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現有問題：現有的血紅蛋白類攜氧載體（HBOCs）主要為小分子修飾血紅蛋白、交聯劑聚合血紅蛋白以及包裹血紅蛋白。這些HBOCs制品的毒副作用在動物實驗和I, II, III期臨床試驗均有報道。正是基于臨床試驗中發現的HBOCs引起高血壓反應及增加病人心肌梗死的風險，2009年美國FDA拒絕了Northfield公司HBOCs產品（PolyHeme）的上市請求。現有HBOCs制品輸注后的毒副反應，主要是由于HBOC中游離或未聚合的血紅蛋白，包括氧合或非氧合狀態，透過內皮屏障，消耗內皮舒張因子一氧化氮（NO）；同時，血紅蛋白本身的氧化還原反應，生成的氧自由基造成機體氧化應激反應。 項目的創新性和優越性：? 本項目制備的新型攜氧納米粒子，完全不同于現有HBOCs制品，首先在納米粒子中包裹一定劑量的抗氧化劑，有效減少輸注血紅蛋白氧載體后可能產生的氧自由基。然后，通過結合珠蛋白將血紅蛋白穩定連接到納米粒子外膜。結合珠蛋白能與游離血紅蛋白結合成穩定的復合物，一方面避免了體內過量的游離血紅蛋白出現，減少輸注后縮血管效應引起的高血壓現象和胃腸道反應；另一方面，結合珠蛋白本身也可作為還原劑，減少血紅蛋白引起的氧化應激反應。?該新型攜氧納米粒子體內的代謝方式為納米粒子崩解后，結合珠蛋白/血紅蛋白復合物經網狀內皮系統清除，可大大減輕經腎臟排泄可能造成的腎損傷。?現有HBOCs類制品，特別是聚合血紅蛋白和包裹血紅蛋白，往往包含數量不等的血紅蛋白，分子量處于一定范圍，而且，還有部分游離血紅蛋白或未反應血紅蛋白并不能完全清除，這也是產生毒副作用的一大誘因。而本項目的攜氧納米粒子表面帶有數量可控的活性官能團，因此，可實現血紅蛋白的定點定量結合，得到分子量穩定的終產物。?現有的第三代HBOCs制品，大多用高分子材料將血紅蛋白包裹，輸注入人體后很難避免“突釋”效應，出現大量游離血紅蛋白，有可能對機體造成很大的傷害。而本項目所述的新型攜氧納米粒子，血紅蛋白與結合珠蛋白形成了穩定的復合物或者血紅蛋白與高分子材料牢固結合，即使納米粒子分解之后，也不會產生大量游離血紅蛋白，因此可大大減少相關風險。該新型攜氧納米粒子可以凍干粉末的形式保存，保存期長，穩定性高，運輸方便，可滿足各種環境下的應急使用和臨床常規應用。?使用的高分子載體為聚乙二醇-聚酯類共聚物。聚乙二醇（PEG）由于其本身不帶電荷、水溶性、無免疫原性、可以防止材料表面生物污染、減少蛋白質吸附和細菌貼附、并且不易被免疫體系識別等、且它在體內能溶于組織液中，能被機體迅速排出體外而不產生任何毒副作用的特點，是修飾納米粒子的理想材料。聚乙二醇的存在還可以有效屏蔽人體網狀內皮系統對納米粒子的吞噬和排異，延長粒子在血液中的循環時間。可生物降解且生物相容性良好的聚酯（聚己內酯/聚乳酸，PCL/PLA），無毒無刺激性，已經得到美國食品藥品監督管理局（FDA）的認證用于人體治療。

有序納米多孔功能材料，例如微孔的沸石和介孔的二氧化硅分子篩、金屬-有機框架材料（MOFs）和共價有機框架材料（COFs），由于其發達的孔道結構、較大的比表面積、較小的材料密度等優異的物理化學特性，在吸附、分離、傳感器、離子交換、負載催化、藥物輸送、電磁防護、環境治理、電化學能量存儲和轉化等諸多領域都有著廣泛應用。

劉奇航及其合作者通過密度泛函理論計算，為這一類反摻雜行為提出了一種稱為“極化子湮滅”的微觀機制。以電子摻雜某些氧化物為例，研究發現，具有反摻雜效應的材料在不考慮雜化效應的高對稱結構下具有半填充能帶，應為金屬。晶格畸變此時會打開帶隙，此時的低能激發發生在體系的配位陰離子之間。因此，這類材料的導帶底在摻雜之前有被認為從價帶分離出去的“空穴極化子”態，而電子引入后會復合這些空穴極化子回到價帶，而并不形成帶隙間的缺陷能級（如圖二所示）。這種反摻雜現象原則上和體系的電子關聯效應無關，例如在含有鎂空位的氧化鎂中也可以存在。另外，在鋰電池陽極材料LiFeSiO4、LiIrO3以及過渡金屬氧化物SmNiO3、SrCoO2.5等材料中存在摻雜范圍廣、帶隙變化大的反摻雜效應。? 值得一提的是，反摻雜效應可以通過不同摻雜手段可逆地調節體系的帶隙以及導電性，具有非常廣泛的應用前景，如燃料電池、光電器件、全固態離子導體，甚至人工智能等。該研究圓滿地解釋了導電性隨摻雜濃度增加而減弱的反摻雜效應的微觀機理，并且給出了具有這種性質的材料一般滿足的條件

本發明提供了一種新型魚源抗菌肽moronecidin突變體及其制備方法和應用。本發明通過生物軟件對魚源抗菌肽moronecidin的氨基酸序列進行空間結構分析，將其22個氨基酸中的2處氨基酸進行突變(K7R和V20K)，同時為了保證抗菌肽C末端的酰胺化，在C末端添加了天冬酰胺N，獲得一種新型魚源抗菌肽突變體，使其抗菌效力獲得顯著提高。在此基礎上，選用畢赤酵母偏愛密碼子，人工合成新型魚源抗菌肽moronecidin突變體基因，克隆于畢赤酵母中表達，獲得新型抗菌肽重組酵母菌株，并將發酵規模放大到發酵罐水平，實現抗菌肽產品的高密度發酵和高效表達。發酵液進一步純化后可制成粉劑、液體等抗菌肽制劑用于水產動物飼料添加劑或水產動物疾病的預防和治療制劑。

本發明提供了一種新型豬源抗菌肽突變體及其制備方法和應用。本發明通過生物軟件對豬源抗菌肽PMAP37的氨基酸序列進行空間結構分析，將其37個氨基酸中的3處氨基酸進行突變（L6K、K20L和L31K），獲得一種新型豬源抗菌肽突變體，使其抗菌效力獲得顯著提高。在此基礎上，選用畢赤酵母偏愛密碼子，人工合成新型豬源抗菌肽突變體基因，克隆于畢赤酵母中表達，獲得新型抗菌肽重組酵母菌株，并將發酵規模放大到發酵罐水平，實現抗菌肽產品的高密度發酵和高效表達。發酵液進一步純化后可制成粉劑、液體等抗菌肽制劑用于畜禽疾病的預防和治療。

本發明涉及一種新型介孔碳擔載的金屬催化劑及其制備方法，金屬催化劑由金屬粒子0.01wt％～90wt％和介孔碳載體10wt％～99.99wt％組成，介孔碳載體由雜原子摻雜的介孔碳材料制成，該雜原子摻雜的介孔碳材料是以含有雜原子的離子液體為單體，與模板劑在室溫下混合，然后在400～1000℃下煅燒1～6小時，冷卻至室溫，最后除去模板劑制得，金屬粒子的平均粒徑為1～100nm，介孔碳材料中雜原子的質量分數為0.01wt％～80wt％。本發明催化劑可以通過氮、硫、磷、硼、氟等雜原子的摻雜調控納米金屬的價態以及金屬在載體表面的沉積與分散，從而有利于增強其催化活性。另外，催化劑制備簡單，對水、空氣和熱穩定。

項目成果/簡介:實驗室研究概貌：衰老相關疾病就是隨著年齡升高其發病率隨之上升的疾病，包括2型糖尿病、腦卒中、腸胃潰瘍等。根據我們的衰老理論，衰老就是各器官組織功能衰退導致的，而不同器官組織功能的加速衰退就會導致各種衰老相關疾病。因此，衰老與衰老相關疾病具有共同機制，解決了衰老相關疾病，就可以揭示衰老的關鍵機制，開發延緩衰老新策略。實驗室研究成果：我們建立了新型藥物篩選平臺，以動物為研究模型，篩選了大量化合物（主要為臨床用藥、新合成化合物、天然產物提取液）、基因工程改造的益生菌。篩選發現了一系列有望治愈2型糖尿病（圖1）、腦卒中（圖2）、腸胃潰瘍（圖3）等疾病的候選藥物。特點如下：療效好：活性較治療相應疾病的臨床用藥活性高，相同條件下，可更有效降低血糖、治療蛋白尿、減少腦梗死體積、抑制腸胃潰瘍。靶點新：藥物相應靶點（target）不同于已經發表、各公司正在研發的靶點。同時新發現靶點有可能是導致疾病的真正基因。已知靶點有可能只是導致某些癥狀的表層靶點。劑量低：相對于現有臨床藥物，我們發現的小分子劑量為其臨床應用劑量的1/400-1/10，因此長期使用副作用將會更低。有治愈潛力：根據我們的數據，益生菌、小分子可以避免現有臨床藥的毒副作用，比如現有糖尿病治療藥物的肝腎、心臟毒性，并具有保肝護腎、降低動脈粥樣硬化的功能。同時，我們選用的益生菌，本身就具有優化腸道菌群，改善腸胃功能的效果。數量多：小分子化合物40余種，2020年底至今已申請專利14項。治療性益生菌5種。適應癥廣：個別小分子、益生菌可同時預防和治療多種疾病。如一種益生菌可治療2型糖尿病（在2周內顯著降低血糖）、缺血性腦卒中、腸胃潰瘍。這說明經過改造的益生菌，可以分泌穿透大鼠血腦屏障的納米尺度小泡，治療大腦相關疾病。合作需求：關于小分子和治療性益生菌，考慮在有生物醫藥產業基礎的高新區建立企業，也希望與大型藥企合作開發藥物。同時，我們可在以上所述研究領域提供技術服務、咨詢服務等。

本發明涉及一種新型螺環膦-羧酸的銥絡合物及其制備方法和應用。具體地講是以取代的7-羧基-7′-二芳基膦基-1，1′-螺雙二氫茚為配體，在堿的作用下形成羧酸負離子，再與銥前體進行絡合，可以得到不同的銥/螺環膦-羧酸絡合物。該新型螺環膦-羧酸的銥絡合物能夠催化多種不飽和羧酸的不對稱氫化反應，表現出很高的活性和對映選擇性，具有很好的工業化前景。

南開大學劉陽研究員與天津醫科大學康春生教授合作在國際知名學術期刊NanoLetters（DOI:10.1021/acs.nanolett.8b03644）上發表文章，提出了一種新型的納米復合材料（NC-KLVFF），可有效清除Aβ毒性寡聚體，并減輕Aβ誘導的AD小鼠的神經毒性。該納米復合材料為表面集成有Aβ捕捉肽（KLVFF）的小粒徑納米顆粒（圖2b，14±4nm）。這種納米復合材料將KLVFF通過原位聚合交聯在血清蛋白質分子表面（圖2a），與Aβ共培養可顯著改變Aβ寡聚體的形貌，進而形成Aβ/NC-KLVFF納米團簇而不是Aβ寡聚體。隨著病理性Aβ寡聚體的減少，納米復合材料減輕了Aβ誘導的神經元損傷，并恢復了腦內小膠質細胞吞噬Aβ的能力，最終保護了海馬神經元免受凋亡。研究人員考察了NC-KLVFF在減輕神經毒性和促進小膠質細胞清除方面的作用。實驗結果表明NC-KLVFF通過與Aβ作用形成納米團簇體，顯著減輕了Aβ對神經元細胞膜的黏附，進而減小了對神經元的損傷（圖3a,b）。在小膠質細胞對Aβ的吞噬實驗中，也觀察到Aβ/NC-KLVFF納米團簇體展現出更易被內在化的特點（圖3c,e）。