前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇先進(jìn)的生物技術(shù)范文，相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

先進(jìn)的生物技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：生物基聚酰胺；聚酰胺纖維；可再生資源；生物技術(shù)

中圖分類號(hào)：TQ342+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Latest Technology Developments of Bio-based Polyamide and Its Fiber

Abstract： In recent years， the constantly growing public awareness and interests in bio-based plastics around world has improved the development of several kinds of bio-polymer including polyamide. This article reviewed the development status-quo of global polyamide industry， and gave a detailed introduction on the latest R&D developments of bio-based PA6， Pa66 and long-chain polyamides as well as their down-stream products.

Key words： bio-based polyamide； polyamide fiber； renewable resources； bio-technology

1 全球聚酰胺材料的發(fā)展概況

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，聚酰胺（PA）材料的38%用作纖維，46%注塑成型，14%擠壓成型，其余深加工制品大約占2%左右。PA纖維（主要包括PA6和PA66）是僅次于聚酯纖維的第二大合成纖維品種。在過去的10年中，全球PA纖維生產(chǎn)呈持續(xù)下滑趨勢(shì)，2010 ― 2012年間西歐地區(qū)的PA市場(chǎng)下降了6%，美國(guó)下降了9%，2012年全球PA纖維產(chǎn)量維持在400.81萬(wàn)t。

與此同時(shí)，中國(guó)PA纖維的產(chǎn)能不斷拓展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005― 2010年期間的年增長(zhǎng)率一直保持在17.69%，這在一定程度上緩沖了全球PA及其纖維制品的下跌形勢(shì)，2012年國(guó)內(nèi)PA纖維產(chǎn)量達(dá)到181.46萬(wàn)t，其中長(zhǎng)絲紗173.0萬(wàn)t，短纖維8.44萬(wàn)t，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率視品種不同在70% ～ 83%之間。

全球性經(jīng)濟(jì)減速影響下的PA纖維產(chǎn)量的變化，主要對(duì)PA長(zhǎng)絲紗和短纖維的市場(chǎng)供給產(chǎn)生了較大影響，同時(shí)產(chǎn)業(yè)用紗的生產(chǎn)亦受到明顯波及。期間己內(nèi)酰胺及其樹脂的價(jià)格不斷上漲，2011年我國(guó)進(jìn)口的己二酸己二胺鹽價(jià)格上漲了24.22%，己內(nèi)酰胺價(jià)格上揚(yáng)了31.70%。

PA地毯紗產(chǎn)量下跌明顯，年下滑速率達(dá)9%，作為地毯重要市場(chǎng)的美國(guó)其產(chǎn)量下降了16%，相繼關(guān)閉了Shaw等多家地毯紗工廠。地毯市場(chǎng)的變化亦與聚酯BCF量化及其替代PA地毯絨頭紗的趨勢(shì)日益明顯有關(guān)。期間美國(guó)的聚酯BCF份額由2002年的1.1%升至目前的30%；歐洲地毯生產(chǎn)亦出現(xiàn)了相似的狀況，其出口中東地區(qū)的地毯紗受阻，市場(chǎng)持續(xù)蕭條，需求萎縮，地毯紗產(chǎn)量的下降幅度也超過了10%。同時(shí)全球PA短纖維產(chǎn)量下跌了約1/4，作為PA短纖維生產(chǎn)的主要國(guó)家之一美國(guó)也出現(xiàn)了大幅減產(chǎn)。

2.1 生物基PA66

生物基己二酸（ADA）的制備，可選用葡萄糖為原料，在酶菌的環(huán)境下經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化，進(jìn)而在壓力條件下加氫制得。生物基己二酸與己二胺可按常規(guī)聚合工藝制得PA66，生物己二酸制造工藝如圖 1 所示。

美國(guó)Rennovia公司采用空氣氧化工藝，即葡萄糖原料在催化條件下氧化得到葡萄糖二酸（glucoric acid），用其做中間體經(jīng)催化加氫得到己二酸。該公司選用非糧食木質(zhì)素為原料，第一個(gè)商業(yè)化的生物基ADA裝置產(chǎn)能13.5萬(wàn)t/a，擬于2018年完成生產(chǎn)性運(yùn)轉(zhuǎn)。Rennovia公司聲稱可以生產(chǎn)100%的生物基PA材料，也具有將生物基ADA轉(zhuǎn)化為己二腈（AND）技術(shù)和生物基己二胺（HMD）的技術(shù)，用以生產(chǎn)100%生物基PA66聚合體。

Verdezyne公司合成生物基ADA的研究亦從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入批量生產(chǎn)試驗(yàn)階段，并在美國(guó)加州建設(shè)了商業(yè)化試驗(yàn)裝置。該項(xiàng)技術(shù)采用糖類、植物油為原料，通過變性酶工藝對(duì)葡萄糖施以發(fā)酵處理以制得ADA。該生物基己二酸的商業(yè)化裝置預(yù)計(jì)2014 ― 2015年完成。加工成本較傳統(tǒng)石油基ADA要低20% ～ 30%（基于原油價(jià)格40歐元/桶）。Verdezyne公司生物基己二酸技術(shù)的原料選擇為非糧食生物質(zhì)，即使用大豆、椰子油或棕櫚油生產(chǎn)中的副產(chǎn)品作原料 。

2.2 生物基PA6

美國(guó)Michigen大學(xué)研究人員利用葡萄糖發(fā)酵技術(shù)制得賴氨酸，進(jìn)而成功合成了生物基己內(nèi)酰胺，純度高于99.9%。圖 2 為生物基己內(nèi)酰胺的制備工藝。

YXY技術(shù)是利用可再生植物原料經(jīng)催化脫水、氧化制取2，5-呋喃二羧酸（FDCA），進(jìn)而催化聚合可得到100%生物基2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯，其中的FDCA亦可用于制備生物基PA。Solvay公司使用YXY技術(shù)生產(chǎn)出了PA工程塑料，Rhodia公司利用FDCA制得了PA及其纖維，日本帝人公司擬以FDCA為原料開發(fā)環(huán)境友好型芳香族聚酰胺纖維。

YXY技術(shù)的核心是FDCA的合成，其商業(yè)化試驗(yàn)中使用的第一代原料是糖類或玉米淀粉，目前在原料的可利用性方面取得了巨大進(jìn)步，已開始采用非糧食生物質(zhì)資源。

Avantium公司在規(guī)模為 5 t/a和40 t/a的試驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，于2012年又建成了1 000 t/a的FDCA試驗(yàn)裝置，預(yù)計(jì)工業(yè)化后FDCA工廠的產(chǎn)能在 1 萬(wàn) ～ 10萬(wàn)t/a之間。

荷蘭Utrech大學(xué)基于YXY技術(shù)的生命周期（LCA）分析認(rèn)為，和傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品相比，其CO2排放可降低50% ～70%，且生產(chǎn)鏈具有原料可再生和產(chǎn)品可回收再利用的優(yōu)點(diǎn)。目前YXY技術(shù)的200 ～ 450 t/a的半生產(chǎn)性設(shè)備已在運(yùn)轉(zhuǎn)中，預(yù)計(jì)2015年 3 萬(wàn) ～ 5 萬(wàn)t/a的生產(chǎn)線可投入運(yùn)營(yíng)。

2.3 新型生物基PA4及其纖維

PA4是γ-氨基丁酸的線性聚合體（GABA），具有同其他PA材料相似的一系列優(yōu)越性能，包括非常高的熔點(diǎn)和良好的生物可降解性能。生物基PA4的原料取之于可再生生物質(zhì)。通常生物質(zhì)經(jīng)糖化處理得到葡萄糖，后經(jīng)過酶處理工藝得到谷氨酸，二氨基戊二酸再經(jīng)脫羧基反應(yīng)得到GABA，用作PA4的單體，通?？稍谑覝貤l件下完成聚合反應(yīng)。表 2 為生物基PA4同其他聚合物的基本技術(shù)特征比較情況。

據(jù)測(cè)試，生物基PA4纖維的吸濕特性與棉花相近，且纖維的染色性能良好。目前，日本國(guó)家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所（AIST）已在生物基PA4的研究上取得了進(jìn)展；20世紀(jì)70年代中期，我國(guó)吉林紡織研究設(shè)計(jì)院在PA4紡絲成形工藝方面也進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探索性試驗(yàn)，取得了不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)室成果。

2.4 生物基長(zhǎng)鏈PA

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前生物基PA610的市場(chǎng)需求量在2.5萬(wàn)t/a左右，源于天然植物油原料的PA11（Rilsan）已有50年的制造歷史，與傳統(tǒng)PA6相比其環(huán)境友好特征更明顯，CO2排放量更低。據(jù)了解，Arkema公司的PA12系列（Rilsamid）的聚合生產(chǎn)能力已達(dá)到6 000 t/a規(guī)模，該公司已在我國(guó)江蘇常熟合作建設(shè)了PA11生產(chǎn)工廠。蘇州翰普公司利用可再生原料，開發(fā)了生物基長(zhǎng)鏈PA系列，包括PA610、PA1010、PA11等的工程塑料，其生物組分在40% ～ 100%之間。

2007年DuPont（杜邦）公司開發(fā)的商品名為“Zytel？”的長(zhǎng)鏈生物基PA即PA1010和PA610使用的癸二酸來(lái)源于可再生資源，其中PA1010的100%、PA610的70%組分使用非糧食生物質(zhì)原料。DSM公司開發(fā)的生物基高性能工程塑料“EcoPaxx”即長(zhǎng)鏈PA410聚合物的70%原料取材于蓖麻籽油。

EMS公司開發(fā)了商品名為“Grilamid”的生物基PA系列，包括PA1010（生物基組分99%）、PA610（62%）等。該公司開發(fā)的生物基長(zhǎng)鏈PA系列聚合物的生命周期分析結(jié)果如表 3 所示。

2.4.1 生物基PA11

Arkema公司開發(fā)的生物基PA11選用蓖麻籽原料，制得了11-氨基十一酸，經(jīng) 3 段聚合得到聚11-氨基十一酸。與環(huán)氧樹脂類產(chǎn)品相比，生物基PA11對(duì)環(huán)境的危害性可減輕一半，CO2排放量下降40%，其熱塑性樹脂亦可回收再利用。利用生物基PA11纖維及其樹脂可以制得100%的生物基復(fù)合材料，密度1.16 ～ 1.22 g/cm3，熱分解溫度230 ℃。PA11纖維的體積添加量橫向（UD）為30% ～ 35%，縱向（MD）為30%，目前已在飛機(jī)和運(yùn)輸車輛的部件上使用。

2.4.2 生物基PA610

Rhodia公司開發(fā)的生物基PA610，使用了60%的可再生資源，年產(chǎn)量為2.5萬(wàn)t，已大量用作生產(chǎn)單絲或牙刷鬃絲。德國(guó)Evonik公司開發(fā)了Vestamid生物基PA系列產(chǎn)品，主要包括PA610（HS）、PA610（DS）和PA610（DD）產(chǎn)品。部分產(chǎn)品的技術(shù)特征如表 4 所示。

2.4.3 生物基PA56

Ajinomoto公司利用天然植物油制備的氨基酸/賴氨酸，通過賴氨酸脫碳及酶工藝加工得到1，5-戊二胺（1，5-PD），用以合成生物基聚酰胺PA56。我國(guó)上海凱賽生物產(chǎn)業(yè)公司生物基PA56的研究與開發(fā)亦取得了進(jìn)展，據(jù)悉商業(yè)化的裝置正在實(shí)施中。2.4.4 生物基PA69

生產(chǎn)PA69使用的二元酸單體可以通過油酸經(jīng)化學(xué)合成的方法得到。十八烯酸-9（油酸）屬單一不飽和脂肪酸，具有十八碳。油酸可以資源豐富的動(dòng)物或植物油脂為原料，利用動(dòng)物油脂合成生物基壬二酸的加工工藝如圖 3 所示。

油酸在高錳酸鉀條件下可氧化制得壬二酸。目前油酸氧化而產(chǎn)生的分子鏈斷裂是在絡(luò)酸條件下實(shí)現(xiàn)的，亦可采用臭氧分解的方法制得壬二酸。生物基壬二酸與二元胺合成PA69的階式聚合反應(yīng)與傳統(tǒng)PA66有許多相似之處，僅在聚合物黏度和熔融溫度上存有差異。目前PA69聚合體已成功用于非織造布網(wǎng)材的加工。

3 生物基PA的成本結(jié)構(gòu)及發(fā)展

依據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，2010年歐洲生物基聚合物的產(chǎn)能約72.45萬(wàn)t/a，生物基PA為3.5萬(wàn)t/a，占生物基聚合物產(chǎn)能的5%。預(yù)計(jì)2015年歐洲生物聚合物材料的產(chǎn)量將達(dá)到170.97萬(wàn)t，屆時(shí)生物基PA的狀況與市場(chǎng)份額將如表 5 所示。

3.1 生物基PA的原料資源

在生物基PA的研究開發(fā)中，常用的可再生原料資源包括蓖麻油、油酸與亞油酸以及葡萄糖等。如BASF（巴斯夫）公司開發(fā)的生物基PA610使用了60%的來(lái)源于蓖麻油的癸二酸；杜邦公司開發(fā)的生物基長(zhǎng)鏈PA即Zytel-RS系列中，PA1010和PA610兩類材料中的生物基癸二酸含量分別為100%和60%，產(chǎn)品具有優(yōu)良的熱性能。

作為重要的可再生原料，蓖麻籽是一種生長(zhǎng)迅速的作物，其季度莖高增長(zhǎng)速度可達(dá) 2 m，并可在貧瘠的土地上栽植，不存在與糧食作物爭(zhēng)地的矛盾，每公頃蓖麻的產(chǎn)量可達(dá)到10 t左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球蓖麻產(chǎn)量約120萬(wàn)t/a，但相關(guān)蓖麻籽油的產(chǎn)量?jī)H為植物油產(chǎn)量的1%。此外，其他可用的可再生資源還包括棕樹油、椰油、油菜籽等。

Arizona公司利用制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)品妥爾油（tall oil）提取不飽和脂肪酸，通過二聚反應(yīng)形成了脂肪酸二聚體，再經(jīng)聚合得到了生物基PA。

評(píng)估生物基PA產(chǎn)品，其相對(duì)于傳統(tǒng)石油基PA的加工成本是關(guān)鍵點(diǎn)之一。依據(jù)DSM公司的可行性研究報(bào)告，隨著時(shí)間的推移，微生物與低價(jià)高得率糖發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步和量化，生物基己內(nèi)酰胺的單體價(jià)格可降低至75歐元/kg，較之于21世紀(jì)初期的成本下降了50%。而當(dāng)裝置規(guī)模達(dá)10萬(wàn)t/a以上時(shí)，則無(wú)需像傳統(tǒng)石油基PA生產(chǎn)那樣再為“三廢”治理支付費(fèi)用。

當(dāng)今市場(chǎng)中，生物基PA的價(jià)格主要為：PA11在9.82 ～11.30歐元/kg之間，PA610在4.32 ～ 4.73歐元/kg之間，比石油基PA6/PA66的平均價(jià)格（2.1 ～ 2.4歐元/kg）要高。而如從基本原料考量，生物質(zhì)原料價(jià)格較具優(yōu)勢(shì)，如葡萄糖原料價(jià)格在300美元/t，石油基環(huán)己烷則高達(dá)1 250美元/t（2012年市場(chǎng)水平）。

3.2 生物基PA纖維的開發(fā)與應(yīng)用

Rhodia公司研究中心與Fulgar公司合作，將商品名為“Emana”的生物基PA66纖維供給歐洲紡織品市場(chǎng)。據(jù)介紹，由該纖維制得的服裝面料可通過織物與人皮膚間的作用，明顯改善人體血液微循環(huán)和細(xì)胞組織代謝的狀況。來(lái)自2013年Dornbirn-MFC（多恩比恩人造纖維大會(huì)）的信息顯示，未來(lái) 7 ～ 8 年全球生物基PA66纖維的產(chǎn)量有望達(dá)到102萬(wàn)t/a。另外Radici公司生產(chǎn)的生物基PA6短纖維也已在針刺非織造布產(chǎn)品上使用。

美國(guó)Invista（英威達(dá)）公司開發(fā)的環(huán)境友好型PA地毯紗采用三組分混合技術(shù)（Trublend），即將PA66和回收再利用的PA66，以及5%的生物基PA11混合制得地毯絨頭紗，已批量投放市場(chǎng)。該產(chǎn)品的生命周期分析顯示，其CO2排放量減少了21%。

日本尤尼契卡公司使用Arkema公司的生物基PA11成功制得了紡織用纖維，纖維難燃性好，符合FAR25853的要求，LOI指數(shù)達(dá)35，燃燒時(shí)無(wú)煙、無(wú)有毒氣體釋放，主要用于高端服裝面料和運(yùn)動(dòng)服裝；Greenfil公司使用Arkema公司的生物基PA11紡制的長(zhǎng)絲襪，耐用性比常規(guī)尼龍襪要高 5 ～ 10倍，但售價(jià)要高 2 ～ 3 倍。

昆士蘭大學(xué)（澳）使用蓖麻籽為原料制得PA11纖維，用作增強(qiáng)復(fù)合材料的增強(qiáng)相，其短切纖維長(zhǎng)度為 3 ～ 7 mm，單纖直徑在10 ～ 35 μm之間。工業(yè)用絲束纖維長(zhǎng)度在150 ～500 mm之間，單纖直徑為15 ～ 25 μm，伸長(zhǎng)率低于30%。

依據(jù)法國(guó)紡織與服裝研究所（IFTH）的研究試驗(yàn)結(jié)果，PA11纖維及其織物有許多特點(diǎn)，包括較高的耐磨性、良好的耐氯性能、非常低的霉菌繁殖速率和速干性等。IFTH將PA11長(zhǎng)絲織物與PA6、PLA、棉和再生纖維素纖維（Modal）產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，前者的霉菌繁殖速率幾乎近于零（依據(jù)ISO20743），且洗滌干燥速度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)細(xì)旦PA66織物。

日本帝人公司利用YXY技術(shù)開發(fā)的生物基芳香族聚酰胺產(chǎn)品，賦予了芳香族聚酰胺纖維更高的附加值，目前該項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)室研究階段已經(jīng)完成。該公司在開發(fā)生物基對(duì)位芳香族聚酰胺Twaron的過程中，利用非糧生物質(zhì)原料制備了生物基Twaron單體，用以替代石油基單體。該芳香族聚酰胺產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)境友好分析顯示，可降低14%的碳足跡。預(yù)計(jì)到2016年生物基Twaron的生產(chǎn)工藝過程的碳排放將減少8%，單體制備成本可降低4%。

日本東麗公司利用1，5-戊二胺原料制得的PA56纖維在手感、強(qiáng)力和耐熱性方面與石油基PA纖維相似，而吸濕性則與棉纖維接近；德國(guó)巴斯夫公司開發(fā)的生物基PA610單絲目前已用于紙機(jī)長(zhǎng)網(wǎng)、工業(yè)用鬃絲產(chǎn)品。

此外，我國(guó)的北京服裝學(xué)院最近也成功開發(fā)了一項(xiàng)生物基PA纖維的制備方法；中國(guó)臺(tái)北紡織研究所在生物基PA纖維的研究中，使用64%的PA610組分制得了PA中空纖維，纖維的中空度為20.2%，密度為0.86 g/cm3，纖維的斷裂強(qiáng)力為5.5 g/D，伸長(zhǎng)率為28%，該纖維適宜用于織制輕薄織物如風(fēng)衣等。

3.3 關(guān)于生物基PA技術(shù)進(jìn)步的思考

隨著生物技術(shù)的不斷進(jìn)步以及生物聚合物材料在常規(guī)和高性能產(chǎn)品領(lǐng)域的日益拓展，業(yè)界普遍認(rèn)為，生物基聚合材料替代常規(guī)石油基聚合物比以往任何時(shí)候都更加接近于人們的期望。換言之，持續(xù)發(fā)展的生物技術(shù)與生物基聚合物將會(huì)不斷進(jìn)入更多新的應(yīng)用領(lǐng)域，依賴石油資源的傳統(tǒng)制造業(yè)將面臨生物技術(shù)的挑戰(zhàn)，生物加工工藝將會(huì)更多地替代某些制造業(yè)的化學(xué)合成過程。

和其他生物基聚合物一樣，生物基PA的生產(chǎn)技術(shù)也面臨著諸多不確定性，比如生物質(zhì)原料管理、生物聚合物的性能和產(chǎn)品成本等，此外生物基單體及其聚合生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)性和規(guī)模亦是重要的制約因素。具體來(lái)說，面臨的挑戰(zhàn)包括生物質(zhì)原料資源與供給；生物基聚合物的技術(shù)途徑，是否可達(dá)到現(xiàn)有石油基聚合物加工工藝的生產(chǎn)效率；新型微生物與酶制劑；生物聚合物及其制品的回收利用技術(shù)途徑等。

目前，生物基聚合物占世界塑料市場(chǎng)的份額不足1%，但生物技術(shù)吸引了全球諸如杜邦、巴斯夫、Evonik、DSM等國(guó)際著名企業(yè)的濃厚興趣，它們爭(zhēng)相投入了巨大的人力和財(cái)力，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前在數(shù)十種已商業(yè)化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基PA系列產(chǎn)品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發(fā)均已相繼展開。美國(guó)Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現(xiàn)狀以及通過化學(xué)催化技術(shù)制備生物基己二胺及己二酸技術(shù)的商業(yè)化現(xiàn)實(shí)判斷，2022年全球生物基PA66纖維產(chǎn)量將突破100萬(wàn)t大關(guān)。

對(duì)于我國(guó)而言，近年來(lái)生物基PA在品種、技術(shù)及產(chǎn)品的應(yīng)用研究中取得的驚人進(jìn)步，無(wú)疑在客觀上將促進(jìn)尼龍產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也將強(qiáng)化行業(yè)對(duì)于PA產(chǎn)業(yè)鏈生命周期研究的重視。

先進(jìn)的生物技術(shù)范文第2篇

隨著我國(guó)城市污水處理率的逐年提高，污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。污水污泥通常經(jīng)過機(jī)械脫水后再進(jìn)行后期處置，傳統(tǒng)的處置方法主要有衛(wèi)生填理、焚燒、海洋處理和土地利用。其中土地利用是最常用、最具備經(jīng)濟(jì)性的方法[1]。污水污泥中含有占其干重0.5-2%的重金屬[2]，因此在污泥土地利用之前必須進(jìn)行處理以避免二次污染。污水污泥中重金屬的處理基本思路是重金屬穩(wěn)定化（控制重金屬的生物活性）和減量化。但污泥穩(wěn)定化后，隨著土壤pH、氧化還原電位等環(huán)境條件的改變，重金屬有可能重新溶出或其生物毒性增加而造成污染。因此，高效且經(jīng)濟(jì)的生物淋濾方法成為了研究的熱點(diǎn)[3]。

2 主要微生物種類及特征

可用來(lái)進(jìn)行生物淋濾的細(xì)菌有硫桿菌屬、氧化亞鐵鉤端螺旋菌屬、硫化桿菌屬、酸菌屬、嗜酸菌屬以及其它與硫桿菌聯(lián)合生長(zhǎng)的兼性嗜酸異養(yǎng)菌。其中，應(yīng)用最廣泛的是氧化亞鐵硫桿菌，其次是氧化硫硫桿菌和鐵氧化鉤端螺旋菌[4]。一般說來(lái)，應(yīng)用于淋濾重金屬的微生物以其生長(zhǎng)的溫度可以大致分為中溫菌和嗜高溫菌。

2.1 中溫菌

中溫菌主要有氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、器官硫桿菌、嗜酸硫桿菌、溫浴硫桿菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌。其中氧化亞鐵硫桿菌的最適溫度在30-35℃之間，其最適pH為2-3。氧化亞鐵硫桿菌的生物膜由外膜、肽聚糖、周質(zhì)區(qū)和內(nèi)膜構(gòu)成。周質(zhì)區(qū)存在鐵氧化酶，從外界培養(yǎng)液跨膜運(yùn)輸?shù)街苜|(zhì)區(qū)的Fe2+在鐵氧化酶催化下失去一個(gè)電子，這個(gè)電子傳遞給分子氧并伴隨H+和能量的吸收，這一能量使細(xì)胞內(nèi)ADP（二磷酸腺苷）和Pi（無(wú)機(jī)磷）結(jié)合成ATP（三磷酸腺苷）使細(xì)菌得以生長(zhǎng)繁殖[5]。氧化硫硫桿菌是普遍存在于污水污泥中的微生物，它通過氧化還原性硫來(lái)獲得能量，其最適溫度在28-30℃之間，最適pH為1.5-2.0。

2.2 嗜高溫菌

在較高溫度的條件下，古菌成為了重金屬淋濾的優(yōu)勢(shì)菌種[6]。Sulfobacillus thermosulfidoxidans及其相近的菌種可以在較高溫度條件下實(shí)現(xiàn)較快的淋濾速率。極端嗜高溫菌可以在70℃時(shí)生長(zhǎng)，并利用硫或硫代硫酸鹽作為能源，主要包括Sulfolobous viz.S. ambivalens、S. brierleyi和Thiobacter subterraneus。

3 生物淋濾機(jī)理

污泥厭氧消化是國(guó)內(nèi)外污泥消化的主要形式，厭氧消化污泥中重金屬70%以難溶性的硫化物（Cr主要以Cr（OH）3形式）形式存在[7]，在氧化亞鐵硫桿菌等細(xì)菌的作用下，金屬硫化物變成可溶性的金屬硫酸鹽，通過固液分離可達(dá)到去除污泥中重金屬的目的。

一般認(rèn)為生物淋濾污泥中重金屬有兩種作用機(jī)理[8-9]：

3.1 直接機(jī)理

細(xì)菌通過其分泌的胞外多聚物直接吸附在污泥中金屬硫化物（MS）表面，通過細(xì)胞內(nèi)特有的氧化酶系統(tǒng)直接氧化金屬硫化物，生成可溶性的硫酸鹽，見式：

M表示重金屬 （1）

通常，污水污泥中的金屬硫化物如NiS，CuS和ZnS等可以通過上式所示的機(jī)理被溶解。

3.2 間接機(jī)理

在以硫?yàn)榛A(chǔ)的淋濾過程中，污水污泥中的元素硫或還原性硫化物通過氧化硫硫桿菌氧化成硫酸，進(jìn)而污泥中的pH來(lái)提高重金屬的溶解[10]。

（2）

（3）

Me為二價(jià)金屬。

在以鐵為基礎(chǔ)的淋濾過程中，細(xì)菌在液相中先將Fe2+氧化到Fe3+，F(xiàn)e3+隨后再通過與重金屬硫化物的反應(yīng)而淋濾出來(lái)。在這個(gè)過程中，細(xì)菌不需要接觸到礦物的表面[11]。

（4）

（5）

反應(yīng)式（4）和（5）構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)，使得越來(lái)越多的重金屬被淋濾出來(lái)，在反應(yīng)式（5）中產(chǎn)生的硫酸還可以促進(jìn)以硫?yàn)榛A(chǔ)的間接淋濾過程。

4 淋濾模式

4.1 序批淋濾模式

目前，關(guān)于污水污泥重金屬淋濾的實(shí)驗(yàn)室研究大多都是在序批式反應(yīng)器中進(jìn)行。Wong和Henry[12]報(bào)道了在序批實(shí)驗(yàn)中使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾厭氧消化污泥的研究。在以FeSO4為能源時(shí)，8d內(nèi)對(duì)Cu、Ni、Zn、Cd和Pb的去除率分別為65%、78%、87%、86%和0%。淋濾的最佳起始pH是4，最佳的溫度范圍是25-30℃。與純培養(yǎng)的氧化亞鐵硫桿菌淋濾序批實(shí)驗(yàn)相比，氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌混合菌種對(duì)重金屬的淋濾效果要高10%。10 d內(nèi)混合菌種對(duì)厭氧消化污泥中Zn、Cu、Cd和Pb的去除率分別為95%、75%、50%和55%。針對(duì)23種市政污水污泥的序批淋濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氧化硫硫桿菌對(duì)重金屬的平均溶解率為62.5%，要高于氧化亞鐵硫桿菌的49.5%[13]。不同菌種的淋濾效率的差異主要是由于系統(tǒng)間pH的不同所致，一般認(rèn)為較低的pH會(huì)導(dǎo)致污泥中重金屬較高的溶解率。對(duì)與大多數(shù)的污泥中的重金屬來(lái)說，高效淋濾所需的pH范圍是2-3之間。在淋濾序批實(shí)驗(yàn)中，雖然大部分的研究針對(duì)的都是厭氧消化污泥，但是Couillard等[14]報(bào)道了使用氧化亞鐵硫桿菌淋濾好氧污泥的研究。在提前將污泥酸化至pH為4，假如FeS作為能源的條件下，污泥中的重金屬能在1-2d內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的溶出。由于氧化亞鐵硫桿菌對(duì)簡(jiǎn)單的有機(jī)物，如有機(jī)酸、低分子量糖類、氨基酸等特別敏感，所以污泥中含有較高濃度的有機(jī)物會(huì)抑制其序批淋濾效果[15]。

4.2 連續(xù)淋濾模式

連續(xù)淋濾模式可以提高污泥處理量，適合于大規(guī)模的應(yīng)用，但是目前對(duì)此的研究很少。連續(xù)模式的淋濾研究一般均在連續(xù)攪拌反應(yīng)釜（CSTR）中進(jìn)行。Couillard和Mercier的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)連續(xù)式淋濾工藝的HRT為14d，使用1.5g/L的S作為能源時(shí)，Cd、Cu、Ni和Zn的去除率分別為50、33、48和74%。

4.3 污泥消化與同步生物淋濾

污泥消化與同步生物淋濾（SSDML）是污泥消化過程和生物淋濾過程在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)病原體、污泥揮發(fā)性固體和重金屬的同步去除。SSDML可以在序批或連續(xù)式曝氣攪拌槽反應(yīng)器中得以實(shí)現(xiàn)。通常，以硫?yàn)榛A(chǔ)的生物淋濾過程在中性pH的條件下開始反應(yīng)，所以可以與好氧污泥的消化過程組合在一起。Tyagi等[19]的研究結(jié)果表明[dylw.net提供論文寫作和 寫作論文服務(wù)]污泥固體含量對(duì)SSDML工藝有明顯影響，重金屬的溶解率隨著污泥固體含量從8.7提高到29.6g/L而降低。氧氣濃度對(duì)SSDML工藝也有明顯影響，當(dāng)氧氣濃度從2提高到7 mg/L時(shí)，氧化還原電位、酸化率和總揮發(fā)性固體的降解率都得到了提高[20]。

5 規(guī)?；瘧?yīng)用存在的問題

盡管生物淋濾技術(shù)可以高效的去除污水污泥中的重金屬，但是目前還沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。目前主要存在的技術(shù)問題如下：

5.1 污泥肥料成分含量的損失

污泥生物淋濾過程中存在一個(gè)主要的關(guān)注熱點(diǎn)是可能的肥料成分含量的損失。污泥中75%的營(yíng)養(yǎng)元素可以在淋濾的過程中損失掉。在淋濾過程中，pH通常都降至2以下，在降低的pH和較高的氧化還原電位條件下使得污泥中的有機(jī)物被氧化，進(jìn)而使得污泥中的營(yíng)養(yǎng)元素被溶解出來(lái)。N的損失也可能是因?yàn)槲勰嘀形⑸锏牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞所致。淋濾的時(shí)間越長(zhǎng)，損失的營(yíng)養(yǎng)元素含量將會(huì)越多。Shanableh和Ginige也發(fā)現(xiàn)在污泥起始pH為1.5時(shí)，淋濾過程會(huì)有44%的P損失，而起始pH為2.5時(shí)P的損失只有6%。

5.2 污泥調(diào)理和脫水性能

在生物淋濾技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用前另一個(gè)需要注意的是污泥的調(diào)理和脫水性能。淋濾過程完成后，污泥需要在絮凝劑的幫助下進(jìn)行脫水，脫水后的污泥中和后才能作為肥料使用。然后，在pH小于2的情況下，高分子聚合物產(chǎn)生的絮體很小并且易碎，使得污泥調(diào)理和脫水變的非常困難。因而只能將pH調(diào)高至2-3之間或加入雙氧水提高氧化還原電位來(lái)克服這個(gè)問題。保持污泥的脫水性能對(duì)于淋濾后高效的固液分離具有重要意義[24]。

5.3 經(jīng)濟(jì)性問題

與傳統(tǒng)的污泥中重金屬去除方法相比，生物淋濾工藝被認(rèn)為是高效經(jīng)濟(jì)的，它只需要傳統(tǒng)化學(xué)法1/5的成本。通常，生物淋濾過程需要16-20d，在此期間需要足夠的曝氣和攪拌。去除重金屬的成本除了包括化學(xué)藥劑、攪拌、曝氣、基建和運(yùn)行費(fèi)用外，還應(yīng)包括污泥調(diào)理、脫水以及從酸性濾出水中回收重金屬的費(fèi)用。Sreekrishnan和Tyagi[25]發(fā)現(xiàn)生物淋濾工藝（氧化硫硫桿菌）僅在較低處理容量和高固體濃度時(shí)具有吸引力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Metcalf and Eddy， 2003. Wastewater Engineering： Treatment， Disposal and Reuse， fourth ed. McGraw-Hill Publishing Company Ltd， New York.

[2]Lester， J.N.， Sterriet， R.M.， Kirk， P.W.W.， 1983a. Significance and behavior of metals in wastewater treatment processes， part I， Sewage treatment and effluent discharge. Sci. Tot. Environ 30， 1-44.

[3]Wong， J.W.C.， Xiang， L.， Gu， X.Y.， Zhou， L.X.， 2004. Bioleaching of heavy metals from anaerobically digested sewage sludge using FeS2 as an energy source. Chemosphere， 55， 101-107.

[4]周順桂，周立祥，黃煥忠.生物淋濾技術(shù)在去除污泥中重金屬的應(yīng)用。生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22，125-133.

[5]Zhang D Y， Li Y Q，Sun Y K. Feasibility study on biological precessing technology of metal material.Science in China（Series C）， 1997，27（5），410-414.

[6]Pathak， A.， Dastidar， M， G.， Streekrishnan， T R. Bioleaching of heavy metals from sewage sludge： A review. Journal of Environmental Management. 2009， 90：2343-2353.

[7]Angelidis M. Chemistry of metals in anaerobically treated sludge.Water Res.， 1989， 23（1）：2-33.

先進(jìn)的生物技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；制藥業(yè)；原理

生物科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，催生了社會(huì)生產(chǎn)力的提升和人類文明的進(jìn)步，也為現(xiàn)代化制藥企業(yè)提供了基礎(chǔ)和保障。就現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展而言，無(wú)論是過去還是現(xiàn)在，生物技術(shù)都隨時(shí)為人類發(fā)展創(chuàng)造著不可估量的財(cái)富，成為人類生活中不可缺少的技術(shù)項(xiàng)目之一。尤其是近幾十年，僅僅是在醫(yī)學(xué)藥品領(lǐng)域，生物技術(shù)不斷提升藥品的質(zhì)量和效果，就為人類生命健康做出了巨大的貢獻(xiàn)。時(shí)至今日，生物制藥的迅猛發(fā)展，更是為臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展注入了強(qiáng)大的生命力，在疾病治療方面取得了極大的效果。

一、生物技術(shù)概要

生物技術(shù)作為一門綜合性、科學(xué)性都很強(qiáng)的學(xué)科，在上個(gè)世紀(jì)中期得到了人們的普遍關(guān)注。在近代社會(huì)的發(fā)展歷程中，生物技術(shù)主要是通過改變動(dòng)物和植物體內(nèi)的DNA或者是生物細(xì)胞，以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和系統(tǒng)的生物理論為核心，對(duì)其進(jìn)行有效物質(zhì)的提取和人工的加工的過程。生物技術(shù)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步和醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展都有著重要的作用，而這種先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用也無(wú)疑會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)療事業(yè)造成極大的沖擊和影響。這種影響是有著正面意義和積極的作用的，是其能夠在這種挑戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)下，不斷更新技術(shù)、加強(qiáng)科技創(chuàng)新。傳統(tǒng)生物技術(shù)實(shí)際上只是一個(gè)對(duì)生物細(xì)胞進(jìn)行加工的過程，而現(xiàn)在伴隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，生物技術(shù)的研究也出現(xiàn)了新的特點(diǎn)。開始擴(kuò)寬其領(lǐng)域，培養(yǎng)新的物種、研究新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品，而植物基因正是在這個(gè)環(huán)節(jié)中被廣泛的采用了。相關(guān)研究人員開始把植物當(dāng)做是主要的研究對(duì)象，將植物的相關(guān)細(xì)胞進(jìn)行改造和人工加工，通過這些科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，來(lái)提高植物的抵抗能力和生命力，使其能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境和不斷變化的氣候。

二、生物技術(shù)制藥技術(shù)的原理

生物技術(shù)屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是一種新型的社會(huì)科學(xué)技術(shù)。歸根究底，其就是一種微生物技術(shù)，是采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，對(duì)微生物的生活習(xí)性、生理機(jī)制等多個(gè)方面進(jìn)行研究與分析的過程。作為生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，生物制藥技術(shù)即是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和理論知識(shí)，對(duì)各種微生物和微元素進(jìn)行辨析和處理，進(jìn)而提取能夠預(yù)防和治療疾病的成分，最終加工成質(zhì)量和效果更為顯著的藥品的過程。在當(dāng)前的制藥工藝中，通過不斷對(duì)各種生物技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)和利用，就能夠更有力地保障各類病菌得到合理科學(xué)的抑制和消除。在現(xiàn)今的社會(huì)發(fā)展中，制藥技術(shù)關(guān)系著人類的健康和安全，與人類生存與發(fā)展中不可替代的一部分。隨著各種病菌的不斷變化和各種病狀的變動(dòng)，傳統(tǒng)的醫(yī)療措施已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前各種病癥的需求，以基因工程、微生物技術(shù)等多個(gè)方面為基礎(chǔ)的綜合性制藥措施和原理，則逐漸成為現(xiàn)代化醫(yī)療發(fā)展的核心觀念。同時(shí)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高，人們對(duì)各種藥物需求不斷增加，也加速了各種生物技術(shù)在藥品制作領(lǐng)域的引進(jìn)和利用。

三、生物制藥在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

受近現(xiàn)代國(guó)情及其他因素的制約和影響，我國(guó)的生物技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，起步晚，起點(diǎn)低，僅有短短的二十余年歷史，技術(shù)水平與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家根本無(wú)法比擬。不過，自生物技術(shù)在我國(guó)開始發(fā)展以來(lái)，得益于政府的大力扶持，現(xiàn)階段的生物技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得了良好的成績(jī)。不過，在生物制藥領(lǐng)域，相比世界先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模，還有很大的差距。目前，國(guó)家和地方政府都在不斷加大對(duì)生物制藥產(chǎn)業(yè)的扶持力度，將其作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)建設(shè)行業(yè)和高新技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)，從政策和資金等方面不斷加大投入，在基礎(chǔ)設(shè)施、配套服務(wù)業(yè)、研究開發(fā)、服務(wù)創(chuàng)新、教育培訓(xùn)和風(fēng)險(xiǎn)投資等方面進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新，為生物制藥產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境。一些科技發(fā)達(dá)或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，正在不斷建立國(guó)家級(jí)生物制藥產(chǎn)業(yè)基地，并初步形成了初具規(guī)模的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群。對(duì)我國(guó)的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這起到了很好的帶動(dòng)作用?？傮w而言，中國(guó)生物制藥領(lǐng)域的前景非常廣闊，產(chǎn)業(yè)也將呈持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

四、我國(guó)生物制藥的前景

1、生物制藥產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)集群式發(fā)展。

作為現(xiàn)代化的高科技產(chǎn)業(yè)，生物制藥不僅需要在基礎(chǔ)設(shè)施、上下游配套產(chǎn)業(yè)等方面得到相應(yīng)的支持，還需要同教育培訓(xùn)、專業(yè)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)移中心等相關(guān)服務(wù)進(jìn)行全方位立體組合，才能發(fā)揮最大化的優(yōu)勢(shì)和效應(yīng)。當(dāng)前，在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展浪潮的推動(dòng)下，借助政府有力的扶持和引導(dǎo)，我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)構(gòu)建出了比較完善的生物技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。對(duì)于生物制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這些產(chǎn)業(yè)集群使得生物制藥的整體產(chǎn)業(yè)鏈得到優(yōu)化，在生產(chǎn)效率方面得到大幅提升，具有不可忽視的重要作用。以此為基礎(chǔ)，我國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在生物技術(shù)、人才、資金密集的區(qū)域，逐步形成了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。其后，我國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)仍會(huì)朝著這方面快速發(fā)展，政府也將會(huì)加大投資力度、重點(diǎn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)集群區(qū)，以提升產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模。

2、生物醫(yī)藥技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。

就現(xiàn)狀而言，我國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)在科研方面取得的成果，顯然沒有實(shí)踐應(yīng)用所取得的成果豐碩。在科研未能大規(guī)模轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力價(jià)值的狀況下，很多社會(huì)及科學(xué)資源被浪費(fèi)，生物醫(yī)學(xué)的生產(chǎn)實(shí)踐跟不上研發(fā)，造成了高科技高療效醫(yī)藥生產(chǎn)的滯后，以及生物醫(yī)學(xué)整體發(fā)展水平的滯緩。因此，將生物醫(yī)藥技術(shù)從科研轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，即是科研的重要目的和最終方向。通過委托外包策略，建立技術(shù)同盟，與相應(yīng)的企業(yè)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使自身能夠?qū)Ｗ⒂趯ｉL(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)，從而降低生產(chǎn)成本、提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這一方式，既是生物醫(yī)藥技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的要求，也將是國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥研究機(jī)構(gòu)與藥品制作企業(yè)互利發(fā)展的主流模式。

3、生物制藥新興技術(shù)將不斷應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

生物制藥產(chǎn)業(yè)需要持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能不斷解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題，并不斷滿足醫(yī)藥水平提升的要求。因此，生物制藥新興技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)不斷應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和社會(huì)醫(yī)療水平的提升。

五、結(jié)束語(yǔ)

作為近現(xiàn)代興起的綜合性技術(shù)學(xué)科，生物技術(shù)為我國(guó)制藥業(yè)提供了寶貴的技術(shù)資源和信息資源，并由此成為提高我國(guó)制藥業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)工藝的主要手段和方法，以及未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要影響趨勢(shì)和重要基礎(chǔ)。隨著生物技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，其在我國(guó)制藥產(chǎn)業(yè)將得到更全面、更深入的應(yīng)用，也將為人類的身體健康和社會(huì)的文明進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。■

參考文獻(xiàn)

先進(jìn)的生物技術(shù)范文第4篇

應(yīng)用型人才生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)近幾年來(lái)，隨著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，生物技術(shù)領(lǐng)域的新方法、新技術(shù)不斷應(yīng)用到生產(chǎn)企業(yè)中，這就要求醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生必須不斷自我提高，具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲兴刭|(zhì)，適應(yīng)行業(yè)的高速發(fā)展。因此，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用型人才對(duì)于醫(yī)學(xué)院校的生物技術(shù)專業(yè)顯得尤為重要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力有不可替代的重要作用。近年來(lái)，對(duì)應(yīng)用型生物技術(shù)人才的需求不斷增多。因此，建立應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加重要。

吉林醫(yī)藥學(xué)院依托基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的特點(diǎn)與相關(guān)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的需求，建立了具有醫(yī)學(xué)背景的應(yīng)用型生物技術(shù)人才的培養(yǎng)模式。探索與實(shí)踐了應(yīng)用型生物技術(shù)專業(yè)人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用能力，取得了一些成果，更好地滿足了社會(huì)對(duì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才的需求。

一、醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)

醫(yī)學(xué)生物技術(shù)主要是由生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科交叉而成的一種應(yīng)用型很強(qiáng)的新興學(xué)科，是集醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法等為一體的綜合技術(shù)，這就要求學(xué)生不但具有生物學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，而且還要具有生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能。形成符合國(guó)家對(duì)應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才的需求，培養(yǎng)具有現(xiàn)代生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)背景的，滿足我國(guó)醫(yī)學(xué)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型生物技術(shù)高級(jí)專門人才。

二、生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

吉林醫(yī)藥學(xué)院原先是一所軍隊(duì)院校，2004年移交給地方辦學(xué)，是一所醫(yī)學(xué)類本科院校。生物技術(shù)專業(yè)是我校新辦專業(yè)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面比較薄弱。在生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，主要存在基礎(chǔ)儀器設(shè)備數(shù)量不夠，而且有的儀器設(shè)備比較陳舊，缺少一些與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的一些儀器設(shè)備；在教師隊(duì)伍建設(shè)方面，缺少具有醫(yī)學(xué)背景的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)教師；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脫離時(shí)代前沿，和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不夠，教學(xué)模式比較單一，一般采用教師講解學(xué)生操作的教學(xué)模式；另外在實(shí)驗(yàn)考核方面，還缺乏科學(xué)合理性。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

基于以上問題和不足，我校生物技術(shù)專業(yè)以醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和人才的需求為導(dǎo)向，制定了應(yīng)用型生物技術(shù)人才的培養(yǎng)模式，轉(zhuǎn)變教育理念，對(duì)醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

1.通過更新整合資源，建立生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

在我院實(shí)驗(yàn)室原有的儀器的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了資源整合，又購(gòu)進(jìn)了PCR儀，凝膠成像系統(tǒng)，二氧化碳培養(yǎng)箱，熒光倒置顯微鏡，發(fā)酵罐，蛋白質(zhì)純化系統(tǒng)，高效液相色譜，多功能酶標(biāo)儀等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室、細(xì)胞培養(yǎng)室的基礎(chǔ)上，建立了具有醫(yī)學(xué)背景的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。中心包括分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室、蛋白質(zhì)純化分析室、藥物篩選實(shí)驗(yàn)室，并且還做到對(duì)學(xué)生完全開放，學(xué)生可以申請(qǐng)畢業(yè)論文和大學(xué)生科研創(chuàng)新項(xiàng)目等。通過教學(xué)中心的建設(shè)，既促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展，又順應(yīng)了醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。

2.引進(jìn)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師

醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員不僅要具備扎實(shí)的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要有高水平的醫(yī)學(xué)和生物學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。我們實(shí)驗(yàn)室對(duì)人才的引進(jìn)，要求具有醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科背景的碩士研究生，優(yōu)先錄用具有醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)交叉學(xué)科背景的人才。并且由科研骨干教師考核，考核期合格才能被錄用。并且新入職的實(shí)驗(yàn)教師還要進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)，到醫(yī)藥生物技術(shù)公司進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)。

3.改革教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法，將多媒體先進(jìn)的教學(xué)手段運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)課中。它可以將一些陌生、抽象的知識(shí)直觀化、形象化，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。例如，對(duì)于一些抽象的實(shí)驗(yàn)，如PCR實(shí)驗(yàn)，可以用動(dòng)畫講解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，將抽象的原理變得形象化，并可活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的理解和記憶。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，減少一些陳舊性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，多開設(shè)一些設(shè)計(jì)性、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，與醫(yī)藥生物技術(shù)公司生產(chǎn)緊密結(jié)合，如基因工程疫苗的制備，蛋白質(zhì)藥物的純化，基因工程菌的高密度發(fā)酵等綜合性實(shí)驗(yàn)。

4.改革實(shí)驗(yàn)考核制度

改變?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式，我們制定了一套完整的實(shí)驗(yàn)考核制度。在學(xué)期實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，除了考核學(xué)生對(duì)基本原理、基本操作的掌握程度外，還要考察學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛨F(tuán)結(jié)協(xié)作精神，對(duì)其進(jìn)行量化打分。讓學(xué)生自主選擇課題，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析問題解決問題的能力、創(chuàng)新能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)20%，實(shí)驗(yàn)操作50%，解決問題的能力20%，創(chuàng)新能力10%。突出了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位，轉(zhuǎn)變了學(xué)生重理論、輕實(shí)踐的觀念。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過幾年的探索，我們?cè)趹?yīng)用型生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式下，在生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷地進(jìn)行改革探索，初步建立了以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。但是還存在一些問題，比如實(shí)驗(yàn)室的開放管理，大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)方面還不夠完善，醫(yī)學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，要想培養(yǎng)社會(huì)需要的應(yīng)用型醫(yī)學(xué)生物技術(shù)人才，需要我們不斷地去探索與嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜勇，王會(huì)巖，張磊.等.普通醫(yī)學(xué)高校生物技術(shù)教學(xué)改革[J].中國(guó)醫(yī)藥科學(xué)，2013，3（2）：147-148.

先進(jìn)的生物技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；制藥；發(fā)展對(duì)策

引言

始于1971年的生物制藥技術(shù)指的是基于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)等領(lǐng)域的研究成果，對(duì)化學(xué)、微生物學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等原理與方法進(jìn)行綜合應(yīng)用，從而制造出在疾病預(yù)防、診斷與治療等方面的制品。生物技術(shù)制藥技術(shù)目前正在趕超傳統(tǒng)化學(xué)制藥，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)，市場(chǎng)前景巨大。然而，因?yàn)槭艿礁鞣N因素的制約，中國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展還比較緩慢，在生物技術(shù)診斷、現(xiàn)代生物支撐技術(shù)、酶工程、生物制劑等方面要加大研究的力度。

一、中國(guó)生物制藥發(fā)展現(xiàn)狀

第一，中草藥。作為中國(guó)國(guó)粹的中草藥歷史悠久。中國(guó)擁有種類繁多的中草藥，同時(shí)，中草藥質(zhì)量非常好。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，全球大約3%的中草藥都是中國(guó)出售的。目前中國(guó)中草藥領(lǐng)域主要是對(duì)中草藥原料進(jìn)行出售。中草藥的發(fā)展需要先進(jìn)生物技術(shù)的支持。我國(guó)對(duì)中草藥有關(guān)的技術(shù)研究工作要給予重視，使得科技水平不斷提升，從而會(huì)死的中國(guó)中草藥國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提高。

第二，生物技術(shù)藥物。單克隆抗體藥物因?yàn)榫哂休^強(qiáng)穩(wěn)定性、較高特異性等優(yōu)勢(shì)，因此，單克隆抗體技術(shù)是當(dāng)前生物技術(shù)制藥領(lǐng)域人們研究的重點(diǎn)?；诖?，中國(guó)對(duì)單克隆藥品的研發(fā)給予極大重視，眾多制藥企業(yè)在單克隆藥品的研發(fā)方面投入了大量的人力、物力以及財(cái)力?；蚬こ淌巧锛夹g(shù)制藥最關(guān)鍵的及時(shí)，對(duì)生物技術(shù)制藥的發(fā)展有決定性作用。我國(guó)政府多方面扶持生物技術(shù)制藥與基因工程的發(fā)展。但是，中國(guó)部分基因工程制藥還處于試驗(yàn)時(shí)期。

二、目前中國(guó)生物技術(shù)制藥存在的不足

第一，資金投入不足。生物技術(shù)制藥需要大量資金的支持，1997年美國(guó)投入到生物工程資金高達(dá)500億美元，同時(shí)以每年50億美元的速度增加。我國(guó)近年來(lái)雖然加大了對(duì)生物技術(shù)制藥的資金投入，然而，相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言投入不夠。因此，新產(chǎn)品的研究緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力缺乏。

第二，當(dāng)前中國(guó)科研成果產(chǎn)業(yè)化比較緩慢?；谏锕こ趟幬锒?，在實(shí)驗(yàn)時(shí)期我國(guó)部分生物技術(shù)達(dá)到甚至超過國(guó)際先進(jìn)水平，肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、治療用單克隆抗體、人血代用品、人源性堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子等生物高科技產(chǎn)品我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這些生物高科技產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了臨床試驗(yàn)或者進(jìn)入后期階段。然而，中國(guó)中試環(huán)節(jié)不足，造成了生物制藥產(chǎn)業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化慢，生物工程產(chǎn)業(yè)化水平比國(guó)際先進(jìn)水平要低。

第三，有關(guān)企業(yè)的設(shè)施比較落后。生物技術(shù)制藥形成新的成果、形成成果的進(jìn)度、成果質(zhì)量等受到專業(yè)服務(wù)體系的直接影響。相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)有關(guān)服務(wù)比較落后，尤其是還沒有實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、社會(huì)化與市場(chǎng)化的產(chǎn)品開發(fā)。發(fā)達(dá)國(guó)家醫(yī)藥研究過程中，存在著委托合同研究機(jī)構(gòu)，這一機(jī)構(gòu)對(duì)于醫(yī)藥研發(fā)具有重要作用，并且具有一定運(yùn)行規(guī)模與相應(yīng)機(jī)制。中國(guó)大部分委托合同研究機(jī)構(gòu)是公關(guān)公司，其服務(wù)主要是臨床實(shí)驗(yàn)階段，國(guó)外并不認(rèn)可這些公司提供的新藥臨床數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。同時(shí)，相對(duì)而言中國(guó)生物技術(shù)制藥企業(yè)內(nèi)部管理有待于提高，缺乏具有技術(shù)與管理復(fù)合型人才，網(wǎng)絡(luò)銷售不完善，缺少開發(fā)市場(chǎng)渠道經(jīng)驗(yàn)等，造成了中國(guó)盡管具有重量眾多的生物技術(shù)制藥企業(yè)，然而綜合實(shí)力不強(qiáng)，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

三、中國(guó)生物技術(shù)制藥發(fā)展的對(duì)策

第一，增加投資，引入風(fēng)險(xiǎn)資金。生物制藥企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力提高的兩個(gè)重要舉措是科技創(chuàng)新和企業(yè)運(yùn)營(yíng)規(guī)模。生物技術(shù)制藥的研究需要大量的資金支持。隨著我國(guó)加入WTO的不斷深入，中國(guó)生物制藥企業(yè)存在與發(fā)展的前提是對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)品的產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。制藥企業(yè)各自為營(yíng)的傳統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)方式與目前日益競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)不匹配。為了加大生物技術(shù)制藥研發(fā)的力度，需要增加投資，風(fēng)險(xiǎn)資金的引入，能夠使得研發(fā)資金的投入得到有效擴(kuò)大，對(duì)科研成果產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)換具有極大的促進(jìn)作用。成熟、先進(jìn)的技術(shù)與廣闊的市場(chǎng)前景是生物技術(shù)制藥風(fēng)險(xiǎn)投資引入的前提。通過風(fēng)險(xiǎn)資金增加投入，從而極大的推動(dòng)生物技術(shù)制藥的發(fā)展。

第二，加大人才的培養(yǎng)。生物技術(shù)制藥作為高科技領(lǐng)域離不開人力的支持。當(dāng)前，我國(guó)生物技術(shù)制藥的發(fā)展依賴于人力資源。人是技術(shù)創(chuàng)新的主體。因此，為了使得研發(fā)人才不足得到彌補(bǔ)，中國(guó)需要對(duì)國(guó)外從事生物技術(shù)制藥的專家與學(xué)者進(jìn)行引入，同時(shí)，通過有效的激勵(lì)機(jī)制留住人才。生物技術(shù)制藥企業(yè)發(fā)展的動(dòng)力是對(duì)人才的吸引與培養(yǎng)。

第三，重視對(duì)藥物的創(chuàng)新。對(duì)患者治療有效的藥物是制藥行業(yè)銷售的具有真正價(jià)值的藥品?；谛枨箝_始進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)滿足疾病治療需求的藥物進(jìn)行尋找，從而功能出發(fā)對(duì)技術(shù)構(gòu)思進(jìn)行明確，基于技術(shù)構(gòu)造對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使得生物技術(shù)制藥研發(fā)產(chǎn)品的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)降低。對(duì)于生物技術(shù)制藥而言，上游的創(chuàng)新、中游物質(zhì)分離、產(chǎn)品加工、下游營(yíng)銷構(gòu)成了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。因此，生物技術(shù)制藥要實(shí)現(xiàn)“研發(fā)――試驗(yàn)――生產(chǎn)――銷售”產(chǎn)業(yè)鏈一體化。基于創(chuàng)新，使得中國(guó)生物技術(shù)制藥競(jìng)爭(zhēng)力水平不斷提高。

結(jié)束語(yǔ)

生物技術(shù)制藥前景廣闊，具有巨大的潛力，對(duì)于生物技術(shù)制藥中國(guó)政府給予了極大的重視。當(dāng)前生物技術(shù)制藥領(lǐng)域處于技術(shù)變革時(shí)期，基因組與后基因組的研究極大的增加了生物技術(shù)制藥的發(fā)展?；诠δ芑蚪M的研究，開發(fā)基因組藥物，對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于組藥物進(jìn)行研發(fā)，提高中國(guó)生物技術(shù)制藥的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]李 珂.現(xiàn)代生物制藥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2010（6）