1. 1 經濟、整合、永續性、專利、法令、公共意見 基質 → → → → 生產程序 → → → → 產品 ↙ ↖ 產品回收 生物觸媒篩選 下游製程、現場產品回收 ↓ ↑ 反應限制、生物多樣性、高效率篩選 ↓ ↑ 、功能性基因體學、極端環境 生物觸媒應用 生物觸媒特性 穩定性、固定化、輔因子 ↓ ↑ 純化、動力學、反應條件化、生物觸 再生、生物觸媒回收、多 ↓ ↑ 媒序列、生物觸媒結構、模擬 相系統、模擬 ↓ ↑ 生物觸媒生產 → → 生物觸媒工程 碳源、生產方法、純化、 基因表達、蛋白質工程、代謝分析、 配方 、儲存 代謝工程、細胞工程 生物催化循環

2. 2 對掌異構物及工業用酵素製程開發 蔡少偉 教授

3. 3 對掌異構物製程開發 一、配合消旋及環化反應步驟之優先結晶分割製程：以自 (L)- 麩胺酸生產 (D)- 熱麩胺酸為例：

4. 4 二、酵素動力分割或動態動力分割製程： (S)-2- 芳香基丙酸 、 (R)-2- 芳香基 -2- 鹵素 - 乙酸、 (R)-4- 苯基 -2- 氫氧基 - 丁酸 、 (R)-1- 芳香基乙胺等。以 (R, S)-naproxen 硫酯之水解 動態動力分割為例：

5. 5 三、 配合產物分離之酵素動態動力分割法製程：以 (R, S)-naproxen 硫酯之水解動態動力分割配合中空纖 維膜之反應萃取 (S)-naproxen 為例： Organic phase Aqueous phase Hollow fiber membrane Pump Temperature controlled incubator

6. 6 工業用酵素製程開發 耐鹼性脂肪分解酵素 (lipase) 與肌酸分解酵素 (creatinase) 為例：

7. 7 基因重組菌的利用及生物資訊在化工的應用 鄭智元 副教授

8. 8 BFP (Blue Fluorescent Protein) 在大腸桿菌宿主載體 系統可視化之應用 一、 BFP 基因在大腸桿菌之表現 ( 無 UV 照射；左：含 BFP 基因之宿主細；右：不含 BFP 基因之宿主細 )

9. 9 UV 照射 ( 左：含 BFP 基因之宿主細；右：不含 BFP 基因之宿主細 )

10. 10 二、大腸桿菌宿主細胞之巨大化 大腸桿菌宿主細胞 大化之原生質體

11. 11 三、大腸桿菌外來基因表現系統可視化之構築步驟 大腸桿菌 → 植入含 BFP 基因之載體 → 巨大原生質體化 → 螢光顯微鏡觀察 → 確認及選取螢光發光細胞 → 螢光發光細胞之復原

12. 12 Biofluid Mechanics & Microfluidics Hsien-Hung Wei （魏獻鴻） Biofluid and Microfluidic Laboratory Department of Chemical Engineering National Cheng Kung University

13. 13 Liquid Ventilation and Drug Delivery in Airways and Alveoli

14. 14 Anatomy of Lung

15. 15 Liquid Lining and Plugs: Clinical Therapies Surfactant Replacement Therapy (SRT) Partial Liquid Ventilation (PLV) airway wall liquid lining Liquid plug formation is important for

16. 16 Alveolar Flow and Transport Primary gas exchange units Insufficient surfactant causes collapse of the alveoli (Atelectasis) air capillaries O2O2 CO 2 poor O 2 poor venous end arterial end CO 2 rich O 2 rich CO 2 surfactant

17. 17 Goals  Understand how liquid plugs form and transport through airways, depending on airflow condition and surfactant dose.  Understand how instilled liquid affects gas exchange and pulmonary drug delivery within alveoli. Research  Surfactant delivery within liquid lining in an airway: model and experiment.  Theoretical and experimental studies on flow and transport in an fluid-filled alveolus.  Provide a guidance for clinic treatment to develop optimal strategies for improving respiratory functions.

18. 18 Research Achievements of Teh-Liang Chen （陳特良）

19. 19 Dispersion of Oil in Fermentor with Nonwoven Fabric The idea: In a tank fermentor equipped with a hydrophobic nonwoven fabric, hydrocarbons have a strong tendency to be adsorbed by the cloth; however, owing to the shear force, the adsorbed hydrocarbons will be subsequently detached in the form of tiny droplets.

20. 20 Without NWF: With NWF:

21. 21 Recovery of Lipase by Hydrophobic Adsorption to n-Hexadecane Coated on a Nonwoven Fabric The idea: n-Hexadecane has a melting point of 16-18  C and its affinity for lipase changes markedly from liquid to solid state; therefore, we could perform the adsorption and desorption above and below, respectively, the melting point, and the process would need no extraneous materials for separation.

22. 22 Adsorption isotherm. Temperature: ( ▽ ) 30  C, ( ▼ ) 25  C, ( ○ ) 15  C, ( ● ) 4  C, ( ■ ) 4  C—pH 9.0.

23. 23 Abatement of Concentration Polarization in Ultrafiltration by n-Hexadecane-Water Two Phase Flow

24. 24

25. 25

26. 26 The idea: The n-hexadecane-water two phase flow induces hydrodynamic disturbances in the filtration module, which destabilizes the concentration layer over the membrane surface. Using n-Hexadecane-Water Two Phase Flow to Abate Concentration Polarization

27. 27 Enhancement of permeate flux by two phase flow. Symbols: ( ○ ) conventional, ( ▲ ) air/water two phase flow, ( ■ ) n- hexadecane/water two phase flow.

28. 28 環境生物技術與生化工程 實驗室 環境生物技術與生化工程 實驗室 Environmental Biotechnology and Biochemical Engineering Lab 張嘉修 教授

29. 29 表面素 (surfactin) 之化學結構 Surfactin 之 HPLC 分析 生物界面活性劑 (biosurfactant) 之生物製程開發與應用 Biosurfactant 生產菌 Bacillus subtilis: 生產 surfactin Serratia marcescens: 生產 serrawettin Bacillus pumilus : 生產 bacircine 由 Bacillus subtilis 醱酵生產 surfactin ( 培養基最適化 )

30. 30 Serratia marcescens No.167 ( 不具溶血活性 ) 性 ) Bacillus pumilus CA20 ( 具溶血 活性 ) 性 ) 5h8h29h53h 23%60%63%62% Bacillus subtilis CCRC16048 Diesel Zone Emulsion Zone Supernatant Zone Emulsion Zone 以血瓊酯培養基 (blood agar) 分離篩選 Biosurfactant 生產菌 Biosurfactant 之乳化 (emulsion) 特性鑑定

31. 31 廢棄物轉化為氫氣能源 ×15 0 ×10k 開發能由廢水產生 氫氣之顆粒化細胞 開發能由廢水產生氫氣 之自發性顆粒化細胞 (self-flocculated cells) EVA 固定化產氫細胞 (×1.5k) 固定化細胞產氫實況

32. 32 自發性 顆粒化 產氫菌 活性 碳載 體 產氫生物顆粒污泥床生物產氫三相流化床 產氫生物反應器設計 固定化細胞

33. 33 生物產氫之研發流程

34. 34 纖維素糖化技術 Bacillus sp B. cepacid 由蔗渣堆肥篩選之 本土纖維素分解菌 ( 剛果紅測試 ) 纖維素糖化併同醱酵 生產酒精或氫氣

35. 35 本土脂肪分解菌之篩選鑑定 脂肪分解菌之篩選 ( 外圍呈結晶之菌落為脂肪分解菌 ) Strain No. 3-10 ：自行篩選菌株 AR ： Acinetobacier radioresistens SM ： Serratia marcescens △ R 脂肪分解活性鑑定

36. 36 結合植物與共生細菌之創新生物復育技術 含羞草 (Mimosa sp.) 本土根瘤菌 (Ralstonia taiwanensis) 以植 / 菌共生系統處理 phenol

37. 37 重金屬生物處理與金屬生物感測器 高效能汞去毒生物反應器 以重金屬結合蛋白質 MerP 開發 metal biosensor

38. 38 研 究 成 果 許梅娟 成功大學化工系 2003.11.08

39. 39 以麥芽糖進行澱粉水解酵素饋批式醱酵

40. 40 以  -CD ( 環糊精 ) 為基材之親和性吸附劑吸附  -amylase 發酵液 吸附前  -amylase 活性 (U/mL) 吸附後  -amylase 活性 (U/mL) 吸附比率 (%) 68.2414.8978.18 301.6935.1188.36 136.4814.8989.09 561.7741.6192.59

41. 41 Fraction number=2k+1:after washing with buffer Fraction number=4k+2:after adsorption Fraction number=4k+4:after desorption k=0, 1, 2……

42. 42 Chitosan-based matrix for the adsorption of lipase Enzyme Adsorbent Adsorption percentage C. Rugosa lipase (crude enzyme) Chitosan beads (without Cu +2 ) 98% A. Radioresistens lipase (fermentation broth) Chitosan powder (with Cu +2 ) 78%

43. 43 Chitosan nanoparticle SEM photos

44. 44 SEM photos of supports and immobilized cells GAC ×1000 GAC/cells × 1000 Clay × 000 Clay/cells ×1000 free cells Candida tropicalois

45. 45 Comparison of acetone degradation from free cells and immobilized cells ■ medium ● free cells ● Clay ■ GAC

46. 46 drug-loaded microspheres PLGA foam x 500 drug-free microspheres PLGA foam x 2000 SEM photos of PLGA foam SEM photos of PLGA microspheres