新型酵母菌株可将乙醇生产效率提高15.5%等

2019-09-10 07:22:44
科研成果与传播 2019年1期
关键词:酵母菌晶体菌株

新型酵母菌株可将乙醇生产效率提高15.5%

印度研究人员近日分离出一种新型酵母菌株,利用这种菌株发酵农作物秸秆等木质纤维素,可比传统菌株发酵多产生约15.5%的乙醇。印度国际遗传工程和生物技术中心研究人员纳西姆·高尔等人在英国《生物燃料技术》杂志上发表报告说,他们从酿酒厂废料、乳制品废料、温泉等多种样本来源中分离出500个类似酵母的菌落,再将从中分离出的菌株与已有酵母菌株进行比较,发现一种代号为“NGY10”的菌株最适合用于水稻和小麦秸秆发酵。与目前市场上的酵母菌株相比,NGY10菌株具有耐热性,在40℃环境下也能继续发酵,发酵性能不受糠醛等抑制剂影响,并能发酵纤维素中几乎全部有效成分,从而可提高产量、降低成本。

无需电池的自驱动心脏起搏器问世

英国《自然·通讯》杂志近日发表的一项生物医学工程研究称,中美科学家团队研制了一种无需电池、可以收集心跳产生的能量的装置,并以此给心脏起搏器供能。这一装置被植入成年猪体内后,还能纠正窦性心律不齐。

目前的心脏起搏器等植入式医疗器件,主要依靠电池供能,这些电池不仅笨重坚硬,而且寿命较短。植入式自驱动能量收集器可用于生理调节,但目前只在能量需求较低的小型动物和细胞模型上进行过展示。此次,中国科学院北京纳米能源与系统研究所李舟、美国佐治亚理工学院王中林及其同事,合作开发的能量收集系统具有良好的生物相容性和机械耐久性,并另配有一个电源管理单元和一个起搏器。尽管这一系统还需在尺寸、效率和长期生物安全性方面做进一步优化才能最终用于人体,但每次心动周期所收集的能量,已经超过了人类心脏起搏所需要的能量。研究人员认为,这一技术在组织工程、神经再生和干细胞分化这些领域或具有广泛的应用前景。

3D打印出全球首颗“完整”心脏

以色列特拉维夫大学的研究人员近日表示,他们以病人自身的组织为原材料,成功3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。研究项目负责人、特拉维夫大学教授塔勒·德维尔解释了这颗人造心脏的打印过程:首先从一名病人体内提取脂肪组织,分离出细胞和细胞外基质,再借助基因改造技术将细胞转变成干细胞,让这些干细胞分化成心肌细胞和可生成血管的细胞,然后将这些用细胞与细胞外基质加工成的水凝胶混合,制成“生物墨水”,最终装入3D打印机进行打印。

此次展示的3D心脏,打印耗时约3小時,大小约是人类心脏的百分之一,可以收缩,但尚未具备泵血等功能,还需进一步培养。由于3D心脏的组织和细胞来自病人自身,移植后有望显著降低受体排异反应。

高铟含量三元光电晶体助力城市垃圾焚烧热能“发电”

近日,来自中国科学院上海硅酸盐研究所的余建定研究团队,在国际上首次研制出铟含量高达11%且成分均匀、一致的InxGa1-xSb三元光电晶体,相关研究结果刊登于国际学术期刊《微重力》上。余建定表示,InxGa1-xSb三元光电晶体是最佳高效热光伏电池的半导体材料之一,主要含铟、镓、锑3种元素。我们可通过改变铟和镓的成分比来调控其禁带宽度,从而充分吸收多种光谱的辐射能量,获得高热光伏转换效率。垃圾在焚烧时辐射出不同波长的光谱,当三元光电晶体铟含量达到11%左右时,能最大范围吸收该类光谱,获得最高热光伏转换效率。

由于目前在地面上只能生长出含铟量为3%的InxGa1-xSb三元光电晶体,制约了其在热光伏系统中的应用。余建定带领团队与日本宇宙科学研究所开展国际合作,经过3年多的地面匹配实验后在太空进行晶体生长实验,最终确认获得了空间微重力条件下成分均匀一致的铟含量高达11%的InxGa1-xSb三元光电晶体。

南开大学攻克铌酸锂纳米尺度

加工难题

经过5年持续攻关,南开大学弱光非线性光子学教育部重点实验室教授许京军团队和副教授任梦昕团队成功实现了铌酸锂纳米结构的加工。相关研究论文近日发表于《激光与光子学评论》上。铌酸锂因其电光特性而闻名,已成为最广泛使用的光学材料之一,但其应用中的关键难题——铌酸锂纳米结构的加工却迟迟未能解决。

许京军和任梦昕团队研发了一种特殊的铌酸锂制备与处理工艺,并利用一束聚焦的高能镓离子束,实现了选择性地轰击与去除铌酸锂分子,在仅百纳米厚度的铌酸锂薄膜表面,加工出了有序周期排列的纳米线阵列,首次获得了一种名为“铌酸锂超构表面”的新型人工材料。这一结果标志着人们已经具备了基于铌酸锂实现纳米尺度下,对光行为进行精细操控的能力,该加工技术为铌酸锂这一独特的光电材料在微纳光子学、集成光子学等领域的应用开启了大门。

升级CAR-T疗法,让患者严重副作用消失

近日,由北京大学肿瘤医院和南加州大学的研究团队合作设计和改造的新型CAR-T细胞,在Ⅰ期临床试验中取得重大成果。这种新型的CAR-T细胞,在合适剂量下,可使72.5%的B细胞淋巴瘤患者得到缓解,其中54.5%得到完全缓解,且疗效持久。更重要的是,在所有接受治疗的25名患者中,没有发生一例神经毒性或严重的细胞因子释放综合征事件,而这两类副作用正是当前CAR-T细胞治疗的最大障碍。

相关研究发表在国际学术期刊《自然·医学》上。研究人员陈思毅教授解释道:“改进后的CA-T细胞在患者体内可增殖并分化为记忆细胞,从而产生强大而持久的抗肿瘤效果,并且不会引起毒性。我们希望这种更安全的CAR-T细胞疗法有一天能应用于门诊病人。”研究团队下一步的计划是进行多中心的Ⅱ期临床试验,在更大的患者群体中测试安全性和有效性。

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