载而不衰。所以柑橘黄酮应用前景广阔。知识产权及项目获奖情况：（1）从柑橘皮中制备柑橘黄酮的方法，中国专利授权号：ZL200610024325.9（2）相关技术2007年获上海市科技发明三等奖。合作方式：技术转让、专利（实施）许可或合作开发。12、保健食品、化妆品添加剂-竹叶黄酮项目简介：竹叶黄酮具有丰富资源、优良品质、显著的保健功效及较好的安全性，在功能食品和医药、化妆品领域有着十分广阔的应用前景。该项目是以竹叶为原料，采用新技术、新工艺分离精制而成的天然生物黄酮。工艺成熟，已成功工业化放大。研究表明该产品能清除人体内活性氧自由基，防止生物膜脂质被超氧自由基和羟基自由基氧化，具有防止血管硬化，改善脑组织营养，改善心血管及脑神经系统功能以及抗癌、抗衰老、预防老年性痴呆症等重要生理和药理作用。可广泛用于医药、保健品、化妆品、香料、食品防腐剂、天然抗氧化剂等领域。竹叶黄酮具有抗脂质过氧化、抗衰老作用，能清除体内氧自由基，提高SOD以及GSH-PX的活性，可作为功能食品的功能因子。可广泛应用于食品工业中如：中式香肠、腌腊制品、水产品、膨化食品、调味品、高温灭菌奶、果汁饮料、软饮料、酿造酒、食用油等。竹叶黄酮在皮肤外用条件下，对人体皮肤及粘膜不会产生刺激作用。此外通过体外细胞培养显示，在0.005%0.05%浓度内，竹叶黄酮对大鼠皮肤角质形成细胞和成纤维细胞均有显著的增殖作用；对B16黑色素肿瘤细胞的黑色素合成具有显著的抑制作用：能显著降低皮肤角质形成细胞的脂质过氧化产物(MDA)含量，并提高超氧化物歧化酶(SOD)活性。由于它符合作为化妆品添加剂的安全性要求，可作为抗衰老护肤化妆品的功能性因子，应用在诸如营养滋润剂、防晒护肤剂等多种日用化妆品中。所属领域：生物、医药项目成熟度：已完成竹叶黄酮提取工艺的开发并成功实现工业化放大。预期合作内容和目标：（1）提供竹叶黄酮的提取分离工艺；（2）合作开发竹叶黄酮在医药、保健品、美容产品、抗衰老化妆品等领域的应用。应用前景：在食品工业科技迅猛发展的今天，天然植物提取物的领域蕴藏着巨大的商机，竹叶黄酮由于具有来源丰富、医疗功效多、安全性能好等优点，在天然功能性食品添加剂、天然药物、化妆品以及功能食品等领域有非常广阔的市场前景。知识产权及项目获奖情况：2007年获上海市科技发明三等奖。合作方式：技术转让、专利（实施）许可或合作开发。13、微生物固体发酵反应器项目简介：固态发酵不同于液态发酵，培养基以固体状态存在，传递过程极其复杂，反应过程有不同于普通的化学反应中的气-固反应，适宜的温度、湿度、pH、供氧又是固态发酵过程中菌体生长、代谢所必需的。目前酱油制曲行业仍主要采用竹匾方式，该方式机械化程度低，劳动强度大，而且不能达到无菌操作，特别是遇到黄梅天，酱曲很容易染菌，因此酱油酿造行业急需一种机械化强度高，密闭操作的设备。我们实验室自行研制了一个5L的固态发酵反应器，能较好的控制发酵过程中的温度、湿度、供氧等。压缩空气经过滤膜除菌后，经过增湿器，使空气的温度和湿度调节到预定值。反应器由于加入了搅拌系统，所以不同于一般的填充式反应器，能在发酵过程中自行的添加水份，满足微生物的水份需求。该反应器能应用于酱油发酵的种子培养，达到密闭无菌培养，很好的控制种子生长过程中的各个参数，能应用酱油种子制曲中。所属领域：食品项目成熟度：小试应用前景：制曲设备在酱油制曲工艺中起着举足轻重的作用，现在使用的一些酿造设备，因造价昂贵，很难大规模推广。在固体发酵中最主要的一个问题就是散热问题，因为固体底物热导性差，导致热量对流和传热效率低，在产热高峰，床层温度急剧上升，出现温度梯度，在发酵过程中必须尽量减少温度梯度的出现。一般通过空气对流蒸发的方式控制温度，但必须考虑空气对流对水份蒸发的作用，防止水份过度损失。本项目自行研制的5L固态发酵反应器能很好解决了上述问题。而且该反应器密闭操作，能将固体发酵的温度、水份、通气很好的耦合起来，达到很好的发酵效果。合作方式：合作开发14、注射用红景天苷的开发项目简介：红景天是名贵珍稀的药用植物，具有抗缺氧、抗微波辐射、抗疲劳、抗衰老和抗神经衰弱功能，还能提高人体的免疫功能和应激能力。红景天苷又是其中最主要的活性物质。近年来对红景天苷进行的大量药理研究表明，红景天苷能恢复受微波辐射后小鼠脑内的单胺类递质，具有扶正作用。红景天苷对老龄大鼠肝脏的抗衰老实验研究表明其具有较强的抗脂质过氧化作用；红景天苷对实验性肝纤维化形成具有治疗作用。此外，红景天苷对动物心肌缺氧、缺血有明显的保护作用，能显著降低正常心肌的心肌耗氧量和耗氧指数，且不影响正常冠脉血流量。本项目采用先进分离技术，对红景天中价值大、含量少而分离提纯困难的红景天苷进行提纯，成功开发出提取红景天苷的工业化生产技术，所提取的红景天苷纯度大于95%。是一种工艺简单，产品纯度高，适合工业化生产的红景天苷的制备方法。所得红景天苷可进一步制备成注射用红景天苷，已就某适应症完成相关的临床前实验。所属领域：医药项目成熟度：已完成中试放大及生产工艺优化工作，能提供公斤级产品，开发成针剂和片剂。应用前景：根据不同需要每批次制备50100克红景天苷，已完全能满足新药申报的需要。其应用将为神经系统、心血管系统、肿瘤防治、抗肝纤维化等提供一大类新型药物，具有广阔的市场前景。也可用于相关功能性保健品的开发。知识产权及项目获奖情况：正在就不同适应症申报专利。合作方式：提供注射用红景天苷分离提取技术转让或就某一适应症联合开发申报新药。15、环境友好型藻类杀/控剂项目简介： 灵菌红素族（Prodigiosins）是一类天然红色素家族的总称，包括Prodigiosin，Prodigiosin 25-CmetacycloProdigiosin，Prodigiosene和desmethoxyprodigiosin等，灵菌红素（Prodigiosin，2-methyl-3-pentyl-6-methoxyprodigiosin）是该族色素中的典型物质，最近国际上的注意力都集中在由粘质沙雷氏菌Serratia marcescens 所生产灵菌红素族色素（Prodigiosins）潜在的临床应用前景、治理赤潮和湖泊水华等方面。通过理化方法致突变筛选到了高产灵菌红素菌株。发酵方面从生化工程角度对灵菌红素产生和分泌从分子遗传水平、细胞调节水平和反应器传递水平进行较系统地定量研究，形成了一套发酵过程多参数相关分析和实时诊断技术，以实现运用宏观操作来控制微观细胞代谢和灵菌红素产生和分泌的目的。分离纯化方面综合国内外的纯化工艺，制定了低成本且简易的制备工艺：30升罐发酵水平达到800毫克/升以上，提取总收率可达75%，试验样品纯度90%以上。所属领域：生物、环境项目成熟度：中试应用前景：我们通过微生物发酵的方法获得灵菌红素，并与国家海洋局东海环境监测中心合作，研究了灵菌红素对东海海域赤潮藻类的杀抑活性。结果表明灵菌红素对纤细角毛藻、中肋骨条藻、小球藻、巴氏夫藻、新月藻、米氏凯伦藻、盐藻和太湖蓝藻等都有很好的杀抑活性。通过实验室模拟赤潮或湖泊水华爆发，此时0.1g/ml的灵菌红素作用24h 后除/抑藻率达到90%以上。由此可见，灵菌红素在较低浓度下对各种赤潮藻类和湖泊淡水藻类具有良好的除藻效果，又因其在见光下可实施可控分解的特性，使其很可能成为很有应用前景的除藻剂。知识产权及项目获奖情况：国家863重点项目子课题，已申请发明专利3项，具有核心技术（自主知识产权）。合作方式： 技术开发、技术转让、专利（实施）许可，合作年限面谈。16、生物法生产2，3-丁二醇项目简介：由于2,3-丁二醇结构较为复杂，化学合成2,3-丁二醇成本较高，而不像1,4丁二醇用乙炔合成那样具有成熟简单的工艺，所以一直很难实现大工业化生产。用生物法来制备2,3-丁二醇既符合绿色化工的要求，又可避免化学合成的困难，受到了广泛的关注。本项目从2,3丁二醇生物合成途径和整体代谢调控网络着手，在系统分析粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)细胞代谢网络的基础上，运用代分子生物学技术合理修饰细胞代谢途径，使整体代谢网络与中心代谢有机结合，提高代谢途径的物质定向流量，提高2,3丁二醇的生物合成量，最后根据基因工程菌株的细胞特点，确定了大规模发酵生产2,3丁二醇新型工业化发酵调控策略。我们通过基因改造、培养基及调控策略的优化，目前发酵水平BD的产量达到130g/L，达到国际先进水平。同时我们采取萃取/高真空精细分馏的分离方法已获得了纯度达95%结构为内消旋的2,3-丁二醇。该项目2006年获国家科技部“863”产品导向课题资助。所属领域：生物、能源、材料项目成熟度：中试应用前景：2,3-丁二醇是1,3-丁二烯的加工原料。1,3-丁二烯是合成橡胶的重要原料，目前主要通过石油裂解获得，2,3-丁二醇脱水可产生甲乙酮（用于涂料、润滑油脱蜡、粘合剂、磁带），甲乙酮是一种常用的工业溶剂，由于它比乙醇的燃烧值还高，所以还被视作是一种较好的燃料添加剂，甲乙酮也可进一步脱水形成1,3-丁二烯。2,3-丁二醇的燃烧值为27200Kj/kg，是一种很有潜在价值的燃料添加剂。并且2,3-丁二醇可与甲乙酮缩合并进行加氢反应生成辛烷，辛烷用来产生高质量的航空燃料。2,3-丁二醇用于白酒风味添加剂，可用于制备3-羟基-2-丁酮，它是一种应用广泛、令人喜爱的食用香料。2,3-丁二醇国内市场近年的需求大约是5001000吨/年，每年进口200500吨，其中进口的产品主要用于医药中间体、实验试剂等纯度要求较高的应用领域。进口产品的市场价格20万元/吨左右，3-羟基-2-丁酮的价格大约是25万元/吨。知识产权及项目获奖情况：该项目已申报5项发明专利，具有自主知识产权。合作方式：技术开发、技术转让、专利（实施）许可等方式均可考虑。17、再生型两水相体系相转移生物催化项目简介： 两水相(又称双水相)体系是将水中加入两种高聚物，或一种高聚物和一种无机盐经混合所形成的两相体系。两相中均含多达75%90%水，相间表面张力低，相分离条件温和，能耗较小，传质和平衡速度快，易于放大，回收效率高，易于进行连续化操作，且设备简单。两水相具有的这些性质使它适合于萃取生物分子或用于酶催化反应。 两水相体系在应用中存在的关键问题是相体系回收困难。由于生产成本及降低污染的原因,用过的相体系需要回收和重复使用。过去几十年这方面未能突破,从而妨碍了这一技术的应用。因此，急需要研制出能大规模重复循环使用且具有生物相容性的两水相体系。本项目共制备了8种光、热和pH敏感可回用聚合物，这些聚合物可形成6个两水相体系，其中有4个两水相体系中两个成相聚合物均能通过光、pH或热实现回用。将上述两水相用于蛋白质、氨基酸等生物分子的分离，以及酶催化反应，均能达到天然聚合物相同的效果。这些聚合物在使用后通过光、热、pH手段进行回收，其回收率在95%99%，根据理论计算，可反复回用60次以上。聚合物合成及回用成本低、条件温和、易于再生操作、环境友好等优点。所属领域：生物、医药项目成熟度：小试 应用前景：在生物分离工程与生物反应工程中具有广阔的应用前景。在将两水相体系与固定化酶结合可进行生物产品的相转移催化，可解除底物及产物抑制作用，底物转化率较单一水相提高10%15%。在抗生素、氨基酸、有机酸、天然植物活性成分提取中可望尝试替代有机溶剂提取，工艺更为安全、环保。知识产权及项目获奖情况：项目已申请中国发明专利3项合作方式：技术转让与专利（实施）许可。合作年限10年以上。18、亲和沉淀脂肪酶、胰蛋白酶和溶菌酶项目简介：亲和沉淀颇具开发应用前景。其实质是配基-产品复合物的沉淀。在亲和沉淀的研究中，现在主要是采用亲和配基-溶解可逆聚合物作为蛋白质的亲和沉淀剂。亲和沉淀被认为是分离纯化酶及蛋白质的强有力的技术手段，这种方法可以经济有效地使用配基，能够大规模、快速、特异性地分离纯化酶及蛋白质。亲和沉淀采用在物理场(如pH、离子强度和温度等)改变时发生可逆性沉淀的水溶性聚合物为亲和配基的载体，从而利用目标分子与其亲和配基的特异性结合作用及沉淀分离的原理进行目标分子的分离纯化，是蛋白质等生物大分子的新型亲和分离技术之一。由于生物亲和相互作用的选择性高，离心分离法操作简便、易于放大，因此亲和沉淀法不仅具有接近于亲和层析法的纯化效率，而且可弥补亲和层析法放大困难的缺点。此外，亲和沉淀操作中目标分子与配基的亲和相互作用在水溶状态下进行，传质阻力小、吸附速率快、可处理高黏度甚至含微粒的粗原料。因此，亲和沉淀法可在分离过程的初期采用，有利于减少分离步骤、提高产率和降低成本。然而迄今为止，亲和沉淀还没有成为工业化的技术的一个原因是缺乏适当的大规模亲和沉淀溶解可逆高聚物。项目课题组在实验室成功合成出蛋白质分离用聚合物，包括光敏感溶解可逆亲和沉淀高聚物和热敏感溶解可逆亲和沉淀高聚物。用此技术在脂肪酶、溶菌酶、胰蛋白酶制备获得成功。能从上述酶的粗材料中一步获得电泳纯产品。所属领域：生物、医药、材料项目成熟度：小试 应用前景：在蛋白质分离中具有广阔的应用前景。知识产权及项目获奖情况：项目已申请中国发明专利3项合作方式：技术转让与专利（实施）许可。合作年限10年以上。19、反胶束萃取技术分离胰蛋白质和胰激肽原酶项目简介：反胶束是分散于连续有机相中的、由表面活性剂所稳定的纳米尺度的聚集体。在反胶束溶液中，构成反胶束的表面活性剂的非极性尾向外伸入非极性溶剂中，而极性头则向内排列形成一个极性核。蛋白质及其他亲水物质能够进入反胶束的极性核内，由于周围水层和极性头的保护，保持了蛋白质的天然构象。这一技术有望未来用于大规模分离生物酶。但这一技术存在如下问题：（1）离子型表面活性剂在萃取大分子蛋白质时往往会引起蛋白质的失活变性而沉淀；（2）反胶束萃取往往萃取得率较高，而反萃取得率却相当低，且在反萃取过程中往往加入高浓度盐，导致回收和使用成本上升及环境问题；（3）反胶束萃取纯的蛋白质时萃取得率可以较高，但当萃取浓度低，杂质多的蛋白质材料时，其萃取得率和反萃取得率下降很多；（4）可供反胶束萃取技术所用的表面活性剂种类和数量很有限，有关反胶萃取的研究中超过80%的文献发表都用AOT，其它的表面活性剂虽有应用，但在性能上都难以超过AOT。由于上述原因，这项技术至今未能实现大规模工业应用。针对反胶束萃取技术研究存在的问题，人们从加入助表面活性剂，优化工艺条件，选择不同表面活性剂以及采用亲和等办法来解决问题。这些研究对推进反胶束萃取的应用产生有益作用。从目前进展来看，前面所述的反胶束萃取技术发展中存在的问题尚未得到完全解决。有的方法代价高，工艺变得复杂，有的带来新的溶剂回收问题，有的在放大过程中存在可行性问题。本项目在反胶束萃取萃取蛋白质方面取得重要成绩，在提高反胶束萃取和反萃取效率方面有显著提高，从蛋白质粗材料中提取胰蛋白酶和胰激肽原酶，其总回收率可达80%85%。其工艺可在10吨规模操作。所属领域：生物、医药项目成熟度：小试 应用前景：在蛋白质分离中具有广阔的应用前景。合作方式：技术转让与专利（实施）许可。合作年限10年以上。20、超临界分子筛技术从鱼油中分离DHA和EPA单组分项目简介：二十碳五烯酸（eicosapentaenoicaci简称EPA）与二十二碳六烯碳（docasapentaenoic acid简称DHA）是鱼油中两个最重要的成分。前者具有心血管药理作用，而后者对脑神经代谢具有促进作用。由于分离纯化手段及成本的限制，在现有的鱼油类营养保健品中，二者不加分离的混合使用，这可能带来某些副作用。因为鱼油中存在胆固醇，维生素A、D，不饱和脂肪酸及重金属等，长期应用会导致超量副作用。而且EPA与DHA药理功能不同，长期混合使用，其副作用是显而易见的。如何将EPA与DHA分离并提高其纯度，成为近年来生物分离工作者努力的方向。这是因为：首先，EPA与DHA具有不同的药理作用，必须加以分离；第二，EPA与DHA分离后可制备成高纯度药品，这与普通营养保健品意义具有不同应用层次；第三，EPA与DHA具有类似的结构与相近的分子量，有效地将二者的分离，代表分离科技水平。EPA与DHA通常与其它饱和脂肪酸以甘油酯的形式存在于鱼油中，一般需将甘油三酯水解，得到EPA与DHA游离酸，再以甲醇或乙醇进行酯化，得到相应的酯形式，再进行分离。现有的鱼油中EPA与DHA酯分离方法多种多样，而有价值的分离方法有超临界萃取，尿素结晶，分子蒸留，硅胶吸附，有机溶剂萃取等。通常是将上述方法有选择地加以组合，来达到分离EPA、DHA及其它组分的目的。分离过程复杂，效率低。本项目利用分子筛为吸附剂吸附鱼油酯混合物，以超临界CO2流体为溶剂，选用不同密度与温度分步洗脱EPA，DHA及其它成分。在超临界条件下实现吸附、洗涤、洗脱及再生，其优点在于充分利用分子筛（其原理类似于尿素结晶）的对不饱和双键分子的选择性与超临界CO2对分子大小的选择性，使EPA与DHA的分离变得简洁高效。分子筛基本成分是沸石，是利用不同铝硅比的硅铝酸盐，阳离子表面活性剂为致孔剂通过结晶法制备，经高温碳化除去表面活性