功能性大分子多糖材料的可控制备
功能性大分子多糖材料在药物递送、组织工程、伤口敷料、骨科应用、医美等生物医用领域具有广泛的应用前景，是高端医疗器械的核心原材料。团队经过十余年的研究，结合临床需求导向设计，实现了多糖材料的结构精准修饰和功能调控，其中，促再生多糖材料、抗菌性多糖材料、免疫调控多糖材料、多糖止血材料已经实现了小批量生产，部分多糖材料已经成功申报国家 II 类医疗器械。相关多糖材料已获国家发明专利 15 项。
氨基酸医用抗菌敷料
医用抗菌敷料是临床感染预防与伤口管理的关键医疗器械，广泛用于感染性伤口管理、术后切口护理、慢性难愈性创面护理、高风险感染创面护理及烧伤创面的护理。目前临床抗菌敷料主要以含银或壳聚糖敷料为主，其中由于壳聚糖敷料的原料来源于甲壳类动物，具有一定的免疫原风险，且其抗菌谱窄，含银离子或纳米银类敷料，虽然具有良好的抗菌性能，但是其细胞毒性较高，生物相容性差，临床应用受限。本团队基于碱性氨基酸，设计合成相关聚氨基酸抗菌材料，并利用表面涂覆或接枝等手段，将普通敷料表面功能化，赋予敷料表面抗菌性能，获得氨基酸医用抗菌敷料，解决现有产品“抗菌有毒”和“免疫原风险”的难题。该敷料在制备工艺上“绿色环保”，在水溶液中即可完成表面改性，有机溶剂使用量极低，产品化学残留低，且不影响原有敷料基材的透气和吸收性。在抗菌性能上，对临床院内感染常见致病菌的抗菌率均大于 99%（依据 ISO 22196 或 GB/T 20944.2）。在生物相容性上，细胞毒性不高于 1级（依据 GB/T 16886.5），无皮内反应和致敏性（依据 GB/T 16886.10）。该技术成本低、也可以用于日常用品。
一种新型红细胞代用品的研制
近年来，地震、海啸、台风等突发事件造成了大量人员死亡，其中无法及时输血抢救是原因之一。血液供需目前存在着巨大缺口，全球每年采集7500万单位血液，只能满足40%的需求量；在特殊环境下，如创伤失血性休克的院前急救、战争及突发事件，大量伤员需要同时输血治疗时，更是难以组织足量血液及时到位；虽然现在输血比以往要安全，但仍无法将血型错配、血源疾病传染等风险降为零。血液的运输、保存都需要特殊的低温条件，而且保存期最多不过一个月（我国血库标准4℃保存红细胞35天），使红细胞无法大量储存，艾滋病、肝炎等病毒的输血传染更加加剧了安全血液紧缺的难题。人体血液由血浆、红细胞、白细胞和血小板组成，成分非常复杂，要制造出一种完全代替血液的溶液非常困难，或者说几乎不可能；但研制一种在急需情况下代替血液中主要组分—红细胞作用的替代品却具有可行性。本项目开发了一种新型红细胞代用品，在紧急时刻不需验对血型即可直接使用，而且可以长期保存以备急需。
玉米浸泡过程乳酸菌生长代谢调控与生产工艺优化
传统的玉米浸泡工艺存在生产周期长、成本高、效率低、能耗高、污染环境等问题，严重制约了淀粉企业的发展。本项目对玉米浸泡过程中乳酸菌的生态环境进行系统研究，建立生物传感器分析方法，优化浸泡工艺，并应用于生产实践。该项目有利于工业生物技术产业的节能减排和升级改造。玉米为全球性主要的粮食作物之一，因其丰富的产出和可再生的资源优势而受到广泛关注，玉米深加工产业也被世界誉为“黄金”产业。该项目的完成将为玉米淀粉加工行业提供理论支持和技术指导，有利于工业生物技术产业的节能减排和升级改造。 创新性：(1)解决了传统玉米浸泡工艺中亚硫酸带来的设备腐蚀、地下水污染、产品中亚硫酸残留等问题；(2)建立了生物传感器分析与控制方法，实现了玉米浸泡工艺的精确控制，改变了行业中凭经验调整浸泡参数的做法；(3)缩短了浸泡周期，降低了生产成本。
高核酸酿酒酵母高通量育种关键技术及菌株产业化应用
1、项目基本情况 本项目研究内容属于生物工程学科范畴，食品微生物领域。核糖核酸（RNA）的降解物或衍生物是多种药物的有效成分，具有提高人与动物的免疫力等保健功效，在医药、食品、化妆品和农业等产业有较好的应用潜力。提高核酸衍生产品品质、降低成本的根本是提高菌株的核酸含量，一般用热带假丝酵母较多，存在食品安全隐患。作为食品安全级微生物，酿酒酵母是公认最理想的 RNA 源，目前国内外对酵母 RNA 的下游酶解工艺研究较多，关于高核酸酵母选育的研究较少，仅有少数研究利用驯化培养或非理想诱变技术，通过逐个测定 RNA 含量筛选高核酸酵母菌株，由于 RNA含量检测操作繁琐、误差较大，难以实现规模化筛选。制约高核酸酵母育种的限制性因素是存在无法反映 RNA 含量变化的规模化筛选体系和转基因育种问题。因此，开展非转基因的高核酸酵母规模化选育技术显得尤为重要。本项目在国家自然科学基金（ 31801515 ）、山东省自然科学基金（ZR2019PC010）和山东省重点研发（重大创新工程）项目（2017CXGC1105）的支持下，经过 4 年协同攻关克服了以上技术瓶颈，利用合成生物学技术针对性地设计、构建并优
关于固-液界面吸附中吸附剂浓度效应的表面组分活度模型研究
1、项目基本情况：在固-液界面吸附研究中，发现一反常现象被称为 "吸附剂浓度效应"（Cs-effect），研究前期提出了表面组分活度（Surface component activity model，SCA）模型以解释这一现象，并优化完善了 SCA 模型，建立了相关模型参数（表面组分活度系数等）的测定（或拟合）方法，构建了 SCA动力学方程；实验研究了金属离子和有机污染物在固-液界面的吸附过程，皆表现出明显的 Cs-effect，并证实了 SCA 方程的普适性；考察了 pH、离子强度、温度和特性吸附离子等因素对 Cs-effect 的影响，发现均不影响 SCA 方程所示的关系；阐释了吸附平衡和吸附速率与吸附剂浓度间的理论关系，加深了对固-液界面吸附特别是 SCA 模型适用性的认识；阐释了吸附剂浓度效应对固-液界面反应和吸附性能的影响规律及机理；为相关废水处理和土壤修复等工程的设计提供基础依据。 2、核心技术及指标：（1）考察 SCA 模型的适用性，明确相关模型参数的物理意义和影响因素，改进模型参数值的测定方法及 SCA 热力学方程，并构建SCA 动力学方程，掌握吸附剂浓度效应的微观机理