公司新闻

切换类目

生化剖析论文(生物化学工程研讨前沿及生物技能工业化)

2022-07-13 18:01:26 | 作者:乐虎国际电子游戏平台

  假如生物加工工程工作者不理解这些本征特性不能和生命科学家有用沟通与协作不开端在细胞和蛋白质规划的水平上参加生化进程那么将只能处于生物技能工业的边边角角而不能进入其间心方位近1o年来本学科使用出国协作科研联合培育博士以及在国内有关院校进行多学科穿插逐步构成了生命科学与化学工程进行实质性穿插的新学科生物加工工程并取得了一些高水平的科研成果其间生物大分子结构模仿及dna序列剖析的几何学途径为国际领先水平

  摘要:生物技能是处理全球性经济问题的要害, 生化工程是一个多学科穿插范畴, 其 使命便是把生物技能转化为出产力。往后 10 ~ 20 年, 生化工程研讨与开发首要触及如下 3 方面: (l ) 生物高技能医药产品; (2 ) 出产小分子及专门生物产品; (3 ) 环境,生化 工程研讨首要前沿范畴包含: ( l) 生物大分子结构模仿及蛋白质药物工程规划; (2 ) 基 因工程菌发酵战略及进程动力学模仿; (3 ) 生物反响器中分子、遗传、代谢、细胞功能与 调理的研讨; ( 4) 生物产品最优别离和纯化办法研讨; (5 ) 生物反响、别离进程检测、 操控、系统剖析及上下流集成的研讨。本文还对美国、欧洲、日本及我国生物技能工业化 状况进行了剖析比较, 就加速我国生物技能工业化及有关生化工程教育及培训基地建造提 出了主张。 要害词:生化工程, 生物加工工程, 研讨前沿, 工业化 1. 生物技能的影响

  生物技能( B i o t e e h n o l o g y ) 是使用生物体或生命系统出产对人类有用 产品的高档使用技能系统, 使用其或许动地对生物进行人工发明规划、定向改造生物、加 工生物资料和使用生命进程。生物术是处理全球性经济间题的要害技能, 可广泛使用于医 药卫生、农林牧渔、轻工食物、化工和动力等范畴,可促进传统工业的改造及新兴工业的形 成, 对人类社会发生深远的革命性影响。估计到2 0 00 年,国际生物高技能工业产品年销 售额将到达1 0 0 0 亿美元, 仅欧洲生物高技能工业就可供给2 0 万个就业机会。由此可 见生物技能的经济潜力极大, 它的展开水平已成为一个国家科技实力的标志, 因此生物技 术已成为当今国际高科技比赛的一个重要焦点, 每个国家都在采纳战略办法力求使自己在 21 世纪处于强有力的比赛方位。以美国为例, 在认识到生物技能对社会的深远影响以及在 这种全球性经济敏捷添加进程中美国经济软弱的方位后, 美国联邦科学、工程和技能协会 ( F c c s E T ) 特别挑选了生物技能研讨作为1 9 94 年总统行政办公室向国会呈交的财 政预算弥补陈述。该陈述实践上是美国生物技能研讨的10 年规划( 1 9 9 5 ~ 2 0 0 5 ) , 称之为“ 联邦生物技能大纲” 。林锦湖等把该大纲所体现的战略思想高度归纳为: ( 1) 展开新阶段: 现代生物技能; (2 ) 战略意义: 人类生计牧关的生物技能, 21世纪全球性新 兴生物工业; ( 3) 战略目标: 21世纪生物技能的领导方位, 迎候21 世纪的应战, (4) 发 展战略: 根底研讨广泛深化, 应甲范畴要点打破, 和谐各政府机构、学术界及企业界之间 的联系, 加速完成工业化; (5 ) 战略联盟: 与大企业联合展开是生物技能工业化的趋势。 2 .生物化学工程的效果 生物化学工程( B io e h e m ie a l E n g i n e e r in g )或生物加工工程( Bi o p r o e e s s E n g i n e e r i n g ) 是一个多学科穿插的范畴,它是生物技能的一 个分支学科,也是化学工程的首要前沿范畴之一。生物加工工程的使命是把生命科学的发现 转‘为实践的产品、进程或系统, 以满意社会需求。生物加工工程在生物技能工业化中起 着决定性效果。在曩昔20 年生物技能展开初期, 因为仅以小规划出产第一代生物技能产品

  而把出产本钱放在非有必要方位, 所以生物加工工程的重要效果并没有被充沛认识, 这一点在 我国的生物技能工业展开中体现尤为杰出。现在跟着生命科学的敏捷展开, 越来越多的生 物高技能产品需求用经济高效的生物加工技能进行工业规划出产, 然后才干在产品质量 高、本钱低的剧烈比赛中立于不败之地。美欧等发达国家猜测往后1 0 年生物高技能工业 将添加10 ~ 20 倍, 而生物加工工程的研讨开发仅以75 % 的速度添加,明显不能满意生物 技能工业展开的需求,因此有必要从战略高度加速生物加工工程的研讨与开发。美国为了坚持 其在国际生物工业中的比赛方位, 于1 9 9 2 年由麻省理工学院、普渡大学、宾州大学、 加州大学、哈佛大学及生物工业界的13 位闻名生物化学工程专家组成“生物加工工程” 专家委员会, 在调研的根底上举行5 次讨论会, 向美国政府提出战略研讨陈述“ P u t t i n g B io t e e h n o l o g y t o Wo r k — B io p r o -c e s s E n g in e e r i n g , 并由美国国家科学院正式出书, 该陈述明确提出生物加工工程是生物技能工业化 的要害。欧盟也于1 9 9 2 年进行了生物技能工业化的战略研讨, 并在1 9 9 5 年开端执 行的欧盟第4 个结构研讨项目中得到执行, 大力进行生物化学工程的研讨开发川。沈忠耀 圈曾具体论说了生物化学工程是生物技能工业化的确保。 3 .美、日、欧与我国的生物加工工程及生物技能工业的比较 美国生物加工委员会的战略陈述以为,美国在参加日益扩展的生物产品商场比赛中有必要 有国际一流的生物加工工程。美国在全球比赛中的方位与日本、欧洲比较标明,美国在其基 础医学及生物技能的生命科学根底方面将持续处于国际先进水平; 日本在使用微生物及生 物催化剂方面领先于国际水平, 并且与政府、企业及学术界之间在生物技能及生物加工工 程方面有着很有成效的协作联系; 欧洲在使用生物催化剂方面与日本打开全面比赛, 并且 正在工业界与学术界之间树立一个强有力的、政府支撑的生物加工技能搬运机制。据此, 该委员会主张美国政府当即采纳举动并供给特别鼓舞办法树立国家生物加工工程研讨、开 发和技能搬运项目, 敏捷把科学发现转化为可商场化的产品和进程; 促进穿插学科研讨和 教育, 由此促进重要生物加工问题的立异性的多学科处理;供给不断添加的生物加工工程师 部队以满意日益添加的生物技能工业需求。根据上述主张, 从1 9 9 2 年以来, 美国的生 物加工工程及生物技能工业得到敏捷展开。5 . M . E d g i n g t o n称1 9 9 5 年是执 行上述战略以来最鼓舞人心的一年。徐庆毅仁在其长篇文章中对我国生物技能的展开进行 了回忆与展望。J . E . Fl im 等具体剖析了我国传统发酵工业及现代生物技能工业的成 绩、问题及远景, 尚属初次。他们以为只是几年内,我国在全球生物工业产品商场上已成为 一个明显的要素。但咱们应清醒看到,我国的生物技能工业还适当单薄, 并且我国的生物加 工工程正面临着改造传统生物工业与新建生物高新技能工业的两层使命,生物加工工程的研 究开发有必要加强。但从文献列出的我国已建成的30 个生物技能国家要点试验室中, 仅有2 个( 生化工程要点试验室、生物反响器要点试验室) 首要触及生物加工工程, 这明显是不 够的。这集中体现在我国生物技能工业化才干低、周期长, 应采纳实在办法予以处理。 4 .生物技能产品及生物加工工程研讨前沿 往后10 年内,生物加工工程研讨与开发首要触及以下3 方面。( l) 生物高技能医药产 品研讨开发立异性的生物加工技能以进步药物的质量、纯度、收率、进程安全性并可下降 本钱。第二代生物技能医药产品需求大规划出产, 因此扩大技能至

  关重要。( 2) 出产小分子及专门生物产品用生物加工技能经过大规划进程集成, 使农 业、林业及其他可再生资源得以充沛使用。该范畴触及食物、饲料、农药、保健品、食物 添加剂、液体及气体燃料、空间生命支撑系统等。( 3) 环境用洁净的生物加工工艺可替代 传统的有污染的出产工艺, 经过环境生物技能可以消除污染, 用生物修正技能使被污染的 土地恢复。 4 . 1 生物医药 (l ) 研讨前沿由重组微生物出产蛋白质; 包容体; 哺乳动物宿主系统乡异源基因表达 的其他宿主; 别离一与纯化; 蛋白质工程; 聚合酶链反响; 糖生物学; 代谢工程; 单抗与 抗体工程; 转基因动物; 产品制剂。 (2 ) 需研讨开发的要害技能( a) 生物及生化东西开发原核及真核细胞异源蛋白的表 达润饰及排泄东西; 在活体内经过蛋白质工程进行蛋白质1多饰。(b ) 上游加工技能开发 改善了的设备及程序以挑选新蛋白质或其他有生物活性的化合物; 开发可以改善蛋白质和 细胞在动态气一液界面上安稳性的技能; 开发在线剖析技能以便能定性定量剖析重组蛋白; 规划无菌、低剪切、大规划循环反响器; 开发拌和釜和气提反响器的扩大模型,应考虑到从 动力学到传递约束等对扩大的影响。(c ) 下流加工技能开发高效低本钱蛋白质纯化技能; 改善根据分子巨细的蛋白质别离技能; 开发敏捷的在线或离线剖析技能以能在百万分之一 级水平上点评污染的宿主蛋白和D N A 、产品蛋白质的改变及相对生物活性; 敏捷监控、 在线生物专一性产品的检测及多步纯化程序的集成以开发主动纯化系统。(d) 其他技能蛋 白质药物安稳的液体制剂等。 4 . 2 专用生物产品和工业化学产品 ( 1) 研讨前沿酶技能和专用生物产品;生物农药; 微海藻及新化学产品; 植物细胞培 养。 (2 ) 需研讨开发的要害技能这类产品的销售价格一般小于出产本钱的3 倍,而高附加 值产品销售价为其出产本钱的10 一12 倍。所以开发规划大、本钱低、工业化快的生物加 工技能是很重要的。 5.促进产学研结合,加速生物技能工业化脚步生物技能工业化一般须处理如下问题: (l) 科学、技能和工程中的“ 瓶颈” 问题; (2) 约束性要素,如研讨与开发、出产、商场开辟; (3) 办理调控, 如危险点评、调控方针、人力、物力及财力资源、大众接纳程度; (4) 知识产权; (5) 比赛才干。要正确处理学科建造、科研选题与工业导向的联系。其间很重要的是 产学研相结合, 完善科技出资系统,构成“ 政府投入为引导、企业投人为主体、金融假贷 为支撑、社会集资作弥补”的多元化投入。在产学研结合中, 从生物工业方面来看,应当大 力发起出产企业与科研单位及大学之间树立战略联盟。企业应加大科技出资力度, 诚心诚 意靠科学技能推进生物技能工业化。而从校园方面, 有必要充沛认识到生物化学工程学科发 展的动力来自两方面: 出产实践的需求驱动和学科前沿的学术带动。今世科技展开的趋势 以及国家经济建造的战略使命要求咱们愈加注重学科建造的使用使命导向。此外, 科技人 员还有必要认识到, 生物技能工业化是个很杂乱的进程, 除了前期试验研讨外,进一步的开发

  研讨、中试扩大研讨、工业规划出产、商场开辟及产品销售等都需求投入许多的人力、物 力与财力, 并时间承受着商业危险。科技人员要正确处理与企业的联系, 斗胆走向社会, 广泛的展开产学研协作, 真正为科教兴国办实事, 才干加速生物技能工业化脚步。


乐虎国际官方网站

News center