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“粮猪安天下”，中国猪肉生产和消费总量均列世界第一。生猪产业是繁荣经济、建设现代农业的重要组成部分。生猪疫病日益严重成为掣肘生猪产业健康发展的核心要素。副猪嗜血杆菌病是危害猪场最严重的细菌性疾病之一，主要危害5-8周龄断奶保育仔猪，发病率在30-60%，死亡率高达90%。其病原菌耐药谱广，地域特征明显，血清型复杂，导致原有疫苗所覆盖的血清型有限，交叉保护力低。课题组在省高校产学合作项目、省发改委战略新兴产业项目等支持下，历经14年，系统开展了副猪嗜血杆菌菌株分离鉴定及种毒筛选研究，创制了副猪嗜血杆菌多价疫苗，疫苗与田间流行菌株匹配度高，高效、安全、副反应小。有效解决了现有疫苗免疫交叉保护力弱、疫苗抗原含量低等突出问题。疫苗已在企业转化生产，全国推广应用。 主要创新点如下： 1.构建了全面系统的副猪嗜血杆菌细菌分离鉴定研究体系：率先建立了系统的副猪嗜血杆菌细菌分离鉴定体系，摸清了国内副猪嗜血杆菌病的流行本底，发现其耐药严重，耐药基因存在转移现象，探明了副猪嗜血杆菌的生物学特性及耐药机制。 2.成功创制多价灭活疫苗：选育出与国内副猪嗜血杆菌流行优势血清型匹配度高、安全性好，免疫原性强、性状稳定的血清1、4、5、12、13型疫苗菌株，收藏于中国微生物菌种保藏中心。创制了2种涵盖国内优势致病血清型的多价灭活疫苗，疫苗抗原与田间致病菌匹配度高，针对性强，均有良好交叉保护性，安全有效。其中所创制的4、5、12型三价灭活疫苗获国家三类新兽药证书和国家兽药产品生产批文，明确了副猪嗜血杆菌多价疫苗的免疫机制。 3.创新佐剂应用：首创将银杏叶黄酮苷作为副猪嗜血杆菌灭活疫苗佐剂，相比传统铝胶、矿物油佐剂，以4mg/mL银杏叶黄酮苷制备的佐剂疫苗能显著诱导仔猪机体产生细胞免疫，仔猪血清中的IL-2及IFN-γ等细胞因子水平都显著提高，IgG抗体水平也显著提升。银杏叶黄酮苷作为疫苗佐剂克服了传统油乳剂疫苗抗体易应激、易产生炎症等弊端。 4.优化生产工艺：优化副猪嗜血杆菌多价疫苗生产工艺，创新了一种细菌高效培养及菌苗超滤浓缩技术，突破传统菌苗产业技术瓶颈，副猪嗜血杆菌三价灭活疫苗检验规程与质量标准列入农业农村部部兽医生物制品质量标准。 项目成果获得国家三类新兽药证书1件，国家兽药产品生产批文2件，列入农业部兽用生物制品质量标准1件，获得国家授权发明专利5件，国际授权专利1件，国家实用新型专利1件，发表论文18篇。项目创制的多价灭活疫苗在黑龙江、湖北、四川和福建等生猪主产区推广应用1060多万头生猪，出栏商品猪成活率平均提高了4.40%，创造经济效益2.92亿元。 项目成果经以中国工程院院士夏咸柱等专家组成的评审委员会评价，一致认为项目成果整体达到同类研究国内领先。其中，将银杏叶黄酮苷作为疫苗佐剂有创新性，达到国际先进水平。疫苗的推广使用，使生猪产业健康持续发展，提高了养殖户和养殖企业的收入水平。

一.课题来源与背景：天然产物因结构多变、生物活性广泛等特点，使其成为创新药物和药物先导物的重要来源。据统计，在1981-2020年间FDA批准上市的新药中，有超过1/3的药物直接或间接来源于天然产物。因此，天然产物是新药发现的重要源泉。在众多类型的天然产物中，萜类成分是其中结构类型最丰富和最重要的活性成分之一。特别是二萜类化合物普遍具有广泛的生物活性，而且已有许多二萜类化合物成药的成功例证，如：紫杉醇、银杏内酯、穿心莲内酯等。因此，加强对新颖二萜类化学成分的发掘与深入研究，对药物先导物发现具有重要的科学意义和应用价值。 大戟属(Euphorbia)是大戟科下的一个属，包含约2000余种植物，是被子植物中特大属之一，遍布世界各地。本属植物具有重要的药用价值，民间用作通便、利尿、治疗水肿、结合、牛皮癣、疥疮和无名肿毒。根据现代药理学研究报道，该属植物具有抗肿瘤、抗菌、抑制多药耐药、抗炎等多种生物活性，其主要活性成分为二萜类化合物。同时，该属植物中的二萜类化合物骨架类型多变，迄今已有16种不同骨架类型的二萜类化合物被发现。更重要的是从该属植物中发现的活性二萜巨大戟酯已经被FDA批准用于治疗光角质化病，佛波酯作为PKC激活剂正处于临床阶段的研究。因此大戟属植物是发现新颖活性二萜类先导化合物的重要源泉。 但是由于大戟植物中的化学成分复杂，二萜类化合物在其中的含量小，因此从该属植物中寻找活性二萜的研究难以深入，从而大大限制了该类化合物的开发与应用。该项目利用课题组已建立的1H NMR/UV/HPLC-MS/MS联合使用法做“眼睛”结合活性追踪法，从三种甘肃产的大戟属植物京大戟(Euphorbia pekinensis)、泽漆(Euphorbia helioscopia)、湖北大戟(Euphorbia hylonoma)中定向分离其中的二萜类化合物，并研究二萜类化合物的生物活性，为推动中国自主知识产权的创新药物研究提供支持。 二.研究目的与意义：该项目利用课题组建立的1H NMR/UV/HPLC-MS/MS联合使用法做“眼睛”结合活性追踪法，从三种甘肃产的大戟属植物京大戟(Euphorbia pekinensis)、泽漆(Euphorbia helioscopia)、湖北大戟(Euphorbia hylonoma)中定向分离其中的活性二萜类化合物，并系统研究分离二萜类化合物的生物活性，为大戟属植物的药用实践提供科学依据，为推动中国自主知识产权的创新药物研究提供支持。 三.主要论点与论据：第一，从京大戟(E.pekinensis)全草的甲醇提取物中分离得到58个二萜类化合物，利用现代波谱技术以及与文献数据相比对的方法鉴定了这些化合物的结构，其中包括49个结构新颖的对映-异海松烷型二萜；第二，从泽漆(E.helioscopia)全草的甲醇提取物中分离得到81个二萜类化合物，利用现代波谱技术以及与文献数据相比对的方法鉴定了这些化合物的结构，其中包括9个结构新颖的贾白榄烷型二萜，9个结构新颖的对映-松香完型二萜以及3个结构新颖的对映-阿替生烷型二萜；第三，从湖北大戟(E.helioscopia)全草的甲醇提取物中分离得到41个二萜类化合物，利用现代波谱技术以及与文献数据相比对的方法鉴定了这些化合物的结构，其中包括17个结构新颖的对映-异海松烷型二萜；第四，对分离到的二萜类化合物进行细胞毒活性、抗炎活性以及神经保护活性测试。发现3个贾白榄烷型二萜以及16个对映-阿替生烷型二萜对HepG2细胞、Hela细胞和7721细胞显示出了较好的细胞毒活性；6个对映-松香烷型二萜具有很好的抗炎活性；15个对映-异海松烷型二萜具有很好的神经保护活性；第五，通过进一步优选和构效关系研究，最终筛选出8个先导化合物用于进一步的活性研究。后续将以这8个化合物为目标，深入挖掘其作用机制以及相关的成药性评价。 四.创见与创新： 1、该项目首次建立了一套适合探寻和定位大戟属植物中二萜类化合物的方法，并将其用于该属植物中二萜的发现和系统分离。 2、该项目首次系统研究了对映-松香烷型二萜的抗炎活性以及对映-异海松烷型二萜的神经保护活性，阐明了它们的构效关系和作用机制，并发现具有抗炎和神经保护活性的药物先导化合物。 3、该项目将为大戟属植物中二萜类化合物的结构和活性多样性提供支持，并为药物研发工作者提供新颖的结构类型和结构优化的灵感。 五.社会经济效益，存在的问题：该项目不仅拓展了大戟属植物中二萜类化合物的结构和活性多样性结构多样性，而且为大戟属植物的开发提供了具体的研究方向。虽然研究成果还没有得到转化，但是其在抗肿瘤、抗炎以及神经保护药物开发方面有着较好的应用前景。但是由于项目执行时间和经费所限，该类化合物的药理毒理实验、成药性评价、生物利用度还需要进一步评价。 六.历年获奖情况：无。 七.成果简介： 该研究利用课题组建立的1H NMR/UV/HPLC-MS/MS联合使用法做“眼睛”结合活性追踪法，从三种甘肃产的大戟属植物京大戟、泽漆、湖北大戟中分离得到180个二萜类化合物，其中包括66个结构新颖的对映-异海松烷型二萜、9个结构新颖的贾白榄烷型二萜、9个结构新颖的对映-松香烷型二萜以及3个结构新颖的对映-阿替生烷型二萜，极大地丰富了大戟二萜的结构类型，并建立了大戟二萜化合物库。活性测试发现3个贾白榄烷型二萜以及16个对映-阿替生烷型二萜对HepG2细胞、Hela细胞和7721细胞显示出了较好的细胞毒活性，6个对映-松香烷型二萜具有很好的抗炎活性；15个对映-异海松烷型二萜具有很好的神经保护活性。通过进一步优选和构效关系研究，最终筛选出8个先导化合物用于进一步的活性研究。后续将以这8个化合物为目标，深入挖掘其作用机制以及相关的成药性评价。

该项目属于中医中药领域中的中药学专业领域。为秉承和发展民间药理论和实践，突出陕西特有民间药的地方特色，该团队多年来致力于陕西特色民间药资源、物质基础及药理活性等方面的研究，在特色民间药资源及药源分子发现的基础领域取得了一定的科研成果，重要科学发现、创新点及意义如下： 1.在特色民间药资源方面的重要创新：该成果首次系统整理了散布在陕西民间地区、广泛流传的以“七”为俗名的137种中药，形成《陕西七药》专著一部；利用原植物及药材原色图结合专业文字介绍的方式，系统整理了西北地区中草药资源尤其是陕西民间药资源，形成《中草药识别手册-西北地区分册》专著一部，该成果在整合陕西省乃至西北地区中草药资源和传承珍贵的民族医药文化遗产做出了贡献；基于Max Ent生态位模型，分析出了四种陕西特色民间药资源拐枣七、灯台七、偏头七、捆仙七的生态适宜区分布图及主要生态影响因子，对了解其资源状况、实施资源保护和推广人工栽培有十分重要的意义；采用磁性分子印迹技术、半仿生-酶法等对陕西特色民间药相关品种进行了提取工艺研究，开发出多种特色民间药相关品种中关键活性成分的提取工艺，累积收益上亿元，实现科技成果转化与应用，并制定出部分品种的质量标准，其中拐枣七、偏头七、捆仙七(绳)等品种的药材标准正式收录于《陕西省药材标准》(2015年版)。 2.在药源分子发现方面的重要创新：利用现代色谱分离技术结合分子网络和结构鉴定技术，从特色民间药拐枣七、黄姜、偏头七、粗榧等中发现了化合物421个，其中新化合物154个，新骨架4个，并通过量子化学计算及单晶衍射等方式确定了其结构，有效的阐明了部分陕西特色民间药的物质基础。并依据其相应的民间应用进行活性筛选，发现潜在的抗肿瘤药源分子12个，潜在抗菌药源分子4个，在阐述陕西特色民间药物质基础及药源分子的发现方面，取得了重要的研究成果。 3.在作用机制研究方面的重要创新：对陕西特色民间药中的潜在药源分子的作用机制进行了研究，发现拐枣七中药源分子白屈菜红碱、小檗碱、6-甲氧基二氢血根碱与庆大霉素联用发挥协同抗耐药的铜绿假单胞杆菌的作用，能有效提高小鼠生存率，将庆大霉素的效果提高了至少4倍，通过抑制铜绿假单胞菌生物膜的形成、绿脓菌素的表达以及蛋白水解酶活性发挥协同抗菌作用；通过体内/外实验发现药源分子6-甲氧基二氢血根碱抗乳腺癌的作用机制为抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路；发现黄姜中的药源分子薯蓣皂苷元发挥抗脑缺血再灌注损伤的作用机制为通过HIKESHI/HSP70通路抑制NF-κB信号通路。 该成果为新药临床前研究提供了有效的药源分子和数据支撑，助力中药创新和新药研发。该成果在Food Chemistry，Phytotherapy Research，Phytochemistry，Organic & Biomolecular Chemistry等该领域国际权威期刊上发表SCI论文20余篇，并形成专利8项、专著1部，主持并完成了10余项国家级及省部级项目。主要完成人担任教育部高等学校药学类专业教学指导委员会委员，陕西省高等学校药学类专业教学指导委员会副主任委员、陕西省药学会中药及天然药物专业委员会副主任委员，具有广泛的学术影响。项目相关研究工作得到国内外同行专家的高度评价和广泛应用，引用期刊包括Natural Products Reports、Cellular & Molecular Biology Letters等知名学术期刊。同时专著《中草药识别手册-西北地区分册》，图文清晰，鉴别要点明了，使用量大。虽第一版发行3000册，但仍供不用求，出版社于2013年又进行了第二次印刷，现已作为第四次全国中药资源普查陕西地区的重要参考书，广泛用于普查小组成员的日常野外学习和参考用书。至今各相关部门(药检、药监、科技管理、大专院校)及个人仍索书不断，已成为许多科技工作者进行科研立项、研究民间药的重要参考书。 已将多项成果进行了科技成果转化，其中《一种红景天中分离得到红景天苷的方法》以及《从银杏叶中提取分离银杏黄酮和银杏内酯的方法》两个专利的销售金额累积破亿元，同时将2项专利成功进行科技成果转化，转化至金花企业(集团)股份有限公司西安金花制药厂。 同时半仿生-酶法这一提取技术既能节约药材的使用量，又能充分地富集天然活性化合物，该技术在陕西香菊药业集团有限公司及西安远大德天药业股份有限公司相关中药提取中进行应用及实践，使中药提取工艺简化、溶媒污染减小，企业环保指标明显好转。综上所述，该成果在整合陕西省乃至西北地区中草药资源、特色民间药的区划分布、质量标准制定及其中关键活性物质的提取工艺方面做出了开创性工作，突破了民间药物质基础及作用机理不明确的局限性，对药源分子的发现、新药研发及中药现代化开发具有创新意义。

1、主要研究内容：银杏萜内酯和类黄酮具有重要的药用价值，但其含量很低，严重影响了银杏叶的加工成本和加工工艺，制约了银杏产业的发展。该项目围绕阐明银杏萜内酯和类黄酮合成代谢的调控机制，开展了以下研究：1)从分子水平探明银杏萜内酯生物合成的调控机理，鉴定多个参与萜内酯生物合成关键酶基因、转录因子、miRNA及其靶基因，为全面解析银杏萜内酯合成代谢的基因调控网络奠定了基础；2)明确银杏类黄酮合成代谢的生理与分子生物学机制，鉴定出类黄酮生物合成的主要调控因子，系统优化了提高银杏类黄酮的栽培调控措施。 2、科学发现点：该项目聚焦银杏主要活性成分萜内酯与类黄酮的合成机理，在外源激素调控措施与内在生物合成代谢机理方面，取得了具有影响力的研究成果，并为在生产上提高银杏叶萜内酯和类黄酮含量起到了重要参考和科学指导作用。1)从生理生化角度解释了外源激素能够促进银杏叶中萜内酯和类黄酮含量的机制，筛选出效应最佳的外源激素浓度，成功建立了提高银杏叶萜内酯和类黄酮含量的栽培调控技术体系；2)鉴定了银杏叶萜内酯和类黄酮生物合成途径中的关键酶基因等，发现了关键酶基因在银杏叶萜内酯和类黄酮生物合成中的调控功能；3)发现并阐释了转录因子等调控银杏叶萜内酯和类黄酮含量的功能，揭示了转录因子调控银杏叶萜内酯和类黄酮生物合成的分子机理；4)提出了非编码RNA及其靶基因参与银杏叶萜内酯和类黄酮生物合成的观点，发现miRNA和lncRNA参与银杏叶萜内酯和类黄酮合成代谢。 3、科学价值：项目组聚焦经济林学科学术前沿和热点，阐明银杏叶类黄酮合成代谢调控机制，具有重要的科学价值。项目研究成果整体达到国际领先水平，得到了国内外同行的关注，已发表高水平论文84篇，总引用次数2243次，5篇代表作被引频次243次，单篇最高引用次数91次，包括被PlantBiotechnol J、J Exp Bot和Hortic Res等行业顶级期刊引用，授权国家发明专利3项，获梁希青年论文奖2项，湖北省林学会第三届湖北林业科技论文奖二等奖1项。学术成果对促进经济林重要性状的形成与培育具有重要的科学价值，项目理论和技术适合与经济林产业衔接，促进经济林可持续发展和高效利用。 项目主要完成人凭借创新成果成功入选湖北省“楚天学者计划”特聘教授、湖北省“楚天名师”，获湖北省自然科学基金杰出青年基金，湖北省优秀青年骨干人才称号。项目团队培养了一批优秀的博士研究生和青年教师，其中叶家保入选“楚天学者计划”楚天学子，并获国家自然科学基金青年项目资助。 4、同行引用及评价根据检索结果对比分析，发现公开技术在技术特征和实现的技术路径上均存在明显区别，因而未见与该项目技术特征完全一致的公开技术。国内外公开文献中未见与该项目技术特点完全相同的技术公开。该项目具有新颖性，综合技术达到国内领先水平。该项目研究内容属于国际学术研究的前沿和热点领域，研究成果得到了国内外同行的广泛引用和正面评价，所列5篇代表作被引用243次，单篇最高引用次数91次。

该项目属于卫健、轻工等行业领域的检测方法学研究与应用，主要针对生物样本中药物、典型环境污染物以及生物活性物质的分离、纯化与检测问题，开发了一系列基于碳纳米材料的高效固相萃取技术并用于生物样本中生物胺、麻醉类药物、多环芳烃等药物与典型环境污染物的高效分离检测；研发了基于高效液液萃取的高效分离纯化技术及装置并用于石榴皮、紫锥菊、松籽油、人参与银杏中生物活性物质的高效分离纯化。主要内容包括： （1）可控制备了以生物胺（多巴胺、肾上腺素与去甲肾上腺素）为模板分子的羧基功能化磁性碳纳米管分子印迹复合材料（CF@m-CNTs-MIP），系统考察了萃取溶剂、吸附剂用量、共存离子效应等因素对其富集血浆中痕量生物胺的影响规律。在阐明其分离富集机理的基础上开发了一种以CF@m-CNTs-MIP为吸附剂的磁分散固相萃取（Mag-dSPE）前处理方法，结合超快速高效液相色谱串联质谱法（UFLC-MS/MS）建立了临床血浆样本中多巴胺、肾上腺素与去甲肾上腺素的痕量检测方法。 （2）开发了一种新颖的以磁性碳纳米管与磁性氧化石墨烯为填料的通过型（PRiME）固相萃取小柱，结合UFLC-MS/MS方法建立了临床血浆样本中利多卡因、普鲁卡因、丁卡因等10种局部麻醉药物的痕量检测方法。此外，开发了一种更加快速、便捷的基于纳米二氧化钛修饰共价有机网格材料的在线通过型净化策略，极大提高了血浆样本前处理的自动化程度，建立的方法灵敏度高、重现性好、分析速度快，为血浆样本中局部麻醉药物的快速分析奠定了技术基础。 （3）设计了一种新颖的表面点击化学与边缘点击化学制备离子液体修饰磁性氧化石墨烯复合材料的技术方案，合成了具有3D结构的离子液体修饰磁性氧化石墨烯复合材料；开发了以为固相萃取材料的移液枪头式固相萃取技术（PT-SPE），实现对人全血样品中16种PAHs的富集净化；建立了一种简单、高效的测定人全血样品中16种PAHs的PT-SPEGC-MS方法。该方法具有高通量、高灵敏度、分析速度快等优势，为血样中残留痕量PAHs的确证检测奠定了技术基础。 （4）研究了纳米二氧化钛修饰磁性氧化石墨烯的亲水性，并通过后修饰反应合成了具有优良亲水性能的纳米二氧化钛修饰磁性氧化石墨烯复合材料（EH-Mag-GO）。将其用作通过型（PRiME）固相萃取小柱的填料，实现了对血浆样本中士的宁与马钱子碱的快速分离净化，结合UFLC-MS/MS方法建立了临床血浆样本中士的宁与马钱子碱的痕量检测方法。在纳米二氧化钛修饰磁性氧化石墨烯的改性过程中，引入离子液体作为分散剂，可有效改善了氧化石墨烯的分散性，制备了一种新型的纳米TiO2修饰离子液体功能化磁性氧化石墨烯复合材料（IL-Ti-Mag-GO）。将IL-Ti-Mag-GO复合材料作为在线-通过型净化策略的填料，并用于在线净化血样中乌头类生物碱，有效缩短了分析时间，提高了方法的准确度与精密度。 （5）将基于纳米二氧化钛修饰磁性氧化石墨烯复合材料（EH-Mag-GO）的通过型固相萃取小柱用于血浆样本中杀虫剂的高效分离净化，结合UFLC-MS/MS方法建立了临床血液样本氟虫腈及其代谢产物的痕量检测方法。与商用的OasisPRiMEHLB固相萃取柱相比较，通过型EH-Mag-GO固相萃取柱可以更加有效的降低基质抑制效应。该检测方法的验证结果及其在120份血液样品中的实际应用证实了其在临床应用的可行性。 此外，将基于纳米二氧化钛修饰磁性氧化石墨烯复合材料（EH-Mag-GO）的通过型固相萃取小柱用于血液中氯霉素、甲砜霉素与氟甲砜霉素检测中的高效分离净化，有效消除了基质效应对目标分析物定性定量的影响，结合UFLC-MS/MS方法建立了临床血液样本血液中氯霉素、甲砜霉素与氟甲砜霉素的痕量检测方法，该方法可以指导临床用药，有望在增强药物疗效的同时避免和减少毒副作用。 （6）通过开环反应将季铵盐嫁接到磁性碳纳米管表面，制备了一种新型的季铵盐修饰磁性羧基化碳纳米管复合材料（QA-Mag-CCNTs）。将QA-Mag-CCNTs作为Mag-dSPE的吸附剂，并用于富集尿样中的高氯酸盐。建立了Mag-dSPE与LC-MS/MS联用测定尿样与茶叶样品中残留痕量高氯酸盐的新方法，有效降低了基质抑制效应对高氯酸盐定量的影响。 （7）开发了一系列基于高效液液萃取的高效分离纯化技术及装置并用于石榴皮、紫锥菊、松籽油、人参与银杏中生物活性物质的高效分离纯化，建立了一种简单、快速、高效的植物源性活性物质的快速分离纯化方法，实现了复杂生物样品中鞣酸、菊苣酸、异海松酸等天然活性物质的分离纯化，产生了较好的经济效益与社会效益。 （8）项目共发表论文42篇，授权发明专利17件（美国专利1件），出版相关专著2部，批准国家标准3项、浙江测试团体标准1项。

1、课题来源与背景：该项目由甘肃省科技厅2021年立项，是甘肃省自然科学基金项目，项目名称：共掺杂TiO₂/生物炭复合材料吸附-光催化降解水体中典型抗生素，项目编号：21JR1RM335。TiO₂在低浓度抗生素体系中活性较低，由于其表面/单分子层内对抗生素的吸附能力较差，抗生素分子与TiO₂碰撞的几率大幅下降，限制了体系内抗生素的降解速率，影响其应用于实际水环境中抗生素的降解去除。加之TiO₂带隙(3.2eV)较宽，光谱吸收范围窄、光生电子-空穴对易复合、光量子效率低，在水环境中分离困难且分散性差，严重制约了其广泛应用。因此，通过杂原子掺杂来改善TiO₂光催化反应对可见光的利用率效，同时引入第二种材料(生物炭)为TiO₂提供稳定的分散载体，这样不仅能提高光催化剂的可回收性，同时增强可见光的光敏性，受到了越来越多研究者的青睐。 2、研究目的与意义：水环境中低浓度的抗生素，不仅对水生生物具高的生物毒性，也会干扰人体代谢功能，更严重的会诱导产生抗性细菌和耐药基因，这极大地削弱了抗生素治疗疾病的能力，对人类健康和生态环境造成严重威胁，因此，如何有效、快速且彻底去除水环境中的抗生素成为我们所面临的严峻挑战之一。以TiO₂为催化剂，光照下产生具有强氧化作用的•OH或•O^2-，能将有机污染物氧化成CO₂、H2O等无机小分子。但TiO₂带隙(3.2eV)较宽，光吸收范围窄、光生电子-空穴对易复合、光量子效率低，严重制约其工业化应用。因此，通过引入二次材料为TiO₂提供稳定的分散载体，不但能增强可见光的光敏性，同时提高光催化剂的可回收性。将TiO₂与生物炭结合，借助生物炭优良的吸附能力，快速吸附富集水体中有机污染物并转移给光催化剂，增加了有机污染物及其中间产物与光催化剂的接触几率；借助生物炭和光催化剂都能在光作用下能产生大量的强氧化性物质，有利于水体中有机污染物的矿化。 3、主要论点与论据：(1)探明了银杏果壳生物炭对环丙沙星(CIP)的吸附去除能力，并通过吸附等温线和动力学模型，解析CIP的吸附规律与吸附机理。(2)探明超声辅助的溶胶-凝胶法制备B和In(Ce，In-)共掺杂TiO₂光催化剂的工艺条件，为催化材料制备提供了参考。(3)研究催化剂活性与掺杂方式、掺杂浓度、掺杂状态、能带结构变化及TiO₂的晶型结构之间的关系，揭示共掺杂TiO₂催化剂的结构对光生载流子的分离以及太阳光照射下催化活性的影响的规律和作用机制，为缩短TiO₂带隙宽度，拓宽光响应范围提供依据。(4)探究了TiO₂/生物炭功能化复合材料去除CIP的吸附-光催化降解的协同作用，该过程活性物质的贡献主要来自•O^2-和•OH，这为深度处理水体中典型的抗生素提供新型、环保的材料。 4、创见与创新：(1)首次制备TiO₂/银杏果壳生物炭(BTBC)复合材料。(2)通过共掺杂以及与生物炭的复合，使TiO₂的价带和导带位置发生变化，可以拓宽复合材料的光响应范围，实现在太阳光下的催化降解水体中环丙沙星。(3)BTBC复合材料深度处理环丙沙星废水的机理和处理工艺。前人对抗生素废水的吸附和光催化氧化处理进行了研究，但在太阳光照射下，BTBC复合材料对抗生素废水进行深度处理尚未见报道，且对抗生素废水的机理研究也未见报道。 5、社会经济效益，存在的问题：通过杂原子掺杂来改善TiO₂对可见光(太阳光)的利用率效，同时引入第二种材料(生物炭)为TiO₂提供稳定的分散载体，这样不仅能提高光催化剂的可回收性，同时增强了可见光的光敏性受到了越来越多研究者的青睐。因此，共掺杂TiO₂/生物炭复合材料在有机废水处理方面有着巨大的应用前景。 6、历年获奖情况：无。 7、成果简介：近年来，抗生素被广泛用于抵抗疾病、保护人类和动物的健康。然而，其在体内代谢困难，最终排入自然水体造成污染，已成为水环境亟待解决的问题之一。该研究综合现有技术的特点，将生物炭吸附与TiO₂光催化技术结合，利用持续存在的生物炭局域强吸附与共掺杂TiO₂光催化降解协同作用，实现水环境中环丙沙降解去除。为探明二者间的协同作用机制，通过超声辅助的溶胶-凝胶法制备TiO₂/生物炭功能化复合材料。以吸附-光催化降解实验来探究功能化复合材料对环丙沙星(CIP)的吸附-光催化降解特性。研究发现，银杏果壳生物炭吸附CIP的过程符合Pseudo-second-order动力学模型(R2=0.9792)。吸附等温线拟合发现，Langmuir-Freundlich(R2=0.9976)模型能很好地描述CIP的吸附行为。TiO₂/生物炭功能化复合材料对CIP的去除率高于纯生物炭的吸附去除率与TiO₂的光催化降解率之和，实现了银杏果壳生物炭的吸附与TiO₂光催化降解的协同作用。B，In共掺杂能显著改善TiO₂表面形态，增加活性氧物种的数量，所制备的TiO₂催化剂均为锐钛矿；填隙B离子的B2p与O2p轨道杂化形成混合价带，部分In取代TiO₂晶格中的Ti，形成Ti-O-In结构，使带隙变窄，光催化活性增强。生物炭与TiO₂间通过Ti-C键实现有效结合，这样提高了TiO₂的分散性，缩短了光生载流子迁移到TiO₂表面的时间，降低了电子-空穴对复合的几率。TiO₂/生物炭功能化复合材料通过局域吸附-富集作用和TiO₂光催化降解反应降解CIP的，该过程活性物质的贡献主要来自•O^2-和•OH。该研究为深度处理水体中典型的抗生素提供新型、环保的材料。

1、项目简介：银杏果具有食用和药用价值，以及保健效果。银杏果中含有现在研究较多的多种天然活性成分，如黄酮类、萜类、多糖类、生物碱、酚类、银杏内酯和蛋白类，以及银杏酸等。银杏果具有抗氧化、抗炎、调节血压和血脂、防治心血管疾病，以及调节免疫功能等生理作用。但是，由于银杏中含有有毒物质银杏酸，会造成人体过敏，严重者导致死亡，这大大限制了银杏的加工利用，阻碍了银杏产业的发展。该产品是利用特殊工艺处理，将银杏果完全脱毒，制成脱毒银杏粉、银杏果全果饮料，但是保留了其中的黄酮等活性物质，具有极佳的减肥、降血脂作用，可以替代谷物食用。该技术为国内独创。 2、技术指标、产品性能或创新要点未处理干燥银杏中银杏酸含量大于250mg/kg，远高于中国和欧盟关于银杏相关产品银杏酸不得超过10mg/kg的规定。该产品为干燥银杏粉，银杏酸小于1mg/kg，符合国家和欧盟相关标准要求，并已经行动物毒理学和减肥、脂代谢评估。体重50kg成年人每日可摄入5-7kg不但不会产生任何不良反应，而且减肥、降血脂、降体脂效果明显。 3、效益分析：银杏原料成本低，收购价在1元/公斤左右，而现今市场上未脱毒的银杏粉的售价在300元/公斤左右。该产品的生产可以有丰厚回报，同时可以适时大幅度降低销售价格，有很强竞争能力。

银杏叶为最古老的中生代孑遗植物银杏的干燥叶。银杏叶有裸子植物活化石之称。据《本草纲目》记载，银杏叶的主要成份有黄酮苷和银杏内酯等。现代药理作用表明。黄酮苷具有降低血脂，促进血液循环及脑代谢功能；银杏内酯除了具有扩张冠状动脉血管，增加血流量，改善脑营养和抑菌作用外，还具有较强的血小板活化因子(PAF)抑制作用，具有治疗冠心病、心绞痛、哮喘、内毒素休克、器官移植排斥反应及多种炎症、增强记忆力及预防高血压、低血压、心脏病、动脉硬化、脑功能减退等疾病的功效。随着社会经济的发展及人民生活水平的提高，作为来源于天然植物资源的银杏叶口服液的开发前景广阔，因该研究开发银杏叶口服液生产新技术新工艺具有重要意义。 银杏叶口服液具有服用剂量小、吸收较快、质量稳定、作用缓和持久、毒副作用较小、携带和服用方便、易保存等优点；银杏叶口服液组方合理，工艺技术成熟，能确保产品有效成份含量高，生物利用度高。 银杏叶制剂应用广泛，大多为片剂、胶囊剂，生产银杏叶的口服液体制剂的企业稀缺，中药合剂是在汤剂基础上发展和改进的，并保持了汤剂用药特点，浓度高，服用量较小，省去临时配方和煎煮的麻烦，且临床疗效可靠。对比片剂胶囊剂等剂型，患者对口服液吸收更快，依从性更高。银杏叶口服液执行标准由较早的卫生部部颁标准提升至该公司参与制定的《中国药典》2020年版银杏叶口服液标准，含量功能性成份优选总黄酮醇苷和萜类内酯，鉴定和含量检测方法均采用更先进的高效液相色谱法，质量标准显著提高。 银杏叶口服液改进了生产工艺，银杏叶提取物用少量适宜浓度的乙醇多次分散溶解，1-3次用无水碳酸钠调节pH，采用温度控制技术储存，从而保证成品pH，能有效保证产品含量稳定性和均一性。 银杏叶口服液设备进行了自主创新，获得了3项实用新型专利。有效地保证口服液瓶输送的稳定性，能大幅提升口服液瓶的输送质量，提高灌装速度和工作效率，能够实现工业化连续生产；在包装技术方面，自动剥离口服液瓶包装盒，取代人工操作，提高了包装速度。口服液瓶自动夹持翻转清洗装置能够自动对药瓶的外侧壁和内侧壁进行清洗，使药瓶内部的清洗液和脏污能够顺利流出，通过气体吹干瓶内，保证了清洗效果，有效提高了清洗效率，自动化程度高，装箱效率高，可确保产品质量。 银杏叶口服液生产新技术项目符合国家行业政策，通过技术创新手段，应用新技术、新工艺，攻克技术难点。项目实施完成后，对于该县医药制造企业起到良好的带头示范作用，促进行业的发展升级；在国家政策的大力支持下，中国医药制造业快速发展，药剂生产企业通过加大研发力度、引进先进制造设备，不断提高研发设计水平及制造水平，加大了国内固定资产的投入，带动内需扩大市场消费；通过新产品的研发，增加了就业岗位，减轻了社会的就业压力。

1.开发了银杏高值化利用关键技术：建立了银杏叶黄酮提取、纯化、浓缩、干燥全自动示范生产线，较原有生产线有效节能18.99%；开发了银杏叶总内酯提取物标准品、银杏叶内酯提取物、小分子有机酸等产品，银杏叶资源综合利用率提高到35%以上；对银杏提取物生产过程产生的废液废渣进行回收再利用，得到了具有较高新药开发潜力的银杏总有机酸提取物和双黄酮，以及高产品附加价值的银杏萜类内酯提取物和莽草酸，银杏酮酯具有抗衰老能力，6-HKA等有机酸对脑中风小鼠有较好的保护作用，对抑郁症大鼠也有较好的疗效。 2.开发了竹叶高值化利用关键技术：竹叶经沸水提取、离心、浓缩、分级醇沉等方法，得到3个竹叶多糖组分，平均值为2.8×10₄，由岩藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成，对DPPH·的清除能力与浓度呈明显的量效关系；开发了竹叶多糖和黄酮生产线，竹叶综合利用率90%以上，较传统生产线有效节能45%以上。 3.开发了荷叶高值化利用关键技术：优化了两阶段酶解加工的关键技术参数，荷叶多糖提取率为9.5g/100g，黄酮提取率为1.5g/100g。提取后，利用浓缩、喷雾干燥、造粒流化床干燥等技术形成了一套速溶荷叶固体饮料加工关键技术，荷叶综合利用率达到95%以上，产品的感官、理化和微生物符合指标GB7101-2003要求。 4.开发了6-HKA和甘草次酸修饰增效工艺关键技术：对6-HKA进行异丙基酯化修饰，有效提高了6-HKA的生物利用度。以甘草次酸为原料，将含有不同取代基的哌嗪结构引入到18β-甘草次酸的C-3羟基处，采用计算机辅助药物设计得到含哌嗪结构的甘草次酸类衍生物，激活PPARγ别构位点活性提高了11.3倍，对L929细胞毒性降低了3.2倍。 5.发布国家标准1件；获得授权国家发明专利10件，其中PCT专利1件；发表论文13篇，其中SCI收录9篇；出版专著1本。经浙江省科技信息研究院查新，成果银杏新化合物制备；对银杏提取物生产过程产生的废液废渣进行回收再利用，资源综合利用率提高到35%以上；以18B-甘草次酸为基本骨架，得到一系列含肉桂酸或哌嗪结构的甘草次酸类衍生物；基于两阶段酶解加工技术，开发荷叶固体饮料加工生产线，荷叶利用率达到95%以上等方面属国际首创，该研究工作整体居国际领先水平。

银杏，为中国特有树种。全世界有三分之二以上的银杏资源都在中国。银杏种子，又名白果，白果营养丰富，是重要的药食同源资源。但由于白果含有有毒成分-银杏酸，严重制约其作为食品和药品原料的应用。 该项目进行银杏酸脱羧降解研究。完善了水杨酸脱羧酶的晶体结构，确定了该酶存在Zn2+离子活性中心对催化脱羧起决定作用，并依据晶体结构进行定点突变和分子动力学模拟，明确了底物的识别模式和进入通道，得到增加结合位点的疏水性可提高酶的脱羧活性，最终得到两株相较于野生型酶活性明显提高的突变酶Y64T和P191A及表达菌株，并对两种突变酶进行了酶学性质分析，确定了最适温度分别为40℃和50℃，以及最适pH均为5.5，且酶活性分别提高了105.18%和116.74%。另外，发现6-甲基水杨酸脱羧酶(patg)对银杏酸也具有一定的降解效果，构建了一株将6-甲基水杨酸脱羧酶目的基因导入在酿酒酵母基因组上的酵母菌株。 该研究对于通过生物技术除去银杏酸毒性对白果作为食品应用的限制，以及对于以白果为原料的下游食品开发和应用和提高具有重要的促进作用。相信随着技术的进一步完善和推广，将会产生良好的经济和社会效益。 该项目获得的知识产权：戴玉杰；宋园园；胡彦营；贺傲；孙国娟；李嘉欣；孟璇景；文杰；贾士儒.中国发明专利，专利号：ZL202210444588.4，授权日期：2024-2-23。