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摘要： 以往，由于中美市场在创新药定价和支付能力上存在差异，中国创新药企业在追求合理回报的过程中格外重视美国市场。而一系列政策的出台，有望通过合理化政策引导，支持创新药企业获得合理回报，继而拉动整个创新药行业的研发积极性，突破“First-in-Class”，开发出真正具备差异化竞争优势的产品。

摘要： 1刊登范围本刊主要刊登植物、动物和微生物基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学,分子医学、现代生物技术等应用生物学研究的未发表的创新性研究成果,以及上述领域的综述论文。2栏目设置本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文,发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源设述评及其他栏目。3投稿要求3.1电子文稿本刊采用计算机排版,只接受电子文稿,请作者通过本刊在线投稿平台(https://***)投稿。

关键词： 全钒液流电池   聚酰亚胺   离子传输通道   离子选择性  

摘要： 全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRFB)由于具有对环境友好、设计灵活等优点,从而广受关注。离子交换膜(ion exchange membrane,IEM)是VRFB的关键组件之一,应该具有优异的稳定性、超高的离子选择性以及低的成本。对于离子交换膜,解决它的质子传导率与钒离子渗透率之间的权衡关系是研究重点。目前商业化大规模使用的全氟磺酸基质子交换膜虽然具有极其优异的传输质子的能力,但是筛选离子的能力差,加之成本昂贵,所以学者们在寻找替代它的材料。 由于磺化聚酰亚胺(SPI)材料合成工艺简单,合成方法成熟,合成原料来源,选择以SPI材料去替代目前大量商业化使用的全氟磺酸树脂,通过在分子层面上对SPI分子结构进行修饰改性,以达到解决SPI材料质子传导率与钒离子渗透率之间的权衡关系。 通过选用具有同分异构现象的二胺原材料,制备出了两种具有不同空间构型的SPI膜材料,研究了线性结构与扭曲的结构对膜材料电化学性能以及阻钒性能的影响,提高膜材料的离子选择性。扭曲结构的引入,能够增加分子链间的缠绕的形成,导致机械性能和尺寸稳定性提高,同时还能提高膜材料阻碍钒离子穿过的能力,具有线性结构的SPI具有高的传导质子的能力以及离子选择性。 为进一步提高阻钒性能,在分子主链中引入苯并咪唑结构。苯并咪唑结构在酸性环境中能够质子化,可以作为质子的转移位点,同时可以利用Donnan效应阻止钒离子通过,通过将季铵化侧链修饰在苯并咪唑结构,季铵化侧链能够与磺酸基团形成“酸-碱”对,“酸-碱”对之间存在的相互作用,有利于构建传输质子通过的通道,增加转移质子的能力,同时,由于Donnan效应,侧链上的季铵化基团能够排斥钒离子,降低钒离子穿过膜的几率,提高膜材料的离子选择性。通过测试表面,通过引入季铵基团,能够有效的阻碍钒离子的交叉,提高SPI的钒离子渗透率。 通过在分子结构中引入刚性、扭曲的骨架形成微孔结构,引入更多自由体积,通过微孔结构和微相分离结构构筑了多种传输质子的通道,进而使SPI膜材料的传输质子的能提得到改善,通过微孔尺寸筛分离子,进一步提高SPI膜材料的离子选择性。通过微孔代替磺酸基团,降低主链上的电子云分布不均匀的问题,有利于提高膜的尺寸稳定性和化学稳定性。通过研究发现,在同一磺化度下,增加刚性、扭曲的骨架的含量可以在膜材料内形成更多微孔,有利于构筑多种传输质子的通道,进而提高转移质子的能力,使用微孔代替磺酸基团时,随着膜内磺酸基团数量的减少,微孔数量的增多,虽然降低了质子传导率,但具有更高的离子选择性。

关键词： 厌氧生物技术   工业废水处理   污水处理   UASB处理技术  

摘要： 厌氧生物技术作为一种新兴的废水处理技术，因其能耗低、处理效果好、污泥产量少等优点而得到广泛应用。该技术主要利用厌氧微生物在无氧或低氧环境下对有机物进行分解和转化，最终实现废水净化的目的。在工业废水处理中，厌氧生物技术具有突出优势。基于此，本文对厌氧生物技术的原理、优缺点和常见技术进行分析，并对其在现代工业废水处理中的应用及相关影响因素进行探讨。

关键词： 剩余污泥   厌氧消化   阳离子交换树脂   水解酸化   再生复用  

摘要： 近年来,我国剩余污泥产量逐年攀升,污泥的资源化已成为污泥处理处置的迫切要求。厌氧消化是污泥资源化处理的优选技术,能够回收沼气等资源物质。本研究基于厌氧消化技术,采用阳离子交换树脂介导的离子交换方式促进污泥产甲烷,重点探讨了金属离子脱除驱动污泥厌氧消化效能及其增效诱因,揭示微生物群落的响应机制,构建树脂循环再生复用体系并进行效能评估。 首先,采用动力学分析优化预处理方式,考察不同树脂投量和预处理时间条件下污泥产酸发酵和产甲烷效能,结果表明:采用大投量短程树脂预处理污泥能够显著促进厌氧消化串联反应的效能。树脂介导离子交换强化了污泥产酸发酵,厌氧消化4天内短链脂肪酸最大累积量为3059.85 mg COD/L,是对照组的1.65倍。同时,在8h-35g/g VSS组累积甲烷产量为110.93 m L CH4/g VS,是对照组的2.32倍。而12h-55g/g VSS组累积甲烷产量是39.65 m L CH4/g VS,抑制了甲烷的产生,原因为该条件下树脂脱除的金属离子在厌氧消化中后期未能二次释放,抑制了产甲烷功能菌的活性。此外,树脂介导的离子交换作用在厌氧消化期间也促进了氮磷的释放,溶解性氨氮和总磷的含量在第4天可达到517.66和510.99 mg/L,具有显著的资源回收潜力。 本研究进一步考察了树脂对污泥水解和微生物群落演替的影响,探究其驱动污泥厌氧消化的增效诱因。研究发现,树脂通过金属离子脱除作用促使胞外聚合物瓦解和微生物细胞裂解,破坏污泥絮体,释放大量的胞外和胞内有机物,促进污泥的水解效能。8h-35 g/g VSS组和12h-55 g/g VSS组的SCOD含量在2天内迅速升高至3980.43和4861.25 mg/L,分别是对照组的1.71和2.09倍。之后进一步探究了金属离子脱除对厌氧消化功能酶和微生物群落的影响,发现8h-35g/g VSS组提高了氢化酶、乙酰辅酶A、甲基辅酶M和辅酶F420活性,促进了污泥厌氧消化产甲烷。同时,树脂介导的金属离子脱除能够降低微生物群落的物种丰度和生物多样性,改变微生物群落组成分布并促使优势菌群演替。Methanosarcina在对照组、8h-35g/g VSS组和12h-55g/g VSS组中的相对丰度分别是34.55%、42.91%和33.46%,金属离子的长效缺失是12h-55g/g VSS组产甲烷菌丰度降低的主要诱因。 在上述研究基础上,构建污泥厌氧消化-树脂循环再生复用体系,分析再生树脂复用下厌氧消化过程的稳定性。研究发现:新Na Cl和废Na Cl再生液在5个再生复用周期内均保持较高的再生能力。在此期间,废-树脂平均累积甲烷产量为107.29 m L CH4/g VS,是新-树脂平均产量的96.54%,再生后的树脂可重复用于强化污泥厌氧消化过程。因此,树脂介导的离子交换作用不仅能促进污泥厌氧消化过程,同时还能够实现循环使用,具有显著的经济和环境效益。

关键词： 他汀类药物   药物基因组学   引物叠加   AS-qPCR  

摘要： 目的:建立并验证前向引物叠加扩增的等位基因特异性荧光定量PCR（Allele-Specific quantitative PCR,AS-qPCR）技术,同时运用于他汀类药物基因组学相关靶点SLCO1B1（521T>C）、APOE（526C>T）、ABCG2（421C>A）和APOE（388T>C）的精准基因分型。 方法:采集人类口腔拭子样本并进行Sanger测序,使用其中的纯合子和杂合子人类样本进行等位基因特异性（AS）前向引物的两轮筛选,分别建立两个双重AS-qPCR检测体系,并对其开展方法一致性验证和分析性能评估,具体内容如下:（1）错配AS前向引物的首轮筛选。基于购买的Mix建议,构建单重AS-qPCR检测体系,利用ΔCq值（基于野生型AS前向引物的扩增实验和基于突变型AS前向引物的扩增实验之间Cq值的差异）筛选野生型和突变型等位基因特异性前向引物。这些引物在3'末端的第二和第五个碱基位置引入了单碱基错配设计;（2）错配AS前向引物的第二轮筛选。基于单重AS-qPCR筛选出的错配AS前向引物,使用前向引物叠加的方法对体系进行优化,构建双重AS-qPCR检测体系。同时利用系列浓度人类杂合子DNA样本,对该检测体系进行鲁棒性分析,并计算扩增效率;（3）方法学一致性比对。使用构建的基于引物叠加的双重AS-qPCR检测体系对184例人类样本进行SLCO1B1（521T>C）、APOE（526C>T）、ABCG2（421C>A）和APOE（388T>C）靶点的基因分型,结果与Sanger测序法进行对比;（4）临床前性能评估。对基于引物叠加的双重AS-qPCR检测体系进行不精密度分析、交叉反应、干扰实验以及稳定性实验,以评估分析性能。 结果:经过两轮AS前向引物的筛选和验证,成功构建了基于引物叠加的双重AS-qPCR检测体系,检测结果均为阳性,可免除阳性对照的设置。利用此检测体系的ΔCq值可精确地对SLCO1B1（521T>C）、APOE（526C>T）、ABCG2（421C>A）和APOE（388T>C）靶点进行基因分型。鲁棒性分析显示扩增效率在0.9到1.1之间,R均大于0.99,在1.25 ng浓度处仍有优良的扩增能力;184份DNA样本的检测结果与Sanger测序结果完全一致,检测准确性优良;批内变异系数（CV）均小于1.2%,批间CV均小于2.5%,说明该体系检测结果具有高重复性;未出现各靶点同源基因交叉反应,表明检测体系以及引物具有良好的特异性;该检测体系加入7组干扰物质后,未对基因分型结果产生干扰影响;运输稳定性、冻融稳定性和开瓶稳定性实验结果表明该检测体系具有良好的稳定性。 结论:本研究开发了一种简洁、精准、经济的SLCO1B1（521T>C）、APOE（526C>T）、ABCG2（421C>A）和APOE（388T>C）基因分型方法,为指导他汀类药物给药提供了有价值的药物基因组学工具。

关键词： 离子交换膜   相转化法   DLP三维成型技术  

摘要： 电渗析技术作为一种电膜驱动的过程,近几十年来在水处理方面迅速发展。离子交换膜作为电渗析技术的核心部件,为扩大其在我国的应用、发展,需加快功能性离子交换膜的研究,以适应不同产业的需求。传统方法所制备的离子膜结构相对致密且难以进行孔径调控,这也制约了其发展。而制膜手段的改变可以较大程度地调整膜的结构,使其有着不同的应用可能性。本文中使用相转化技术和数字光处理(Digital Light Processing,DLP)三维成型技术制备出了两种结构截然相反的离子交换膜。相转化技术所制备的疏松型离子膜被应用于水和带电有机小分子(染料)的分离。而DLP三维成型技术所制备的致密型离子膜在被用来探究传统性能(水-盐分离)以外,还被应用于普通离子膜所无法实现的单价选择性分离(Cl-和 SO42-)。 在相转化体系中,通过调节磺化聚醚砜与聚醚砜共混比,制备出一系列结构的疏松型阳膜。通过水-染料分离实验发现,相转化法离子膜的疏松结构,使得染料离子可以较为轻易地过膜运输。并且这种结构特点放大了渗透迁移的作用,使得水-染料的传质平衡偏移,进而有着较为明显的水-染料分离平台值。同时,水-染料分离的效果与膜结构和活性位点数(磺酸基团数量)有着密切的联系。膜孔隙率的降低会阻碍溶剂离子到达膜内的活性位点,削弱染料离子的运输,同时使得水的渗透迁移值降低。而增加膜内活性位点数,则增强了膜对染料离子的传质能力,并促进了膜通道的打开,进而增强了染料离子的迁移,但这同时也造成了渗透水迁移值的增加。二者相互作用,共同影响了膜的水-染料分离性能。整体看来相转化法所制膜的分离性能较好,染料淡化率和浓缩率分别在89.6%-97.1%;160.4%-174.9%之间。 在DLP 3D打印体系中,通过调节打印参数(固化时间、打印层数)、铸膜液配方(PEGDA分子量、VBC含量)打印出不同结构的基膜,并结合季铵化的后处理方式,制备出一系列致密型阴膜。DLP 3D打印膜的低吸水率(10.8%-15.1%)和结构上的致密性使其离子传输能力和阻挡渗透水迁移的能力皆强于商业膜(SYMA-1),进而水-盐分离效果上升。其盐去除率和浓缩率分别可达到97.5%-98.7%;165.8%-174.1%。 探究不同膜参数和电流密度对水-盐传输机制的影响,得出以下结论。增加固化时间有利于增强官能团前驱体的聚合程度,但过度的曝光也会使得骨架单体的聚合开始占据主导地位。因此DLP 3D打印膜有其最优固化时间(此实验条件下为40 min),此时膜的离子传输性能最强,电迁移相比于压差渗透的优势更为明显,水-盐分离性能最强,同时经济可行性也最佳。在打印层数方面,双层打印与单层打印皆无分层现象。相比于单层打印,双层打印更有利于增加膜的整体聚合程度,从而使得固定基团浓度升高,膜的离子传输性能增强,进而水-盐分离性能上升。并且双层打印也有着更好的经济可行性。在PEGDA分子量方面,成膜机理有待进一步讨论。但本研究发现PEGDA-400时,膜的固定基团浓度最低,离子运输能力最弱,并制约了水-盐分离性能。PEGDA-700时,膜的固定基团浓度最高,离子运输能力最强,但受到渗透水迁移值增加的影响,其水-盐分离性能逊于PEGDA-200。但受到膜面电阻的影响,PEGDA-700经济可行性优于PEGDA-200,两者在水-盐分离能力和经济效益方面各有优劣。在VBC含量方面,当其占比从10%升高至20%时,膜的骨架单体聚合程度会降低,官能团前驱体的聚合程度升高,从而离子传输性能增强。但更为疏松的骨架结构也使得膜的渗透水迁移值增加,从而抵消了离子迁移值增加所带来的正面影响,进而水-盐分离性能降低。但VBC含量的增加提高了膜的导电能力,使其经济可行性增强。在电流密度方面,当电流密度从200 A·m-2增加至400 A·m-2时,电流密度的升高增强了离子运输能力,使得水-盐分离性能增强,但这同时也造成了能耗的上升和电流效率的下降,进而经济效益变差。 这项工作同时也提出了一种单价选择性离子交换膜的新型合成策略。在100 A·m-2的电流密度下,DLP 3D打印膜最高可以实现24.0的Cl-/SO42-选择性以及81.4%的分离纯度,展示出了较为出色的Cl-/SO42-分离能力。

关键词： 食品生物   实践教学体系   创新研究  

摘要： 本文通过分析当前食品生物技术专业实践教学体系的现状和存在的问题，然后针对存在问题进行探讨，并提出对应创新措施。经初步实践证明，效果显著。

关键词： 母草族   玄参科   陌上菜属   蝴蝶草属   密码子偏好性  

摘要： 母草科(Linderniaceae Borsch,K.Müll.&***.)隶属于唇形目,主要由传统玄参科的母草族与腭母草属、原车前科的朱虾木属及原苦苣苔科的侧母草属所构成。近年来,分子系统学在母草科的分类学研究中取得很大的进展,但有限的取样与低分辨率的DNA片段未能充分解决母草科属下分类阶元的系统发育关系。叶绿体基因组在研究物种进化等方面具有重要价值,已被广泛应用于解决不同层次的系统学问题。目前,母草科尚未开展叶绿体系统发育基因组学与比较基因组学研究。本研究基于高通量测序数据,组装并注释了母草科8属25种26个叶绿体基因组,并结合已发表的5个母草科叶绿体基因组进行比较基因组学与系统发育分析。主要结果如下: (1)31个母草科叶绿体基因组大小为152,386 bp–154,402 bp,GC含量为37.5%–37.7%,均呈典型的环状四分体结构。每个叶绿体基因组编码114个单拷贝基因,包括80个蛋白编码基因、30个t RNA基因和4个rRNA基因。基因排列顺序与表达方向完全一致,未发现基因倒位或重排现象。 (2)母草科叶绿体基因组的反向重复区(Inverted repeat,IR)整体呈收缩现象,是影响该科叶绿体基因组大小变异的重要因素。序列相似性水平较高且种间与种内差异较小,变异主要发生在单拷贝区与非编码区。基于滑动窗分析筛选出5个高变异区域,包括2个编码序列(rpl32和ycf1)和3个非编码序列(rps16-trn Q、pet N-psb M和rpl32-trn L),均分布于单拷贝区。 (3)母草科密码子使用模式高度相似,以A或U结尾的同义密码子使用频率较高,但密码子总体偏好性较弱。密码子使用偏好不仅受基因突变与自然选择的影响,也与密码子第三位碱基组成相关。母草科叶绿体基因进化速率相对较慢,只有ycf2基因检测到正向选择。 (4)在母草科叶绿体基因组中检测到1803个简单序列重复(Simple sequence repeats,SSR),包括单核苷酸1349个、二核苷酸214个、三核苷酸36个、四核苷酸168个、五核苷酸33个与六核苷酸3个。SSR多分布在单拷贝区与非编码区,少数分布于IR区和编码区。共检测到1909个长序列重复(Long sequence repeats,LSRs),包括回文重复899个,正向重复844个,反向重复107个与互补重复59个,且长度多为30–40 bp。 (5)叶绿体基因组在解决母草科属下分类阶元的系统发育关系中具有良好的效果。基于完整叶绿体基因组与蛋白编码基因的系统发育分析表明,目前界定的羽母草属与蝴蝶草属并非单系,且苦玄参属与黏毛母草属的分类地位得到充分支持。