技术成果

基于噬菌体的医疗及农牧业病原菌高效防控技术

噬菌体是自然界中专门感染与消灭细菌的一类病毒，由于其消灭病菌速度快、不受细菌 耐药性影响、环境友好、易于发酵、专一性强等特点，是目前治疗耐药性病原菌最有前景的 “抗生素替代品”。然而，目前用于病原菌防控的噬菌体产品开发主要受到噬菌体资源获取难 度大、单一噬菌体对多重病原菌防控效果差、病原菌易对噬菌体产生抗性突变等方面的限制。 前期，本项目团队通过对原位环境下噬菌体的高通量分离培养装置、噬菌体和广谱拮抗菌联 用技术及抗病原菌突变的噬菌体“鸡尾酒”构建技术等的研发，成功研制出高效防控水产养殖 业病原菌的噬菌体制剂并投入生产使用。实际上，除了水产养殖业以外，医疗行业、畜牧业、 农业领域均时常爆发大规模的细菌性疾病，严重威胁人类生命健康及经济活动。然而目前以 上行业的病原菌防控手段仍然主要为抗生素，伴随着极高风险的耐药性“超级细菌”的出现和 传播，因此急需多种噬菌体制剂克服病原菌的耐药性突变，有效防控病原菌。本项目基于前 期成熟的噬菌体制剂研发技术，针对医疗及农牧业病原菌防控需求，建立基于噬菌体的医疗 及农牧业病原菌高效防控技术。  项目阶段与进展 分离得到了人典型致病菌铜绿假单胞菌的烈性噬菌体并完成了应用潜力评价。成功搭 建了金黄色葡萄球菌、幽门螺旋杆菌、青枯菌（茄科作物主要致病菌）、布鲁氏杆菌（牛、 羊、猪等牲畜主要致病菌）、鼠疫耶尔森菌（鼠疫主要致病菌）等病原菌的噬菌体分离培 养平台及对应噬菌体制剂的产品开发流程。  应用前景 （1）在医疗业领域，铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌可引起各类皮肤感染、血流感染 及脏器感染，是主要的医院内感染细菌。对抗生素产生耐药是这类细菌难以控制的

水产养殖业新型替抗产品—噬菌体制剂开发技术

海水养殖业是我国重要的海洋支柱产业，而细菌性疾病是造成该产业重大经济损失 （200亿/年）的主要原因。在“减抗限抗”的时代背景下，高效的抗生素替代品成为海水养 殖行业的急迫需求。噬菌体凭借其对宿主较高的感染特异性和在宿主细胞内快速增殖的能力， 成为病原菌防控中极具发展前景的抗生素替代药物，有巨大的应用价值和市场潜力。本项目 针对噬菌体制剂发展面临的瓶颈，一方面通过噬菌体高通量筛选装备创建了包含近千株水产 养殖业专属噬菌体的种质资源库，另一方面通过噬菌体和广谱拮抗菌联用技术扩大了噬菌体 制剂的病原菌防控范围。此外，通过开发基于噬菌体感染策略的高效噬菌体鸡尾酒组合技术， 实现了10天内快速获得对病原菌清除率达95%以上的噬菌体鸡尾酒的技术突破。

蘑菇渣生物转化制备单细胞蛋白技术

蘑菇渣生物转化制备单细胞蛋白技术是以食用菌栽培后的废弃菌渣为原料，通过微生物 发酵将其转化为高附加值单细胞蛋白的绿色工艺。蘑菇渣富含纤维素、半纤维素及木质素等 有机质，同时含残留菌丝体代谢产物，是微生物生长的理想碳氮源。技术核心包括菌渣预处 理、功能微生物筛选及发酵工艺优化。预处理通过木质素磺化结合酶解的方法破坏渣体结构， 提升原料可发酵性；随后接入高产蛋白的产朊假丝酵母菌株，在固态或液态发酵体系中定向 代谢，将多糖及木质纤维组分转化为菌体蛋白。此过程同步降解污染物，减少资源浪费。所 得单细胞蛋白粗蛋白含量可达50%，含必需氨基酸及维生素，可作为畜禽饲料替代豆粕或 鱼粉，降低养殖成本。该技术兼具废弃物资源化与蛋白生产双重效益，为农业循环经济提供 可持续解决方案。

分散型有机废弃物资源化处理模式及设备

部分散养户对污染危害认识不足，缺乏主动处理废弃物的意识，且因资金有限，难以配 建标准化粪污处理设施。传统堆肥发酵周期长、能耗高，且可能残留重金属、抗生素及病原 菌，影响资源化产品质量。运输过程中因设备简陋，易造成二次污染，如沼液泄漏或干粪扬 撒，且有机肥加工投资大、回报周期长，第三方企业参与积极性低。国家政策如《关于加快 经济社会发展全面绿色转型的意见》明确支持农业废弃物循环利用，多地通过整县推进项目 加大设施建设补贴。分散模式可有效解决中小型养殖场资金、技术和管理短板。针对农村分 散特点设计，结合驱转机械实现多层分阶段处理，成本低且零污染，适合小规模养殖户自用 或社区共享。 本成果为解决目前分散型养殖户缺乏成套的处理设备，缺乏综合解决养殖过程产生的废 水、粪污和废气等污染物的现状等问题，并结合农业生产过程产生的废弃 物，开发了一种 集污水、固废和尾气治理的综合处理模式，将养殖过程和农业种植相结合，将分散型的养殖 户和周边的种植基地相结合，开发一种“种养循环＂的处理模式。就地解决畜禽粪污的同时， 减少农田化肥的使用；开发了功能型微生物菌剂和腐熟菌剂，开发了成套的处理设备，如立 式发酵罐、固液分离机、粉碎筛分一体化设备等，解决污水、固废和养殖废气等污染问题。

裂壶藻功能油脂的发酵制备技术

长链多不饱和脂肪酸作为人体营养补充剂已有超30年应用历史，其中二十二碳六烯酸 （简称DHA）和二十碳五烯酸（简称EPA）被分别称为脑黄金和血管清道夫，长期居营养 补充剂排行前列。然而，目前我国来自于深海鱼油的DHA、EPA功能油脂产品原料主要从 国外进口，此外含有DHA/EPA的鱼粉是水产饲料中的主要蛋白质原料，也主要从国外进口， 鱼油和鱼粉产业对国际渔业资源依赖度较高。裂壶藻（裂殖壶菌）是DHA藻油的主要生产 菌，目前其产品主要应用在营养保健品和婴幼儿奶粉添加剂等领域。裂壶藻同时含有大量的 蛋白质，可有效替代鱼粉，但目前的应用受制于生产价格、EPA含量等因素。本项目基于裂 壶藻开发了生产不同种类和含量的功能油脂的菌株，可以通过高含量有效降低单位 DHA/EPA的生产成本，也可以为生产高端和医药用途提供超高含量藻油产品，还可以为生 产水产饲料提供含高蛋白和DHA/EPA油脂的藻粉产品，在营养健康、医药、饲料等领域未 来具有广阔的市场发展前景。项目同时还基于整合生物糖化开发了利用非粮碳源发酵裂殖壶 菌的技术，有望进一步降低发酵成本，在水产饲料中实现大规模应用。

利用芦笋下脚料生产皂苷、多糖等功能产品

技术简介及特点 我国现有芦笋种植面积达到170万亩，年产鲜笋137.6万吨，居世界第一位。 在芦笋加工过程中将产生约30%－40%左右的老茎和笋皮（约100万吨），这些下脚 料，除少部分养殖业发达地区可以喂猪牛以外，绝大大部分被丢弃，造成资源浪 费和环境污染。本项目利用芦笋废弃资源，基于生物炼制的思路和技术，开发出 芦笋系列产品：芦笋皂苷、芦笋多糖、膳食纤维、芦笋汁、生物药肥等。 专利及进展情况 获得科技成果：2014年，芦笋副产物高效利用关键技术与应用，河北省科技 进步奖二等奖；2012年，“芦笋天然色素制备工艺研究”，国际先进水平。（河北 省科技厅登记号：20120010 ）；2011年，“芦笋多糖提取分离及生物活性研究”， 国际先进水平。（河北省登记号：20110163 ）；2010年，“芦笋皂苷提取分离 工艺研究”，国际先进水平。（河北省登记号：20100781）。相关发明专利：ZL 201010606933.7；ZL 201010186922.8；ZL 201110393381；ZL 201010140646.1； ZL 201110329486.X。 产业化前景分析 芦笋享有“蔬菜之王”的美誉。富有天冬酰胺等18种氨基酸、硒、锌、锰等 15种微量元素，以及多种维生素，具有很高的营养价值；其次，芦笋含芦笋多糖、 皂苷、黄酮等生物活性物质，能够调节人体代谢，长期食用可以增强免疫力，对 高血压、糖尿病、前列腺炎、乳腺癌等具有很好的预防和治疗效果。随着大家对 芦笋认识的逐步深入，芦笋的各项功能得到有效开发利用，芦笋的种植加工业蓬 勃发展，芦笋日益受到消费者和广大笋农的青睐，

移动式水质自动监测站

应用领域： 河流断面监测、水源地水质监测、河涌水质监测、企业污染源水质监测、水产养殖水质监测、浴池水质监测。内容简介: 移动式水质自动监测站，由水质参数测定仪、水质参数变送器、数据采集卡、无线通讯模块、PLC控制单元以及相应的辅助元件组成。主要技术指标: `响应时间：1s，一个测量周期10min ·循环时间：30Min、1h、2h、连续 ·显示方式：显示屏、电脑客户端显示、WEB页面显示 ·通信方式：RS485接口，可选择4~20mA、以太网通信等 ·外观尺寸：600×640×950mm ·安装方式：立式安装 ·电力供应：AC220V/50Hz 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中国科学院 主办：中国科学院科技创新发展局 承办：中国科学院成都文献情报中心 找错--> 微信小程序 --> 中国科学院知识产权信息

氟甲喹工艺

氟甲喹是一种广谱抗菌药，广泛应用于养殖业。适用于畜禽、海水、淡水鱼和虾类细菌性呼吸 道病等。年销售量大约在8000吨。该药物有一个手性中心，有两个异构体。其中(S)- 异构体的活性 是(R)-异构体的4倍。目前，氟甲喹是以消旋体的形式进行销售。二分之一的低活性药物增加环境 负担。如果以单一异构体使用的话，减少37.5%的用药量也能达到同样的效果，明显减轻环境的压 力和生产成本。该技术以 6- 氟 -2- 甲基喹啉为原料，不对称氢化为关键步骤合成手性 6- 氟 -2- 甲 基四氢喹啉。该步反应的S/C能够达到30000:1，具有效率高，环境友好的特点。然后经已知工艺 路线即可获得手性氟甲喹。我们开发的工艺解决了手性氟甲喹合成中的关键问题。目前，已完成能 公斤级生产工艺开发研究。

功能寡糖规模化生产

功能寡糖在绿色农业、健康养殖及食品安全等领域应用广泛。本项目团队长期致力于绿色清 洁的寡糖制备技术研发和产品研制，重点在于活性高、稳定性好的糖苷水解酶的筛选、定向改造、 发酵优化和应用性能评价等。到目前为止，围绕着功能寡糖的生产及应用已形成多项专利，开发并 得到多种具有产业化应用价值的生物酶或基因工程菌，可用于海藻酸寡糖、壳寡糖、果寡糖、卡拉 胶寡糖、葡寡糖、葡甘寡糖等功能寡糖的规模化生产，这些寡糖可广泛应用于医药、农业与食品等 行业。另外，本团队具有先进的液相分离和糖化合物检测技术平台，可用于功能寡糖单体的分离纯 化和制备。

依托自主研发的海水制氢联产淡水新技术，研制出的 25 千瓦级海水电解制氢联产淡水

明了海水制氢联产淡水新技术的可行性与先进性。 针对海上风电电解水制氢技术目前存在淡水资 源紧缺、海水成分复杂等问题，海水制氢联产淡水新技术有望为近岸/ 离岸海上风电规模化制氢 利用风能、太阳能等可再生能源产生的绿电驱动电解水反应制氢，对解决能源短缺和环境污 提供具备核心竞争力的技术支撑，实现绿色氢能经济。依托海水制氢联产淡水技术，可建造不同规 染、实现“双碳”目标具有重要意义。近年来，我国海上风电装机容量持续大幅增加，截至2022年 模的海水电解制氢联产淡水装置，在近岸/离岸海上风电场中可进行广泛应用。同时，该技术摆脱 累计装机容量已突破3000 万千瓦，约占全球54%，近岸/离岸海上风电就地消纳问题日益凸显。 了对紧缺淡水资源的依赖，以成分复杂的非淡水为原料进行制氢，因此可扩展应用到以内陆盐碱 因此，发展基于海上风电的电解水制氢技术对我国海上风电、氢能产业的发展具有重大引领带动 水、工业废水、火电厂废水、城市生活废水等为原料的电解制氢等领域，具有广阔的应用前景和推 作用。然而，海上风电电解水制氢技术目前存在淡水资源紧缺、海水成分复杂、电极腐蚀严重等问 广应用价值。 题，亟需发展以海水为原料的绿氢制备新方法与新技术。传统碱性电解水制氢的电能利用率一般 合作方式：技术不转让，但是可以通过专利许可或作价入股等方式进行合作。 为65%至80%，未能利用的电能转化为低品位废热（80 ~ 90℃）排放至环境中，造成了能源的严 重浪费。在本工作中，研究团队利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源，建立了废热回 合作方式 收系统，并与海水低温淡化技术进行耦合集成，突破了电解水低品位废热利用的技术瓶颈，成功研 合作形式另议 发出海水制氢联产淡水新技术。相比传统淡水电解水制氢，该技术省去了废热移除所必需的换热 器单元与淡水净化单元，减少了设备成本与能耗。在此基础上，研究团队基于自主研发的

采用AI算法大大的提高了检测鱼刺鱼骨以及异物检测的精度，相较于传

统算法更加的稳定，精准并且保证水产品的完整性；

带机械臂的双目视觉水下机器人技术

本项目根据国家大力开发海洋资源和重点发展海洋装备的需求，以研制面向产业 化的带机械臂的水下作业机器人为目标，针对水下机器人集成化设计和操控方法的技 术瓶颈，创新性地提出在水下机器人控制中采用双目水下视觉精准测距结合 VR 眼镜 的实景操作相结合的操控方法，从水下机器人模块一体化和小型化设计入手，基于集 散系统拓扑结构，突破了测控、电源管理、密封、数据传输、照明、散热等方面的一 系列技术难题，研制出了带机械臂的超小型化水下双目视觉机器人，实现了目标抓取、 视觉测量、远程测控、运动控制等功能，可应用于水下工程、资源探索、管路检修、 海产养殖等领域。主要创新点包括超小型化水下机器人设计、水下双目测距算法、元 件一体化设计、VR眼镜操控技术和地面一体化操控箱技术。目前本项目已申报专利 25项，其中发明专利 8项，获批专利17项。目前与中船重工等单位进行了合作，加 快推进产业化进程。

秦药（天然麝香）的研究及产业化项目

1、陕西药材资源丰富。陕西省为道地药材“秦药”的发源地。陕西现有各类中药材3291味，植物药为2730味，占全国药材种类的30%以上。重点品种达到283种，占全国的77.7%。丹参、天麻、绞股蓝、黄精等7个品种通过国家GAP认证，商洛丹参、子洲黄芪、镇坪黄连、太白贝母、镇巴大黄等 18 个品种获得国家农产品地理标志保护产品认证。山茱萸、黄芩、酸枣仁、柴胡、沙苑子、元胡、天麻、杜仲、猪苓等中药材国内市场占有率在 30%-70%。中国名贵药材之首的天然麝香，其林麝养殖量已达3万多只，所产麝香享有“秦香”之美誉，陕西凤县被中国野生动物协会授予“中国林麝之乡”，林麝养殖数量占有全国林麝的养殖数量的70%以上，麝香产品在国内市场占有率达90%以上。2、秦药发展及开发存在严重的不足。目前存在科技含量参差、研发投入不足、产学研用协同不充分等成为制约产业发展主要制约瓶颈。缺乏有一定品牌影响力的将“秦药”品牌做大做强的中医药企业。缺乏能够将生物医药供应链，创新链，技术链，人才链相互融合在一起发展，能够带动整个产业发展的的产业链链主龙头企业。

便携式环境原水净水装置

本项目理念来自于全球水资源匮乏的现状。虽然国内外已有众多家庭式净水器产品问世，但是无法随身携带于野外使用。对于个人随身型净水装置，瑞典一位企业家麦克・韦斯特・弗兰德森 (Mikkel Vestergaard Frandsen) 发明了生命吸管(Lifestraw) 。这款吸管式的滤水产品，声称可去除水中 99 %的细菌病毒。它不仅荣获“INDEX:Award”丹麦设计大奖，也被 CNN、BCC 等诸多国外媒体评为“本世纪最佳发明之一”。《纽约时报》更以“挽救无数人性命的发明”来褒奖此发明的卓越贡献。虽然 Lifestraw 这样的净水装置对目前水资源匮乏的现状而言，是一项不可多得的发明，但其仍存在致命的缺点（1）不能过滤水中汞等一些重金属；（2）设计一体化。然而，即便该产品有此二大缺点，产品一经问世，仍引起广泛关注。针对目前的市场空缺，本团队拟采用嫁接式设计，攻克液体残留造成的损害问题并让其适用于不同环境原水，同时开发 MOF（有机金属框架）或改质粘土矿物并对其造粒等新材料来攻克重金属污染问题所造成的过滤、吸附、移除等技术难点。另一方面，环境原水中存在着不利于人体健康的细菌和病毒，自主研发灭菌和抗病毒等复合材料或滤膜，也是产品开发的重要工作。经过反复试验，最终在最佳灭菌、抗病毒情况下，择优材料。总之，本项目主要藉由本团队开发的新材料，攻克汞等一些重金属无法过滤的难点，自主开发复合材料。通过嫁接式设计，改良产品因受污染而整根抛弃的缺点，制造以国内专利和技术应用出产的生命吸管。