生物技術的發展趨勢范文
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關鍵詞:生物制藥技術;發展現狀;趨勢;產業化
生物制藥技術的應用歷史已經有五十年左右。在這近半個世紀的發展中,生物制藥技術從最初的簡單DNA重組技術發展到今天的抗體工程技術、基因工程技術、細胞工程技術等等多種多樣的高新生物制藥技術,其為人類的健康所做出的貢獻的非常巨大的。直到今天,生物制藥技術依然是國際醫學界最重視的高新技術,具有很大的發展前景。在我國,應用生物制藥技術的時間相對較晚,生物制藥技術水平也與國際先進水平有著一段差距,但我國目前正在加大生物制藥技術的投入,并建立了一定的生物制藥產業基地,相信在未來的發展中,我國的生物制藥技術必將得到飛速發展。
一、當前我國的生物制藥技術發展現狀
與美國等西方國家相比,我國在生物制藥技術的研究方面相對起步較晚,且在早期受經濟、技術以及其他因素的限制,其發展速度較為緩慢。直到近年來在社會經濟、科學技術不斷發展的推動下,生物制藥技術才得到了較快的發展,目前我國的生物制藥技術已經取得了一定的成就,并且生物制藥產業也在逐漸形成并不斷擴大規模。現如今我國已經在腫瘤、心腦肺血管、免疫以及內分泌等諸多疾病的藥物研制中充分應用了生物制藥技術,研發出大批特效新藥,為這些疑難病癥的治療技術水平提高提供重要支撐。但相對來講,我國當前的生物制藥技術水平還是落后與西方等發達國家,且在發展中還是存在著一定的問題與不足,大致可以分為以下幾點:
1、新藥研發力度不足
在生物制藥技術的發展中,我國對新藥品的研發力度依然相對較弱,尤其是在經費投入上 ,更是略顯落后。在國外的生物制藥技術研究發展中,對研發環節是非常重視的,在研發經費投入方面一般都會占新藥銷售額的20%以上,而我國則遠遠達不到這一經費投入標準,且國家相關部門也沒有給予足夠的監管與引導。就生物制劑的上市情況來看,我國只有重組人p53腺病毒注射液與IFN-α-1b等藥物產品被批準上市,其他的則都是仿制藥。從當前世界范圍內的生物制藥產品發展來看,最有市場的生物制藥將會集中在單克隆抗體、基因治療藥物、疫苗、反義藥物和可溶性蛋白等五個方面,由此可見,我國的新藥研發力度還遠遠不能滿足生物制藥市場發展的多樣性需求。
2、融資渠道不通暢
由于生物制藥技術產業是一種高新技術產業,在研發初期是需要大量的資金投入才能順利進行的。尤其是生物制藥產業屬于醫藥產業的范疇,其行業特點更是決定了只有巨大的資本支撐才能推動新藥的研制。而這數量較大的資金需求除了企業自身資本承擔部分以外,還可以依靠政府的相關財政補助,但這仍然是遠遠不夠的,還必須要進行一定的融資來為生物制藥的發展提供經濟保障。但目前我國生物制藥產業的融資渠道相對較少,其所具備的風險和較長的資金回籠周期都使得很多投資者不敢輕易給予投資,這也在一定程度上阻礙了生物制藥技術的進一步發展。
3、研發成果轉換困難
與生物科學的發展水平相比,我國的生物制藥技術水平并不與之成正比,這主要是因為我國的科研成果轉化較為困難,使得一些先進的生物科學技術不能很好的轉化應用在藥品研發生產上,這對于我國生物制藥技術的發展來講是非常不利的。
二、生物制藥技術的發展趨勢
盡管目前我國的生物制藥技術發展進程中存在著諸多問題,但我國目前已經開始將生物制藥產業作為重點產業來對待,并給予了高度的重視。從當前的發展形勢來看,我國未來生物制藥技術的發展趨勢主要體現在以下幾方面:
1、 生物制藥產業呈現集群式發展
產業集群發展具有明顯的發展優勢,能夠極大地促進產業的快速發展。生物制藥產業作為高科技產業,不僅需要在基礎設施、上下游配套產業等方面的支持,還需要同教育培訓、專業服務、技術轉移中心等相關服務組合在一起,方能發揮高效作用優勢。當前,我國在生物技術產業迅猛發展的浪潮推動下,經過多年的發展和市場競爭,加上政府不失時機地加以引導,我國生物技術、人才、資金密集的區域,已逐步形成了生物醫藥產業聚集區,由此形成了比較完善的生物醫藥產業鏈和產業集群。這些產業集群對于促進生物制藥產業的發展具有重要的作用,使得生物制藥整體產業鏈得到優化,在生產效率方面得到大幅提升。我國生物制藥產業以后仍會朝著這一方面快速發展,政府也將會加大投資力度、重點建設產業集群區,在基礎設施、配套服務業、研究開發、服務創新、教育培訓和風險投資等方面進行發展和創新,為生物制藥產業集群發展提供良好的發展環境。
2、生物醫藥技術向產業化推進
將生物醫藥技術從科研轉向產業化生產是科研的重要目的,只有將技術轉化為生產力,才能使得社會生活水平得到提升。我國生物醫藥技術當前很大一部分還停留在科研方面,并沒有有效地轉換為生產力,這不僅浪費了很多的資源,也使得我國的生產實踐跟不上研發,造成了生產的滯后狀況。生物醫藥技術向產業化推進要求企業通過委托外包策略,建立技術同盟,形成優勢互補,使得自身能夠專注于自身專長方面,從而能夠降低生產成本、提高競爭優勢。我國生物制藥公司在未來發展過程中,勢必會朝這一趨勢發展,通過外包方式進行新藥開發,將技術較強的研發內容分包給具備研究實力的小型公司來完成,充分發揮小公司在某些領域的技術優勢,共同開發新藥,大大提高新藥開發效率,使新藥研發周期縮短,實現技術與資金互補。
3、生物制藥新興技術將不斷應用于產業發展
生物制藥產業作為高新技術產業,需要不斷進行技術創新,才能不斷解決產業發展中存在的問題,并不斷滿足醫藥水平提升的要求。我國通過不斷參與國際前沿生物發展課題來提升科研水平,如在人類基因組和功能基因方面參與到國際化發展研究中,并取得了很好的成績;藥物相關基因藥理學的研究也取得了很大的發展,對于提高我國基因治療水平具有重要的推動作用。生物制藥新興技術的發展將會不斷應用到產業發展當中來,從而促進產業技術水平和社會醫療水平的提升。
三、結語
我國生物制藥產業具有起步晚,發展滯后的特點,但在國內龐大市場的推動下,我國生物制藥產業仍然有著非常良好的發展前景。再加上我國政府對生物醫藥領域不斷加大的投資力度和政策扶持,未來我國生物制藥產業將會成為推動國民經濟發展的朝陽行業。
參考文獻
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1 分子生物技術概述
分子生物技術也稱之為生物工程,是現代生物技術的主要標志,它是以基因重組技術和細胞融合技術為基礎,利用生物體(或者生物組織、細胞及其組分)的特性和功能,設計構建具有預期性狀的新物種或新品系,以及與工程原理相結合進行生產加工,為社會提供商品和服務的一個綜合性技術體系,其內容包括基因工程技術、細胞工程技術、DNA測序技術、DNA芯片技術、酶工程技術等。現代分子生物技術的誕生以70年代DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用為標志,迄今已走過了30多年的發展歷程。實踐證明在解決人類面臨的糧食、健康、環境和能源等重大問題方面開辟了無限廣闊的前景,受到了各國政府和企業界的廣泛關注,是21世紀高新技術產業的先導。醫學領域是分子生物技術最先登上的舞臺,也是目前現代分子生物技術應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。據統計,國際上分子生物技術領域所取得研究成果的60%以上集中在醫學領域。
2 分子生物技術在醫學領域的重要應用
2.1 分子生物傳感器在醫學中的應用
分子生物傳感器是利用一定的生物或化學固定技術,將生物識別元件(如酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織)固定在換能器上,當待測物與生物識別元件發生特異性反應后,通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電信號和光信號等,以此對待測物質進行定性和定量分析,從而達到檢測分析的目的。分子生物傳感器可以廣泛地應用于對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中,這些項目是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物傳感器對于手術中或重癥監護的病人都很有幫助。
2.2 分子生物納米技術在基因診斷中的應用
基因診斷是利用分子雜交及熒光技術檢測DN段,已經為基因診斷在臨床上的應用帶來了巨大的發展前景。研究表明,利用納米技術,如利用金納米微粒結合雜交DN段,很容易進入機體細胞核,并與核內染色體組合,具有較高的特異性,可以克服目前基因診斷所面臨的一些困難和問題,進一步提高了基因診斷在實驗室中的地位。科學家通過超順磁性氧化鐵納米粒脂質體對肝癌的研究,提高了直徑3 mm以下的腫瘤檢測率。結論表明,納米微粒對腫
瘤早期發現、早期診斷具有重要意義。
2.3 分子生物技術在醫學制藥中的應用
分子生物技術發展的一個重要方向是醫學制藥的研究與開發。與傳統的化學合成制藥相比,它不僅具有針對性強、療效好、副作用較小的優點,同時對蛋白質藥物改造、提高療效、降低毒性、提高穩定性具有重要作用,并且能夠利用生物系統,將自然界中存在的含量極低的有效生物活性物質進行大規模生產以及建立起高效、快速、準確、簡便的分子診斷技術和開發出新藥,更重要的是可以預防和治療一些應用傳統治療方法無法克服的疾病。目前這一領域的應用主要包括以下幾個方面:生產基因工程藥物;生產發酵工程藥物;生產核酸類藥物;利用生物系統加工天然藥物;從海洋生物中純化提取藥物。
2.4 分子納米技術在基因療法中的應用
基因治療是臨床治療學上的重大發展,其基本原理是:質粒DNA進入目的細胞后,可以修復遺傳錯誤,或可產生治療因子,如多肽、蛋白質、抗原等,納米技術能使DNA通過主動靶向作用定位于細胞。將質粒DNA縮小到50~200nm,帶上負電荷進入到細胞核,插入到細胞核DNA的確切部位,起到對癥治療效果。同時分子納米技術能夠快速有效地確定基因序列、基因和藥物的體內走向、傳送和定位傳遞,使臨床診斷和治療過程效率得以提高。同時無機納米顆粒體積小,可在血管中隨血液循環,透過血管壁進入各個臟器的細胞中,作為新型非病毒型基因載體能有效介導DNA的轉導,并使其在細胞內高水平的表達,從而為基因表達、功能研究及基因治療提供了新的技術和手段。
2.5 分子生物芯片技術在醫學檢驗中的應用
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關鍵詞:生物技術 發展現狀 發展趨勢
一、前言
我國的生化工程學科是在20世紀80年代初開始建立的,20多年來我國經歷了將化工技術用生物技術和融合生物技術知識發展生化工程的2個階段。[1]生物技術服務的領域主要包括醫藥、農業、食品、化工、冶金、能源等方面。在與人類健康有關的重要領域,已能設計和制造臟器、診斷試劑以及治療藥物;在農業上,能夠制造獸藥,培養植物細胞、利用基因工程和細胞工程技術獲得抗病毒、抗蟲、抗除萎劑、抗凍、抗旱、抗鹽、保鮮、高蛋白、高養分的植物新品種和良種家禽、家畜;在化工方面,生產氨基酸、生物大分子及基本有機化工產品,如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技術和細胞融合得到高產工程菌,為化工生產提供高效、低成本的新途徑;另外在“三廢”處理、低品位金屬提取、生物能源、煤的氣化和液化等方面都有不同進展。這些技術的豐富交叉引起了世界各國的強烈興趣,生物技術商品化的競爭已經到來。
二、生物技術定義
所謂生物技術,即為應用生命科學研究成果,以人們意志設計,對生物或生物的成分進行改造和利用的技術。現代生物技術綜合分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、化學、物理學、信息學、計算機等多學科技術,可用于研究生命活動的規律和提品為社會服務等。20世紀30年代生物技術以發酵產品為主干,40年代抗生素工業成為生物技術產業的支柱產業,50年代氨基酸發酵和60年代酶制劑工程相繼出現,到70年代DNA重組技術使生物技術得到了突飛猛進的發展,并與信息技術、材料技術及能源技術共同構成了人類新的技術革命的基礎。[2]
生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融和的產物,其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程,還包括微生物工程、生化工程、細胞工程及生物制品等領域。
三、生物技術的發展現狀
近些年來,以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛,并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。所謂生物技術(Biotechnology)是指“用活的生物體(或生物體的物質)來改進產品、改良植物和動物,或為特殊用途而培養微生物的技術”。生物工程則是生物技術的統稱,是指運用生物化學、分子生物學、微生物學、遺傳學等原理與生化工程相結合,來改造或重新創造設計細胞的遺傳物質、培育出新品種,以工業規模利用現有生物體系,以生物化學過程來制造工業產品。簡言之,就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業化的過程。
鑒于世界上技術先進,經濟發達國家對生物技術的高度重視,面對世界新技術革命的挑戰,我國“863”高科技發展計劃把發展生物技術放在首位,結合我國國情,以解決發展我國農業、醫藥中存在的關鍵技術為重點,確定了三個主題:一是高產優質抗逆的動植物新品種、二是新型藥物、疫苗和基因治療、三是蛋白質工程。
四、生物技術的發展趨勢
(一)生物技術在農業中的發展趨勢
充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源,分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩,以期在以“基因”為核心的生物技術產業中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環境安全性評估,借鑒國外的成功經驗,防止轉基因植物危害的發生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡,研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此,在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律的蛋白質學的發展和成熟,必將與基因組研究互相補充,給農業生物技術帶來革命性改變。建立一支專門的農業生物技術隊伍,尤其是基因工程專業隊伍,杜絕一哄而上,避免人財物的無謂浪費,把有限的資金用在刀刃上。
(二)生物技術在環境中的發展趨勢
在污染的處理過程中,傳統的物理或化學處理方法常伴隨二次污染,且運行費用高,處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化因此,生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢,是保障可持續發展的一項最有力的技術措施。[3]
生物技術的發展趨勢將朝著傳統技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發展,研究高效快速的工藝流程。
(三)生物技術在工業中的發展趨勢
工業生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力,即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環境問題.隨著生物技術突破性進展,使得人類可以設計和構建新一代的工業生物技術,可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發展的重中之重。
四、結語
生物技術是2l世紀改變人們生活方式最重要的科技手段。發展生物技術,實現產業化,將為國民經濟培育新的增長點。大力發展生物技術和生物技術產業,需要有高水平的專業技術人才,只有高水平的專業技術人才才能掌握現代生物技術,為實現和發展生物技術產業作出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]歐陽藩.生物技術發展現狀及發展戰略[J].現代化工,2004(6):1-7.
[2]瞿禮嘉,顧紅雅,胡蘋等.現代生物技術導論[M].北京:高等教育出版社,1998.
[3]沈齊英,葛明蘭.環境生物技術的發展和現狀[J].北京石油化工學院學報, 2001(2):33-36.
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【關鍵詞】生物制藥;現狀;發展
生物制藥研發是建立在基因工程、蛋白質工程、抗體工程、細胞工程等現代工程的基礎上,其基本原理是對微生物DNA進行重組,從而提高藥性和營養價值,降低副作用的藥物。生物制藥是生物學、醫學、藥學的綜合體。生物制藥產業具有高投資、高風險、高回報等特點,造成其產業門檻較高,想要促進我國制藥產業的進步,必然需要全面認識到其發展現狀及其問題,從而不斷優化產業結構和制藥技術。
一、生物制藥產業的發展現狀
根據中國藥科大學的譚淑華教授所說可知,以全球生物技術藥物品種為整體,美國是全球藥物品種的63%,歐洲是全球藥品的25%,日本占7%。隨著生物制藥技術的不斷發展,生物技術藥物在制藥產業中的市場股份持續增加,我國生物制藥產業也越來越重視生物制藥技術的研發。
生物制藥技術是高科技新興產業,經過幾十年的努力,我國生物制藥技術研發在干擾素、疫苗、生長因子等方面取得一定成就,并且運用到生物制藥產業生產中,而對于腫瘤、心血管疫病等藥物研究方面也取得一定成就。我國要清楚的認識到生物制藥技術是處于發展初級階段,隨著我國政府對生物科學技術的大力支持,我國生物制藥技術不斷發展,在未來的5~10年內,我國獲得SFDA批準上市的生物技術藥物達到20多種,并且其中部分新藥走入國際市場,形成以克隆抗體為核心的生物制藥產業生產鏈,增加我國在全球生物技術藥品研發的影響力,縮短與先進發達國家的差距。
二、我國生物制藥產業發展存在的問題
我國生物制藥產業近幾十年來雖然取得一定的成就,具有很大的發展潛力,但是由于發、展并不成熟,其生產鏈存在一定的漏洞,阻礙我國生物制藥產業更好、更快的發展。一是我國生制藥技術發展仍不成熟,生物技術藥品創新能力較弱;二是市場投入并不樂觀,我國研發的新型生物技術藥品的市場投入并不順利,在全球生物技術藥品中的成分更是微乎其微;三是我國制藥生技術研發與國際脫節;四是生物藥品生產結構不合理等。
三、我國生物制藥產業的發展建議
我國生物制藥技術在未來的幾十年內會為我國農業、醫療保健等行業帶來天翻地覆的變革,為生物制藥產業提供廣闊的市場空間,逐漸增加我國生物制藥產業在全球市場的影響力。
1.優化生產方式
我國的醫療發展具有悠久的歷史,為我國生物制藥產業提供豐富的藥物資源,我國中醫療效在國際上都具有很大影響力,為我國生物制藥產業走進國際市場打下基礎。我國生制藥產業面臨全球生物制藥技術日新月異的特點,必須建立具有自身特點的生物制藥產業經營方式。例如中草藥生產模式,利用天然無污染的純植物藥物資源,研究其發酵、酶化等過程將其有效成分進行提取,并將現代生物技術運用到相關產業,擴大具有中國特色生物制藥產業的市場規模。
2.產業化的發展趨勢
隨著我國生物制藥產業的發展,其新藥的研發必然成為其研發的重點。我國政府與高校應該加重對生物制藥技術人才的培育,并為其建立先進的生物制藥研發中心和工作崗位,并將其研發中心與制藥企業相結合,建立其相輔相成的關系,有利于新藥的研發與市場推廣,然后企業之間強強聯合,建立技術、生產同盟,相互之間取長補短,在各自擅長的領域中發揮自己的優勢,以最低的成本獲取最高的利潤,增加各自的競爭實力,創建雙贏的局面。例如將技術含量較高的生制藥技術研發轉接給具有技術實力的小型制藥企業,降低新藥開發成本的同時,也在縮短研發周期,從而加快技術轉化生產力的周期,促進生物制藥產業的產業化。再加上國家政府的大力扶持,通過宏觀調控的手段和財力、物力、人力的支持,必然會加快我國生物制藥產業的發展步伐。
3.擴大生物制藥產業的市場規模
生物制藥產業是生物技術、醫療技術等多種技術向融合的現代產業,其發展不僅僅依賴生物技術的研發,與相關領域技術的研發也影響其發展前進的步伐,例如信息技術、圖像處理技術等新型技術。計算機模擬技術與生物分子技術的結合,有利于生物技術新藥品的研發,并且利用模擬系統,可以更好的研發新藥的效用,大大降低新藥研發的成本,因此新技術與生物技術的結合有助于縮短生物制藥產業新藥的研發周期,提高新藥的功效和安全性能。生物技術與信息技術相結合,有助于生物制藥產業的飛速發展。
4.研發模式的創新和重點突破
傳統的生物技術藥品的研發模式已經落后于時代,不再適用于生物制藥產業的發展。現今的研發模式已經從傳統的范范合成,普遍篩選的簡單研發模式轉化為具有針對性、重點性的先導化合物的篩選、優化、評估等先進研發模式。將藥物
近幾年我國生物制藥技術的不斷進步,我國生物制藥產業逐漸與國際生物制藥市場接軌,我國在未來十年生物制藥技術研發的計劃中以人源治療單克隆抗體、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質工程藥物、核酸藥物、細胞治療等領域作為重點研發對象。例如借助蛋白質工程技術研發新藥;反義寡核苷酸藥物的研發;結合基因工程技術的先進性,研發新藥物;發現新藥物的研發方向和資源;據調查市場上抗體藥物中人源抗體藥物占據20%,但是臨床藥物實驗卻占據50%,因此人源抗體具有很大的市場開發潛力等。
結束語:
綜上所述,生物制藥產業是21世紀的新興產業,其具有很大的發展潛力。隨著各個相關領域技術的進步和我國政府的大力支持,我國生物制藥產業必然會取得更大的成就。在未來的發展過程中重視生產方式和研發模式的優化創新,順應產業化的發展趨勢,擴大生物制藥產業的市場空間和新藥研發的重點突破等方面的改進,為我國生物制藥產業的發展創建良好的生存空間,挖掘生物制藥產業的發展潛力,縮短與先進國家生物制藥技術的差距,爭取將我國生物制藥產業與國際接軌,增強我國生物制藥產業綜合實力。
參考文獻:
[1]楚玲,郭萬寶.關于我國生物制藥產業現狀及發展前景的探討[J].科學與財富.2011(8)
[2]楊延云,朱超.我國生物制藥產業的發展現狀與趨勢[J].廣州化工.2012(9)
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農業生物技術的主要研究內容包括:增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要,發展最快。根據統計資料,到2000年,全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃,比1996年增長了25倍;種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣,達到了3030萬公頃,占68%;其次為阿根廷,1000萬公頃,占23%;加拿大300萬公頃,占7%;我國為50萬公頃,占1%。
根據有關專家的看法,現代農業生物技術的最新發展趨勢表現為:
——研究成果商品化產業化進程加速。目前,農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成,并處于一個高速發展時期。有關專家預測,本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10%以上,而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農業生物技術應用機構(ISAAA)的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時,眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點,私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例,民營機構1992年對這一領域的投資為5.95億美元,而1999年則達到15億美元。與此同時,世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析,促成公司并購的原因,一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合,而更重要的原因,則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業,小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場,與其它企業抗衡。
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品種發展趨勢
以美國玉米品種為例,在1930年以前,美國玉米產量一直停滯不前,1930年雜交玉米品種開始使用后,因產量明顯高于普通玉米品種,所以在1960年后,雜交玉米品種的推廣面積達到95%,由此,雜交種開創了一個新的種子市場和種子產業。此后隨著生物技術的發展,轉基因種子在2000年后開始迅速增加,目前在所有主要的農作物中都有應用。在蔬菜品種的發展歷程中,也呈現類似的發展趨勢。
植物新品種保護法的影響
美國的植物新品種保護法自1970年起頒布實施,它的頒布實施對企業育種和私有品種的育種研發產生了重大影響,致使公共育種項目減少,而私有育種項目增加。與此同時,基因純度(品種純度)檢驗的重要性也更加突出。
新品種保護法大大刺激了企業育種和私人育種研究項目的增加,申請受保護的品種越來越多。到2000年,由于轉基因品種投入市場,申請受保護的品種更是急劇上升。據統計,在對所有農作物的育種研究中,企業對玉米、水果、蔬菜等經濟效益較高的作物的研究比例大大高于公共育種機構,也就是說企業育種主要考慮效益和利潤,而公共育種則主要側重基礎性研究。
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油田在發展過程中會遇到新的問題,技術人員依靠各個領域的創新精神,不斷致力于提高技術的使用,解決了技術問題。總體上,我國面臨的主要問題目前是在勘探高水分含量和低滲透油田開發,西部沙漠的超深層油氣勘探,灘海油田建設,重型,超稠油熱采改善等等。在具體的生產經營,需要技術人員解決的主要問題有以下幾點:
(1)在提高油田的生產效率的同時,要節約生產成本,不斷提高原油的才有率。
(2)對于一些復雜地質環境中進行水平井和復雜結構井的研究仍需要不斷地進行研究。
(3)繼續完善對深部的調劑技術。
(4)提高低滲透油田的產量以及不斷完善完井質量。
(5)降低對地面集輸系統的成本。
(6)開發和使用采油基礎應用的有關軟件。
(7)加大對弱凍膠調驅技術的研究。
2我國采油工程技術發展趨勢
隨著科學技術的廣泛應用,信息,生物,納米技術等高新技術在日常生活中的快速發展,將為整個石油行業的快速發展創造一個全新的高新技術,其發展方向如下:
2.1生物工程技術。生物技術產業涉及醫藥,食品,環保,能源等領域。據估計,生物技術產業的市場容量大約是10倍,如果21世紀是信息產業市場,未來十年將是生物技術產業的時代。隨著老油田,油田廢水處理的含水上升的越來越多的問題,要積極探索生物污水處理技術,為油田廢水處理技術的新保證。可以預料,隨著生物技術的進一步發展,生物工程技術將在強化油采收方面發揮顯著積極作用。
2.2信息技術。在傳統行業中,石油行業是首先使用計算機的應用程序的,在IT行業中具有最高的依賴。在計算機的早期發展中,在石油勘探數據處理和解釋生產工程是與計算機連接在一起的,成為了信息時代的主要用戶。目前,信息技術在生產工程的應用和發展是一個多結構域,多層次的,它包含了一些關鍵技術,如:盆地模擬,地震成像,油藏模擬,虛擬實現技術,過程模擬,實現優化等等技術。
2.3納米技術。由于小尺寸效應,量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應的納米顆粒,等等,使得它們的磁,光,電,和常規的材料的敏感區域表現出不同的特性,在有磁性材料,電子材料,光學材料,高密度燒結材料,催化,傳感和增韌陶瓷等方面有廣闊的應用前景。同時,納米生物技術是一個涵蓋生物,化學和物理超越集成技術領域,可以學習這一技術以幫助清理石油管道和地下堵塞以及防沙固沙處理,甚至清除原油的形成流動路徑,以提高地層流體的能力。
2.4特殊巖性的采油技術。隨著油田勘探開發的深入,也呈現多樣化的趨勢,特殊巖性的采油也應該得到發展,以滿足實踐的需要。近年來,越來越多的泥巖裂縫、火成巖等特殊巖性油藏被發現,在該類油藏的采油技術上要發展防膨壓井液、深穿透射孔等技術,再根據測試取得的資料對地層進行相應的處理后進行開發。
3結語
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環境生物技術主要是通過對生物或者生物體的一些部分功能的直接或間接的利用,來對污染物進行消除的一種工藝,對環境污染問題能夠做到高效的解決,而且在解決污染問題的同時還會產生出有用物質,這種工程技術在當前的環境治理中發揮著重要的作用,而且與可持續發展的思想是相一致的,有著消耗低、速度快以及效率高等特點。
一、環境生物技術在固體廢棄物處理中的應用
利用環境生物技術處理固體廢棄物中的生活垃圾、農業廢棄物,可以采取衛生填埋的方法,它將城市生活垃圾存積在一起放入衛生填埋場,下層設置不透水的自然或人工的隔水層[1]。在處理過程中還要增加排氣口與監測設備的設置,在當天的垃圾填埋結束之后在上面鋪設一層土壤,然后利用科學的管理方法來對垃圾場地貌以及生態平衡狀態進行恢復,主要的應用理由就是微生物對垃圾中的有機物實行分解,然后用填埋的方式還能夠產生沼氣進行二次利用。環境生物技術在堆肥中的應用,主要就是使廢棄物在一定的溫度環境中發酵,這種方法對生活垃圾的處理比較有效,處理步驟就是先對廢棄物實行預處理,然后進行堆肥,后期處理之后存放,堆肥技術具有安全性高、成本低的優點。沼氣發酵的手段是將牲畜禽類的糞便與農作物秸稈、污水等結合在一起,利用微生物所具備的厭氧發酵的特性,最終產生沼氣,主要在農村地區具備比較大的發展優勢。沼氣能夠在照明以及燃料等方面得到很好的利用,還可以利用沼氣建立生態農場養殖模式,為綠色農業的發展做出貢獻。
二、環境生物技術在水污染治理中的應用
環境生物技術中對微生物實行降解來處理水中污染物的形式,被叫作生化處理或生物降解,在生化反應中會因為微生物的差別,采取的處理技術也不同[2]。其中好氧降解技術中的生物膜法就是通過在污水處理的反應器中加入介質來實現的,介質可以承載微生物,使其獲得繼續的生長,進而轉變成為粘液狀的膜,最終會利用這種膜來對污水進行凈化,在處理中膜會逐漸增厚,成為一個完整的微生態環境,這一技術不需要進行污泥的回流,而且產生的膜的生物性較高,在生化反應中比較穩定。除此之外還有生物自然的凈化技術類型,比如生物塘、人工濕地等方法,生物塘就是通過太陽能作為基礎能源,然后在其中種植水生植物,通過對水體中污染物進行吸收來得到凈化的效果,在生物塘中可以種植水生植物,也可以加入曝氣,對于水體生物的好氧降解有促進作用,現代化復合生態系統的建立使得生物塘的技術功能更加強大。人工濕地對于化工、紙漿等多種污水類型都可以進行凈化處理,主要是通過自然生態系統中化學、物理及生物這三個方面的作用來操作的,污水中存在的有機物在濕地所具備的過濾、沉淀作用下進行截流,再次利用,其中可溶性的有機物在植物生物膜的反應下會被吸收、分解,濕地的再生與更換則可以通過填料來實現。
三、環境生物技術在廢氣和大氣污染治理中的應用
環境生物技術對廢氣進行處理,及時將其中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化,達到凈化空氣的效果,屬于一項空氣污染處理的新技術[3]。環境生物技術對氣體類的污染物的處理主要有生物過濾法和洗滌法、植物修復法等幾種手段,生物過濾法就是通過活性物質的填充對廢氣進行加壓與預濕,然后在生物濾池中使得氣體中含有的污染物與生物膜相結合吸收,最后被降解從濾池的頂部排出。這一處理方式具有操作簡便、設備投入少、效率高等優點,但是通常需要較大的占地面積。生物洗滌法要經過廢氣吸收與懸浮再生兩個環節,由洗滌器與生物反應器組成,廢氣與生物懸浮液相互反應被分解凈化后在反應池上部排出,然后對生物懸浮液進行充氧,產生的廢氣就會被微生物氧化、利用,而懸浮液也會在處理中實現再生,屬于一個反復的過程。
四、未來環境生物技術的應用發展探究
環境生物技術在廢水處理技術中的應用已比較成熟,實現了廣泛的發展。好氧與厭氧工藝實現了相結合的發展以及無害化的生產處理過程,自動化程度不斷提升,在今后的發展中針對不容易降解污染物的生物基因庫的建設與特殊功能微生物的培養實驗是主要的研究趨勢。在當前科技的進步中,分子生物技術在傳感器研究領域有著重要的支持作用,傳感器能夠使環境達到自動、連續的觀測,判斷環境污染狀態,還可以對講解規律進行分析,得出污染的發生原因,促進環境生物技術更全面的進步。另外,環境生物技術在發展中還需要不斷的與相關科技相結合。將環境生物技術與光、聲、電搭配,可提升技術作用效率,對高濃度的有害、難降解廢水有效的處理,如電化學高級氧化-高效生物處理技術、輻射分解-生物處理組合技術等,這也是環境生物的未來發展趨勢。
環境生物技術在環境治理中的應用效果逐漸凸顯,這種高新技術的應用可以產生很大的環境效益,我國現階段的社會發展中污染問題逐漸嚴峻,而且正處在一個經濟轉型的重要階段,因此工業企業與政府、學術研究部門應該加強相互間的合作,在我國所具備的資源優勢的基礎上引進先進的技術與經驗,推動環境生物技術的進步,為我國生態環境的可持續發展做出貢獻。
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生物技術藥物是生物制品的重要組成部分,在人類醫療健康方面發揮著不可或缺的作用。在2012年全球銷量最高的10種藥物中,有7種是生物技術藥物,現代生物制品的概念已外延成為生物藥品或生物技術產品的同義詞[4]。隨著全球生物技術產業規模不斷擴大,生物技術藥物的種類及適應癥不斷增加,在GDP中所占比例不斷上升[5]。目前,各高校生物制藥和生物技術等相關專業中生物技術制藥課程開設是相對更為普遍的,如何做到生物制品學與生物技術制藥的合理搭配和內容銜接是需要思考的問題。二者相比較而言,主要的差別是生物技術藥物不包括各類疫苗、菌苗、血液制品以及人或動植物原料制備品種。為此,在生物制品學教學過程中,我們在保證主要講授內容的基礎上,通過強調以上區別而注意體現兩個課程的差異,避免相同知識的重復講授。
2.關注國內生物制品領域發展現實情況。
盡管目前我國生物制品的種類、數量不斷在增多、生產工藝持續改進,呈現良好的發展勢頭,但與該產業發達國家相比,我國生物制品在自主創新方面表現出明顯不足。具體表現為:新產品的研發多為仿制品或工藝改進品,科技含量高的新、特、優產品較少,且研發周期長,研發經費投入不足等[4]。以上原因導致國內新產品的研發跟不上疾病流行趨勢變化。我國政府對生物制品產業發展高度重視,生物技術研究在各級各類科學技術研究發展計劃中均占有重要位置,如國家“863”計劃、國家“973”計劃、十二五計劃等[4]。在政策、條件、人才、資源多方條件的協調下,我國生物制品產業也取得長足進步。我國生物制品的標準化研究和質量控制水平不斷提高。世界衛生組織(WHO)正式批準中國藥品生物制品檢定研究院為世界衛生組織的生物制品標準化和評價合作中心,標志我國從此跨入國際一流的生物制品質控隊伍行列[6]。新產品方面,我國已經先后批準上市多種細菌性疫苗、病毒性疫苗和血液制品以及36種國產生物技術藥物,其中7個品種在國際是首先批準上市,包括重組血管內皮抑素、重組葡激酶、重組人堿性成纖維細胞生長因子、神經生長因子等。整個產業產值方面,2010年我國的生物技術藥物銷售額已經超過1200億元[6]。以上這些現狀決定了高校生物制品課的設置的必要性和重要性。通過這樣的課程可以發展學生的專業興趣,提升學生的專業技能和創新能力,滿足我國生物技術產業振興的人才需要。因此,我們的教學過程中注意加強最新相關領域的發展趨勢,引導學生注意創新能力的培養,以期對其今后的研究和工作能夠發揮引導作用。
3.注重教材和講義的建設和更新。
生物制品的教材建設相對其他課程明顯落后,正式出版的教材屈指可數。針對這一現實,我們經過長期時間的研究總結,編著了一部由化學工業出版社出版的適合綜合院校本科相關專業使用的國家級“十二五”規劃教材。經過幾年的教學實踐,對于很多相關的問題有了更加深入的了解,加之相關研究內容和技術及授課教師的科研成果有了新的發展變化,因此對該部教材已經在進行新的修訂(第二版)。盡管如此,教材的修訂速度仍無法跟上相關研究和產業的最新發展趨勢。為彌補這一問題,實際教學過程中注意講義的不斷更新,在保證主要框架結構無改變的前提下,注意生物技術各個方面的最新發展以及應用到生物制品領域的最新變化。特定傳統生物制品品種的工藝改變和技術提升、以及最新制品的產生和生產是主要的關注點。
4.課程論文的作用。
傳統的考試考核方式效果顯著,但也有過于教條等缺點,在正常授課和考試考核的基礎上,把部分成績和課程論文聯系起來,用課程論文作為一些專業課考試形式,作用將非常巨大[7]。通過指定內容或自選內容相關領域的文獻閱讀,完成綜述論文的撰寫,達到成績評定和自身文獻閱讀能力培養的目的。通過廣泛的特別是英文文獻的閱讀,不但可以加強文獻閱讀能力培養,而且對于加強相關領域知識的了解也具有促進作用。此外,該論文作為成績評定的一部分還可以彌補單純考試的局限,經實際評估,該舉措是具有積極作用的。
5.課程實驗課的作用。
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[關鍵詞]高中生物 生物技術實踐 模塊
高中生物教材的每一版本都設置了“生物技術實踐”選修模塊,這種專門開設以“技術實踐”為主題的課程,目的在于培養學生的科學素養,提升學生的實踐與探究能力。可以說,高中生物學設計“生物技術實踐”模塊,在教學史上是前所未有的,其意義也十分重大。
一、設計“生物技術實踐”模塊的意義
進入新世紀,以生命科學為主題的生物學已成為全球關注的熱點。從“生物技術實踐”模塊設計內容來看,有的注重提升學生理解科學知識的能力;有的突出科學探究的過程,滲透科學探究的方法;有的讓學生了解生物學對社會的影響;等等。可見,設計這一模塊對增進學生對生物科學與技術對社會影響的理解有重要意義。與此同時,高中生物教材設計“生物技術實踐”模塊,讓學生從不同角度及時了解比較前沿的生物學發展趨勢,能全面提升學生的科學素養,還能滿足學生多樣化的發展需求,拓展學生的生物科技視野,提高學生的實踐與探究能力。高中畢業生面臨著將來的就業與科學研究的方向選擇,“生物技術實踐”的設置則能滿足那些有志于在生物科學研究領域,特別是在生物技術領域進一步發展的學生的需要,很好地培養了這些學生設計實驗、動手操作、收集證據等科學探究的能力,為他們將來進一步的學習與深造奠定堅實的基礎。
二、“生物技術實踐”模塊的主要特點
1.基礎性、實踐性與綜合性。“生物技術實踐”模塊凸顯基礎性,讓學生便于自主實踐與探究。基礎性,即生物科學的所有知識和理論都來源于學生的觀察和實驗,其中蘊含的科學理論比較簡單,學生易于理解與掌握;實踐性,即偏重于學生的動手實踐,特別注重生物學習中的實踐過程,重視實驗和其他實踐活動的開展;綜合性,即涉及的生物學知識面比較廣。例如,“進行微生物的分離和培養”“測定某種微生物的數量”等實踐活動,活動內容比較簡單,所涉及的理知識也很淺顯,便于學生自主實踐。而對于“探討酶在食品制造和洗滌等方面的應用”“研究從生物材料中提取某些特定成分”“運用發酵食品加工的基本方法”等實踐活動,其內容涉及“微生物學”“生物化學”“生物技術”等多個學科領域,具有一定的綜合性。
2.時代性、選擇性和多樣性。“生物技術實踐”模塊充分體現了時代性、選擇性和多樣性。時代性,即關注現代生物技術的迅猛發展,選取部分具有代表性的生物科學和生物技術中的前沿核心學科、核心技術。比如,“嘗試制備和應用固相化酶”“嘗試植物的組織培養”等現代生物技術。選擇性與多樣性,即模塊的內容標準涉及生物科學與技術的許多學科,活動層次也較為分明,考慮到學生的興趣愛好、能力差異、個性發展和將來深造的專業選擇,充分體現模塊內容的選擇性和多樣性。
三、“生物技術實踐”模塊的教學建議
在高中生物教學中,教師要從“生物技術實踐”模塊的教學目標出發,突出學生的主體地位,讓學生自主進行實踐與探究活動,從而開闊學生的科學視野,促進學生更好地探究生物學知識,提升學生的綜合能力與科學素養。
1.讓學生自主設計實驗、動手操作、收集實驗數據、總結實驗結果,提升學生的科學探究能力。一方面,教師要給學生提供充分的實踐活動時間,適度補充相應的資料或引導學生自己搜集相應的資料,幫助學生較為系統地完成有關生物實踐活動。例如,收集微生物學的知識,了解微生物學實驗的安全操作技能、技術要求(即微生物學實驗的無菌操作技術),感知微生物的利用等,這是學生探究的支點,也是設計本模塊的初衷。另一方面,教師要放手讓學生自主完成本模塊的每項學習任務,組織引導學生進行探究性學習活動,提升學生自主探究的質量。