摘要：细胞具有精确、高效的分子合成能力,细胞内复杂的多酶体系具有纳米尺度多层次构建的基本特征,纳米邻近效应、区域化效应、限域效应等是其高效催化的重要基础."去细胞之复杂,取细胞之精华",提取细胞生物催化关键元件,并以化学催化替代其中的局限步骤,模拟细胞内多级结构和纳米效应,设计简单、高效、稳定的生物-化学复合纳米催化剂,有望再现甚至超越细胞的催化能力,为传统工业生物催化提供革新技术.本项目以化学工业可持续发展的需求为导向,重点研究生物-化学复合纳米催化剂构筑及其工业化应用中的重要科学问题,并探索应用于手性化合物制备的工业催化过程.

摘要：基于多釜串联可以有效减小返混的原理,通过引入特殊设计的级间构件构建了一种新型的两级内环流反应器。实验研究了级间构件形式、表观气速、表观液速和气液分离器对每一级内气含率和循环液速的影响。实验结果表明,表观气速对反应器二级(上一级)中上升管与下降管气含率之差和循环液速影响较大,而对一级(下一级)的影响较小;各级内上升管和下降管的气含率均随表观液速的增大而减小,但影响程度较小。基于推动力和阻力平衡建立了预测反应器中每一级的气含率和循环液速的流体力学模型,模型预测值与实验结果吻合较好。

摘要：构建了二维晶格蛋白质-微滤膜疏水相互作用模型,采用动态Monte Carlo方法模拟了微滤膜污染过程及其受膜孔径、蛋白质浓度和蛋白质结构特性等因素的影响。模拟结果显示:微滤过程中膜通量的变化呈现快速下降、缓慢下降和平台期3个阶段。小孔径微滤膜的滤阻从以膜孔阻力为主转变为以饼层阻力为主;而大孔径微滤膜的滤阻则以膜孔阻力为主。提高蛋白质浓度会强化滤阻从膜孔阻力向饼层阻力的转变。在微滤过程中,蛋白质会因疏水相互作用在膜孔内发生构象转换,进而发生不可逆吸附并形成多层堆积,导致膜污染和通量下降,提高蛋白质的构象稳定性可以显著降低其对微滤膜的污染。分子模拟结果与文献报道的实验结果和理论模型相符,所提供的微观信息对于微滤过程优化和微滤膜设计具有参考作用。

摘要：过程系统优化是化工过程设计、操作及控制的一个重要课题,很多情况下,其所涉及到的连续系统是以非常复杂的非线性微分方程组来表示的;而对于这种非线性的多维系统。

摘要：以聚砜材料的中空纤维膜为膜组件设计了三级连续化的中空纤维膜生物反应工艺流程应用于丙烯酰胺的微生物转化过程 .在研究了单级膜生物反应器的基础上 ,对三级连续化工艺的可行性进行了研究 .2 0℃下 ,三级连续化过程稳定运行了 80h以上 ,丙烯腈的转化率达到了 99 9%以上 ,整个过程的生产效率达到了每小时每克菌体催化合成 2 5 3g丙烯酰胺 ,并通过中空纤维膜使反应液和菌体得到有效的分离 ,在丙烯酰胺产物中没有检测到副产物丙烯酸 .和现有的工业上应用的批式反应相比 ,生产能力提高了 4 0 %以上 .该工艺过程以自由细胞替代了原有的固定化细胞 ,实现了稳定的连续化生产 ,具有良好的工业应用前景 .本研究为进一步研究长期连续化生产过程的运行打下了基础 .

摘要：采用分子模拟方法考察表面活性剂与蛋白质分子之间的相互作用及其对蛋白质折叠过程热力学特性的影响,蛋白质分子构建采用HP模型并引入了方阱类势函数.模拟结果显示:模型蛋白分子的某些折叠中间态会陷入局部能量最低状态而无法完成折叠;弱疏水性表面活性剂对模型蛋白的稳定性影响小,但可有效地帮助处于局部能量最低状态的蛋白折叠中间态通过能量壁垒而实现折叠;强疏水性表面活性剂则可与蛋白质形成高稳定性的复合物而阻止折叠的进行,需将其脱除才能使折叠过程重新开始.模拟结果还显示:表面活性剂的加入会使蛋白质折叠中间态更加丰富,从而能够光滑折叠过程中的能量阱;表面活性剂与变性环境对于蛋白质的折叠具有协同效应.模拟结果与文献报道的实验结果具有一致性,显示分子模拟的方法在揭示蛋白质折叠过程的微观机理以及表面活性剂类折叠助剂的分子设计方面有很好的应用前景.

摘要：采用含胞内脂肪酶的微生物细胞催化油脂原料生产生物柴油是目前生物柴油生产领域的一个新的研究方向。探讨了以聚氨酯泡沫颗粒作为载体固定化***细胞对细胞生长与产胞内脂肪酶的影响,并对固定化***发酵条件进行了优化,特别对氮源的选用进行了研究。结果表明,选用廉价的豆粉作为有机氮源培养***细胞效果较好,与以蛋白胨作为培养基氮源相比,单位培养基所得菌体的总酶活提高至1.55倍,同时,氮源利用率大大提高。进一步考察了有机氮源与无机氮源复合培养***细胞的情况,发现豆粉与(NH4)2HPO4复合效果较好。利用正交设计对培养基中各种无机盐成分进行了优化。优化结果为全脂豆粉2%,大豆油3%,MgSO40.035%,K2HPO40.12%,(NH4)2HPO40.10%,上述培养条件下,单位培养基培养菌体胞内脂肪酶活可达6054.2U·L-1培养基。以该条件下培养菌体催化大豆油生产生物柴油,在叔丁醇体系下,反应24h生物柴油得率可达68.5%。

摘要：以销售预测为依托 ,对市场需求不确定的炼油企业供应链的库存管理进行探索性研究 .提出了炼油企业库存管理的策略、库存管理参数设计和算法 。

摘要：为更好地厘清人的因素(HF)与系统工程(SE)未能很好集成这一研究缺口,对典型安全关键领域相关组织/机构中涉及HF与SE集成的相关术语进行了定义总结和概念辨析。结果表明:不同领域、不同区域组织/机构的话语体系不一致,存在术语定义不统一、相似术语混用等问题;HF与SE集成的相关术语(人因工程(HFE)、人因/工效(HF/E)、人与系统集成/人因集成(HSI/HFI)、以人为中心的设计(HCD))之间存在一定的差异,简单总结为HFE≤HF/E、HF/E与HSI/HFI相关联以及HCD≤HFE≤HSI/HFI,学术/工业界对这种差异的认识还略显不足。本研究可为加深研究人员对HF与SE集成知识的认识提供一定参考。

摘要：微生物细胞工厂生产目标产物时会面临营养物质消耗、代谢物积累、异源途径压力和遗传不稳定等问题,导致代谢失衡,因此需要对细胞代谢途径重新进行设计,使代谢途径根据发酵等环境条件的变化自动调节代谢通量,达到高效生产。本文首先介绍了动态调控元件的主要类型、调控机制及其应用,重点讲述了与诱导物或诱导因素作用的蛋白质转录因子调控元件和RNA核糖开关调控元件;并且从转录因子与启动子序列两个方面介绍了动态调控元件的设计与改造策略;随后总结了诱导调控元件应用于代谢途径动态调控网络构建的策略,基因表达调控已从单输入信号调控转向多输入信号逻辑门调控,通过多重诱导输入信号的逻辑门和闭环代谢物反馈回路构建更精确的动态调控网络。