生物医药

为了解决当今社会所面临的资源危机和环境污染等问题，经过多年潜心研究，逐渐凝练形成了全新的研究方向：。研究领域聚焦于采用生物技术实现环境保护和资源循环过程的应用基础研究。主要解决的关键科学问题是探究资源环境微生物对极端环境的响应及其调控策略，并由此而形成了以化学工程学和生命科学相结合的研究特色。
主要包括如下四个方面的内容：
一、资源环境微生物筛选、驯化、改造及高效功能菌群的构建
以优化策略筛选、驯化、改造和构建具有特殊功能的高效微生物菌群，采用微生物组学等技术研究极端环境下各菌种之间的互作机制。分别针对产氢微生物、嗜酸微生物、土壤修复微生物、有机污染物降解菌株进行了研究，开发了高效的微生物组构建技术，开发建立了相应的工艺过程。实现了迄今国内外最高水平的锂电池生物浸出效率；研究成果为相关技术的产业化过程开发奠定坚实的基础。
二、采用多尺度方法探究环境因素调控资源环境微生物结构和功能机制
分别从反应器尺度、矿浆颗粒尺度、微生物被膜尺度、细胞尺度和基因尺度等多个尺度系统深入地研究了极端环境因素对资源环境微生物的结构及功能的作用机制。获得了过程强化的工程化调控策略（包括工程学策略和基因编辑、合成生物学策略等）。实现了相关技术产业化过程中关键瓶颈问题的突破，为资源与环境生物过程的优化及大型化生物反应器的开发奠定良好的理论基础，同时也为合成生物系统中特殊功能模块的设计提供一定的技术支持。
三、资源环境微生物产业化过程及其生物反应器的优化与放大技术
通过重点开展资源环境微生物培养基组成设计与优化、高密度资源环境微生物培养过程中物质、能量代谢调控与产物表达机制、微生物组学基本原理和方法，生物反应器流体混合与气液传质、资源环境微生物生理状态与生物活性、过程参数检测与控制等关键科学与工程问题的研究，建立了服务于自然矿山和城市矿山微生物浸出、微生物土壤修复、有机污染物降解等工业化生产关键技术，开发了资源环境微生物培养过程及其生物反应器工程优化放大技术平台，并且与国内相关企业建立了紧密的产学研合作关系。成功开发了大型化难处理浸矿生物预氧化反应器（700 m3），实现了柴油污染土壤的微生物修复技术的产业化应用，取得了显著的经济效益和社会效益。
四、动物细胞、组织工程及干细胞培养过程中关键科学与工程问题研究
针对动物细胞、组织工程、干细胞大规模培养过程中的工程化特征和生物学特征，基于生物工程、化学工程等多学科基本原理，结合最新科技研究成果，深入探究动物细胞培养过程开发和优化、生物反应器设计放大和操作强化、优化等过程中的关键科学与工程问题。

（1）Xu Zhang, Hongjie Shi, Ningjie Tan, Minglong Zhu, Wensong Tan, Damilola Daramola,Tingyue Gu, Advances in bioleaching of waste lithium batteries under metal ion stress. Bioresources and Bioprocessing (2023) 10:19
（2）Guanglin Chen, Hongjie Shi, Huili Ding, Xu Zhang*, Tingyue Gu, Minglong Zhu ,
Wensong Tan，Multi-scale analysis of nickel ion tolerance mechanism for thermophilic Sulfobacillus thermosulfi dooxidans in bioleaching, Journal of Hazardous Materials, 2023, 443,130245
（3）Guoqing Cheng, Huili Ding, Guanglin Chen, Hongjie Shi, Xu Zhang*, Minglong Zhu, Wensong Tan, Effects of CdS NPs on sulfate bioreduction and Oxidative Stress to Desulfovibrio desulfuricans, Bioresources and Bioprocessing,2022, 9:35.
（4）Dehong Liu,  Hongjie Shi, Guanglin Chen, Xu Zhang*, Tingyue Gu*, Minglong Zhu, Wensong Tan, Strategies for anti‑oxidative stress and anti‑acid stress in bioleaching of  LiCoO2 using an acidophilic microbial consortium, Extremophiles 2022, 26:22.
（5）Weijin Wu, Xiyan Li, Xu Zhang*, Yongqiu Qiu, Minglong Zhu, Wensong Tan, Characteristics of the Oxidative Stress and Antioxidant Defenses in a Mixed Culture of Acidophilic Bacteria Response to Co2+ Exposure [J], Extremophiles, 2020， (SCI, IF=2.04)
（6）Xiaocui Liu, Hao Liu, Weijin Wu, Xu Zhang*, Tingyue Gu*, Minglong Zhu and Wensong Tan, Oxidative Stress Induced by Metal Ions in Bioleaching of LiCoO2 by anAcidophilic Microbial Consortium, Frontiers in Microbiology,2020, 10:3058. (SCI, IF=4.25), DOI doi: 10.3389/fmicb.2019.03058.
（7）Weijin Wu, Xiaocui Liu, Xu Zhang*, Xiyan Li, Yongqiu Qiu, Minglong Zhu, Wensong Tan. Mechanism underlying the bioleaching process of LiCoO2 by sulfur-oxidizing and iron-oxidizing bacteria, Journal of Bioscience and Biotechnology, 2019, 128(3): 344-354.
(8) Yifeng Li, Yongqiu Qiu, Xu Zhang*, Minglong Zhu, Wensong Tan, Strain screening and optimization of biohydrogen production by Enterobacter aerogenes EB-06 from glycerol fermentation, Bioresource and Bioprocess. 2019,6: 15-19.
(9) Chaochun Tang, Weiwei Zhang, Haibao Cai, Zhaoyang Ye, Xu Zhang, Wensong Tan, Resveratro improves ex vivo expansion of CB-CD34+ cells via downr egulating intracellular reactive oxygen species level, Journal of Cellular Biochemistry 2018,120(518) DOI: 10.1002/jcb.28052,
(10) Weijin Wu, Xiaocui Liu, Xu Zhang*, Minglong Zhu, Wensong Tan, Bioleaching of copper from waste printed circuit boards by bacteria-free cultural supernatant of iron-sulfur-oxidizing bacteria, Bioresources and Bioprocessing, 2018,5:10

(1)中国发明专利：用于难浸硫化金矿生物氧化的反应器，授权号: ZL 100580108C
(2)中国发明专利：倾斜式重力沉降活细胞截留装置，授权号 ZL 100469863C
(3)中国发明专利：肺炎克雷伯氏菌及其制备氢气和2,3-丁二醇的方法，授权号：ZL 101531979 B
(4)中国发明专利：用于透明质酸发酵的新型反应器，授权号：ZL101096632 B
(5)中国发明专利：从微生物发酵液中分离提取透明质酸的方法，授权号：ZL101089021B
(6)中国发明专利：利用冶金微生物预氧化难处理金精矿的方法与装置，授权号 ZL 201410165751.9
(7)中国实用新型专利，一种生物反应器，授权号：201720976650.9
(8)中国发明专利，利用微生物从废弃锂电池中回收贵金属的方法；授权号：CN 108546822 B.
(9)中国发明专利，利用微生物修复有机污染土壤的调理剂，申请号：201810471932.2，申请日：2018.05.17  申请公布号：CN 108841392 A
(10)中国发明专利，一种利用谷胱甘肽提高废弃锂电池中金属生物浸出率的方法，ZL 2019 1 1079966.8
(11)中国发明专利，一种易于释氢的发酵装置及发酵制氢方法，CN114703039A(公开号)

（1）2020-2025   主持国家重点研发计划项目子课题：微生物高效产氢规模化示范(2020YFA0907300)，在研。
（2）2019.1-2022.12 主持金属离子胁迫下废弃锂电池生物浸出过程的影响机制研究（21878083）,国家自然科学基金面上项目，已结题。
（3）2017.10- 2020.10 主持十三五国家海洋局海洋经济创新发展示范项目：“年产3000吨DHA藻油研发及产业化项目”。
（4）2017.12-2019.12 主持环境有机污染物的生物处理技术，企业横向课题，已结题。
（5）2018.9-2021.12 参与生物力学调控细胞生物学行为及微组织构建，子课题编号：2018YFC105801。项目名称：生物力学调控组织再生核心技术研发及其临床应用转化，国家重点研发计划项目（The National Key Research and Development Program of China, 2018YFC1105800），已结题。
（6）2012.1-2015.1 主持大型微生物冶金生物反应器（2012AA060503），国家863重点项目子课题，已结题。
（7）2008.12-2010.12 主持难处理金精矿高效生物预氧化反应期研制（2007AA060904），国家863重点项子课题，已结题。
（8）2008.12-2010.12 主持细胞沉降截留装置流场分析与细胞沉降行为的研究（20706016），国家自然科学基金青年基金项目，已结题。
（9）2008.10-2011.10 主持木质纤维素水解液微生物制氢过程研究（No. 2060204），国家重点实验室专项经费的配套课题，已结题。
（10）2005.11-2007.11 主持动物细胞重力沉降装置功能化壁面与逆序涡作用研究(05ZR14037)，上海市自然科学基金，已结题。

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