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一種單細胞微生物發酵系統及其發酵方法，本發明屬于生物發酵設備及方法，解決現有裝置發酵過程中 pH 值不易控制的問題，并解決現有發酵方法每輪發酵種子擴培次數過多、導致花費時間過長及成本過高的問題。本發明的發酵系統，包括發酵罐裝置和 N 級種子罐裝置，發酵罐裝置包括培養罐、中和劑儲罐、循環泵和可編程邏輯控制器，各級種子罐裝置的組成、結構均與發酵罐裝置相同，僅尺寸有區別。本發明的發酵方法，包括預裝、種子擴培、種子暫存、發酵、第N 級種復培和循環步驟。采用本發明，縮短了種子擴培時間，降低了染菌風險，較大地節

本實驗室成功篩選得到1株花青素產生菌株CJ6，為國際首創。對其生長、代謝規律、提取工藝等進行了研究。成果與技術具有創新性，在化妝品、保健品、色彩產品等領域，市場應用前景廣闊。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 花青素是植物花朵和果實等呈現紅色或紫色的重要色素，是人體必不可少的重要營養成分。它具有抗氧化、抗突變、預防心腦血管疾病、保護肝臟、抑制腫瘤細胞發生、保護視力、修復肌膚、增強記憶力、抗衰老等多種保健功能，各種富含花青素食品和產品備受關注。 然而，由于植物生長具有周期性，用植物生產花青素，受到季節、環境和植被資源等多重因素限制，而利用微生物生產花青素具有高效、低耗，可一年四季生產等優勢。然而，目前有關利用微生物菌株生產花青素的研究和應用國內外尚沒有報道。 本實驗室成功篩選得到1株花青素產生菌株CJ6，為國際首創。對其生長、代謝規律、提取工藝等進行了研究。成果與技術具有創新性，在化妝品、保健品、色彩產品等領域，市場應用前景廣闊。

一、所屬領域 人工智能，精密自動化，生物分析與檢測，環境微生物檢測，工業微生物檢測，細胞組織分析檢測。 二、項目介紹 1. 痛點問題 微生物的識別、計數和定性分析一直是食品、醫藥和生物行業的重要一環。傳統的人工檢測方式勞動強度比較大，且檢測主觀性強，標準難以統一，計數和檢測結果不準確；在對環境的微生物監測中，人工方法只能做到抽樣檢測，無法做到持續性檢測。 近兩年行業巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開始推出圖像識別技術的微生物檢測設備，其結果來自直觀影像，分辨率高，操作難度低。但是這些設備目前采用的光學顯微鏡倍數都在800倍以下，只能進行計數，如果要完成相關定性分析，需要在800倍以上的放大倍數獲得單細胞微生物的清晰圖像（如酵母菌，大腸桿菌）。但800倍放大倍數對應的有效視場只有200微米*200微米，對計數和活性統計分析又不具備足夠的采樣數量。目前國內外設備均沒有解決好這個問題，對微生物進行定性分析的準確率低，無法滿足市場需求。 2. 解決方案 本項目針對微生物和細胞活體檢測中缺乏有效參照物的技術難點，根據顯微掃描設備的結構，將全景化視域重構技術和微米級電機結合，解決了鏡頭大幅平移過程中的自動對焦難題和微生物溶液動態環境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎上，獲得的有效視場增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過自動化圖像采集和拼接，得到完整的微生物圖像；然后結合傳統的圖像分割以及深度學習圖像識別的優勢，小樣本高精度動態完成微生物的類型識別，計數，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競爭優勢分析 與國內外的主流檢測設備對比，本項目技術優勢主要體現在： 1）獨創的微生物影像全景化視域重構技術，實現0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大視角； 2） 解決微生物影像領域小樣本智能識別和智能檢測的難題； 3） 檢測目標、檢測內容、檢測流程和邏輯可通過自然語言定制，提高設備功能通用性； 4）計數準確率超過人工計數，準確率超過國內細胞計數儀器一個數量級； 5）第一臺按照國家微生物計數檢測標準開發研制的微生物計數儀。 本項目的第一代產品樣機與國內外同類產品對比，主要性能優勢和技術優勢如下： 在食品行業，本項目獲得了青島啤酒北京密云分廠的啤酒原液和相關酵母菌種，針對生產用酵母菌采集了大量實拍圖像數據，優化后的酵母菌計數和出芽率算法識別率均在95%以上。 4. 發展規劃 按照三步走的方式來設定發展規劃： 1）基于全景化視域重構技術，構建第一代檢測儀器，首先進入門檻最低的食品微生物檢測市場，對啤酒和發酵乳企業提供酵母菌檢測計數技術和設備； 2） 利用已有技術積累，進入環境微生物檢測和高校實驗室市場； 3）最后以食品和環境檢測市場為根據地，進入門檻最高的生物醫藥檢測市場，提供微生物檢測和組織檢測的相關設備。 5. 知識產權情況 已申請3項專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業和環境檢測領域的客戶、渠道伙伴； 3）尋找生物醫藥，醫學臨床領域的客戶、渠道伙伴和產品測試環境。 四、團隊介紹 科研團隊： 1）周悅芝 博士 清華大學計算機系研究員，項目負責人，在邊緣計算和深度學習等領域有豐富的開發經驗和杰出的研究成果，在面向醫學影像的AI圖像分析方面曾發表多篇論文，申請或獲得多項國家發明專利。 2）黃權偉 清華大學計算機系碩士，負責圖像分割及細胞識別等相關算法研發。 3）梁志偉 清華大學計算機系碩士，負責深度學習算法加速研究和實現。 五、聯系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號：20230055

硫酸軟骨素是一種典型的硫酸化糖胺聚糖，由 D-葡糖醛酸和 N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷鍵連接的重復二糖聚合，并在 N-乙酰氨基半乳糖的 C-4 位或C-6 位羥基上發生硫酸酯化。由于其具有多種藥物活性，被廣泛用于藥品、保健品及化妝品行業。本研究室利用誘變育種及高通量篩選策略獲得一株產果糖軟骨素的大腸桿菌。通過代謝工程改造及發酵優化策略，大幅度的提高了果糖軟骨素的產量。目前，正在進一步構建并篩選高產菌株。

該材料代替硅酸鹽水泥在土壤重金屬鈍化、建筑工地揚塵治理、地基生態加固、島礁建設和沙漠治理等領域均具有廣闊應用前景，既減少了對傳統硅酸鹽水泥的使用量，降低碳排放，還解決了使用過程的生態相容性問題

成果簡介：含染料廢水的脫色一直是印染行業和染料工業所面臨的重大問題之一。目前用于該類廢水脫色處理的工藝和技術如活性炭吸附、化學絮凝、 臭氧氧化、光催化氧化等，雖然具有較好的脫色性能，但處理成本高，難以廣泛使用；并且它們只能用于廢水脫色，不能完成染料回收。如果能對上述有色廢水中的染料進行回收，尤其是對那些含高濃度染料且組分相對簡單的 工序廢水進行單獨處理和染料回收，不但解決了其脫色問題，還具有較好的 經濟效益，應用前景可觀。利用顆粒化微生物吸附回收廢水染料正是基于這一思路而開發的染料廢水處理新技術本

一、成果簡介 我國的果蔬生產多較分散，銷售的果蔬要保持新鮮，由采收到市場銷售，所經時間很短，所以市場上的果蔬沒有充分的時間進行分析。我們必須采用符合我國產銷特點的檢測方法，在果蔬進入 市場之前進行農藥殘留的快速測定，因此開發果蔬采后農藥殘留及微生物快速檢測技術對于保障我國人民的食品安全具有十分重要的意義。本成果建立果蔬采后農藥殘留及微生物快速檢測技術體 系，已為科研院所、檢測機構、政

雄黃本身是一種水不溶性硫化砷礦，具有劑型單一、生物利用率低、臨床用量大等缺點。基于此，我們以甘肅優質道地礦物藥雄黃為主要原料，成功的借助特定微生物的生物化學催化作用，建立起一套成熟的針對雄黃的微生物轉化技術，將雄黃中的砷溶解出來，得到一種新型砷劑。通過藥理藥效實驗證實，該新型砷劑可以有效的通過阻滯細胞周期，在體內外誘導小鼠腹水瘤S180和肝癌細胞H22發生凋亡。同時，對荷瘤小鼠的毒副作用較小，對腫瘤組織具有很強的選擇性。尤其對多種（多藥耐藥）白血病有良好的體外抑制作用。目前實驗證實，與雄黃相比

微生物合成的γ-聚谷氨酸為均聚氨基酸化合物，分子量在100－1000kDa之間，相當于500－5000個左右的谷氨酸單體，具有優良的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、粘結性和極其強的吸水性，從而在高分子材料工程中具有增稠、乳化、凝膠、成膜、保溫、緩釋、助溶、粘結和強吸水等功能。作為一種生物材料，γ-PGA又具有生物可降解性好、可食、對人體和環境無毒害等優點，因而在食品、化妝品、醫藥、農業和水處理等領域具有廣泛的應用前景。南開大學專利技術：一種提高水溶性高聚物發酵產率的方法（公開號： CN1

陳溫福院士團隊孟軍教授課題組在生物炭-微生物協同治理抗生素污染方面取得新進展