生物技术药物特点范文
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篇1
关键词:生物农药 特点 实用技术 环境污染
生物农药是一种利用活性生物体或是代谢产物,有针对性地在农业生产中应用,以此来实现病虫害防治目的。生物农药以其自身独特的优势,被广泛应用在农业病虫害防治中,相较于以往的高毒副农药而言,病虫害防治效果更为突出,还能够有效降低对生态环境的污染。在当前农业生产阶段中,病虫害防治工作多数选择喷洒农药进行治理,而生物农药作为一种行之有效消灭病虫害的药剂,想要充分发挥生物农药作用,就需要充分考虑到生物农药使用的影响因素,科学合理地使用生物农药,明确生物农药使用的重点和难点所在,有序开展病虫害治理工作。
1 生物农药特点
就生物农药来看,主要可以将其分为3种:动物源农药、植物源农药和微生物源农药,其中动物源农药是指动物和代谢产物,最为典型的是赤眼蜂、食虫瓢虫、草蛉以及虫类的代谢产物和毒素等;植物源农药是指植物本身和代谢产物,包括苦参碱、烟碱、大蒜素和基因激活素等等;微生物源农药,微生物活体和代谢产物,包括白僵菌、核型多角体病毒以及线虫等[1]。
生物农药较之传统农药而言,具有十分突出的特点,相较于人畜而言更加安全,多数的生物农药毒副作用较小,所以很少会对使用者产生毒副作用,环境安全;传统的杀虫剂多数是神经毒素,而生物农药作用机理则是多种多样的,种类繁多,在自然界中,对病虫害有控制作用的动植物以及微生物都可以作为生物农药的研究对象;生物农药容易分解,在消灭病虫害问题的同时,可以降低对农产品的污染,提升农药质量安全,避免人们食用带有大量农药残留的食物,更加放心、安全;病毒类或者引诱剂农药防治对象较为单一,病虫害问题防治选择性较强,只对防治的病虫害问题起到作用,对于其他的花、鸟、鱼并不会产生影响,很容易被分解和稀释,回归到大自然;生物农药不容易产生抗药性,在针对病虫害防治工作中,治标又治本,一般情况下不会产生抗药性,防治效果更为突出;生物农药开发利用途径较多,可以通过人工繁育或者引种的方式,将天敌昆虫引入到病虫害防治区域,也可以通过生物工程和基因转化来开发更加高效的生物农药;相较于传统的高毒副农药而言,生物农药研发费用更低,对于环境的污染更小,一个化学农药进入市场前需要耗资8 000万美元,而生物农药则是将近200万美元,在科研成果登记费用方面同样要低于化学农药,低成本,高效益[2]。
2 生物农药的使用技术
2.1 根据防治对象选择生物农药品种
就当前农业发展现状来看,所使用的生物农药种类较为繁多,其中主要包括杀菌剂、杀虫剂和微生物代谢产物、抗生素杀虫剂等等,这些生物农药在实际应用中需要结合实际情况进行选择。生物农药并非是简单地利用药剂来杀虫,更不是所有的病虫害均可以有效防治,需要有针对性进行选择,结合病虫害实际情况,选择合适的生物农药,确保病虫害防治效果。如果生物农药选择不合理,将直接影响到病虫害防治效果,甚至可能造成错过最佳的病虫害防治时机。由此不难看出,应科学合理选购生物农药,在实际种植过程中根据不同种类病虫害选择农药,确保治理成效满足实际要求[3]。
2.2 根据防治对象选择用药时间
在病虫害防治中,生物农药是否能够发挥原本功效,一个关键性因素在于生物农药用药时间的选择。用药期间需要根据病虫害发育期和生长进度来选择生物农药品种,病虫害不同发病期对于生物药剂的敏感程度存在明显差异,诸如在病虫防治工作中,由于幼虫自身的抗药能力较弱,最好是在害虫幼虫期间施药,充分发挥生物农药的作用,尽可能提升病虫害防治成效,创造更大的经济效益[4]。
2.3 根据防治对象适量用药
在病虫害防治中,生物农药的用量选择尤为关键,需要根据商品上的介绍来使用,控制好药品的使用量,不能随意地减少或者增加,任何一种情况都可能对病虫害防治效果产生影响,需要予以高度重视。
2.4 根据防治对象选择正确的施用方法
随着生物农药在病虫害防治中的广泛应用,生物农药品种和生物农药剂型种类也在逐渐增加,在实际应用中,应该充分了解和掌握生物农药的特性,根据防治对象的特性、气候条件和农作物长势等等因素选择合适的生物剂型,更为灵活地施用药物,确保生物农药施用效果[5]。
2.5 均匀施药
生物农药在实际应用中,由于自身属于触杀,传导作用不突出,所以在施药中需要充分结合防治对象特性均匀给药,采用常量喷雾方式,尽可能让农作物的叶片两面均能接触到农药。在粉剂施用中应该尽可能地选择在田间早晚时期,农作物上露水较大,可以帮助农作物吸收药粉,提高生物农药使用成效。更为重要的是,在大风天停止喷药,主要是由于风力作用下很容易影响到农作物叶片上的药物附着和吸收,防治药物浪费,提升防治成效。
2.6 与化学农药混合使用
生物农药在施用中,应该选择针对性更强的生物农药,为了提升防治成效,可以将其同化学农药混合使用,进一步扩大防治成效,提高病虫害防治效果。将生物农药和阿维菌素低毒副作用的化学农药混合使用,防治效果更为突出,药物见效更快,创造更大的经济效益。
2.7 安全使用生物农药
生物农药在施用中,由于自身特性并不会对人畜身体产生毒副影响,但是如果生物农药用量和用法不当,同样会对人畜身体健康产生影响,严重情况下可能出现中毒现象。故此,在生物农药使用中,应该提高药物施用安全性重视程度,严格遵循生物农药施用标准和要求,在保证农作物病虫害防治成效的同时,尽可能降低生物农药带来的毒副作用。此外,更为重要的是,生物农药的保管工作同样尤为重要,生物农药的药效发挥最佳温度在25 ℃~30 ℃之间,所以,做好农药的保管工作,有助于生物农药药效发挥,提升防治效果。
3 结语
综上所述,在农作物病虫害防治中应用生物农药,需要注意的是,根据防治对象选择正确的生物农药用量和用法,相较于传统的化学农药而言,能够有效降低对环境的污染,获得更为突出的防治成效,值得在病虫害防治工作中推广和应用。
参考文献
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篇2
中图分类号:R19
文献标识码:B
生物技术是一门应用生物科学研究成果增加生物制品数量、提高质量,从而满足人类日益增长需求的技术。近年来,生物技术在农业、医药卫生等领域均取得了突飞猛进的进展,特别是在制药产业中的应用已成为最活跃、发展最快领域。这就要求药学专业学生要有生物技术制药相关的知识,而中医药院校药学专业有自身特点,如何提高生物技术制药课程的教学效果,培养具有生物技术理论和实践能力的药学人才是我们所需要解决的问题。笔者在教学过程中进行了一些探索,并取得了一定的效果。
1 中医药院校药学专业特点对《生物技术制药》课程教学的要求
中医药院校药学专业在生物技术相关课程的设置上相对较为薄弱,如基因工程、细胞生物学、遗传学等。而生物技术制药课程涉及到这些相关的基础课程,着重讨论的是应用基因工程、抗体工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等技术研制新药。所以需要在教学过程中补充相关的生物技术的基本理论,同时还要突出“生物技术”和“药学”的结合,如生物技术药物制剂、质量控制的方法和特点。这就要求教师在教学过程中既需要深入浅出的阐述生物技术相关原理,更需要强调药学的相关内容,重点是生物技术在药物研发和生产中的应用。
2 在教学内容方面的探索
2.1加强生物技术基本理论的内容:如何在较短课时限制下加深学生对生物技术基本理论的理解是教师面临的一个难题。笔者在教学过程中以生物技术制药的具体实例为线索,在其中穿插介绍涉及的相关基本理论。如在基因工程制药中以干扰素生产为例,介绍引物设计的方法、聚合酶链式反应原理、限制性内切酶以及和表达调控相关的操作子等相关理论。通过这种方法,加强了学生对整个基因工程药物生产过程的理解。
2.2加强和药学相关学科的联系Ⅲ:生物技术制药的目的是最终获得用于疾病治疗和预防的药物,这就需要药学相关学科的支持,如药剂学、药理学、药物分析、药物化学等。因此,笔者在教学过程中,结合通过生物技术获得医药品的特点,引导学生复习相关学科知识,加深学生对本课程内容的理解,提高教学效率。如在讲解基因工程药物稳定性考察时,联系药剂学中药物常用的稳定性考察方法,通过对比基因工程药物和化学药物结构特点,引出基因工程药物稳定性需从其纯度、生物活性等多方面综合考察,而不能简单采用药剂学中介绍的Arrhenius动力学方程测定。
2.3结合中医药院校特点加强部分内容的讲解:结合本校药学专业特点,学生有中药学基础且对中药普遍感兴趣,而利用生物技术保护中药材以及大量获得中药中活性成分也是生物技术制药的一个研究方向。在本课程教学过程中,加强植物细胞工程制药部分的讲解,使学生掌握利用植物细胞,组织培养物获得有用次级代谢产物原理及生产过程,学生反应良好。
3 教学方法的探索
3.1营造互动式教学环境:在教学过程中,通过给与学生预留与课程相关的题目,引导学生复习药学相关内容以及生物技术相关背景知识,让学生带着问题进入课堂。在课堂上给予学生更多的机会参与教学过程,使课堂气氛活跃。调动学生学习的积极性和主动性。在此过程中及时掌握学生对知识点的理解程度及其薄弱点,在此基础上调整教学内容,教学效果良好。
3.2采用多媒体方式使教学内容生动、形象:生物技术制药是一门综合性和实践性很强的学科,涉及多门基础学科。然而,在传统教学过程中,仅用传统的板书教学手段难以提供足够的信息量,同时讲解过程缺乏直观性和形象性。而多媒体教学可将图片、文字、影像等整合在一起,将原本抽象、枯燥的讲授变成生动有趣、图文并茂的讲授,从而加深学生的理解。在备课过程中收集各种生物技术制药相关的素材,如图片、动画、影像资料。如在介绍RT-PCR法获得目的基因时,通过播放Flas,加深学生对此知识的理解。
3.3将实验教学融入理论教学中:生物技术制药的实验具有时间长、联系性强等特点,而目前完全开展相关实验有一定的难度。如在基因工程制药这一章,试验内容包括目的基因的获得、DNA重组、重组质粒的转化、目的蛋白的表达纯化。笔者尝试将实验教学融入理论教学,在课程中播放实验的多媒体录像,并在此过程中穿插对学生的提问,引导学生联系相关基本理论,使这些抽象的理论变得形象化,加深学生对理论的理解,同时也培养了学生的观察、分析和解决实践问题的能力。
篇3
我们需要在教学过程中补充与生物技术制药相关课程的理论知识,这就要求教师在教学过程中既要阐述生物技术相关原理,更要强调制药学的相关内容,该课程的重点是生物技术在药物研发和生产中的应用。现代药学专业必不可少的课程现代药学专业与生物技术密切相连,据不完全统计,全球应用生物技术制备的各种药物已超过150多种(不包括血液制品),全世界3亿多人从这些药物和疫苗中受益。近年来,传统的化学制药已经逐渐向新型的生物制药转变,而生物技术制药研究制药工业中所涉及的相关生物技术,成已为广大药学工作者关注并且发展成为一门新型学科。生物技术制药这门课程就是在这种背景下开设的一门新的专业基础课,其对药学专业学生的重要性不言而喻,是现代药学专业必不可少的课程。这就要求教师在教学过程中及时掌握知识的前沿性,把握生物技术知识的难点与重点,尤其要让学生透彻理解生物技术与药学之间的密切关联。
生物技术制药教学内容改革初步探讨
随着科技的不断进步,尤其是生命科学知识爆炸式的增长,生物技术制药的内容也在不断翻新,教科书的内容不断增加,因此在讲授相关的教学内容也应该不断更新、变革,加速新型药学人才的培养。在教学中不断更新药学相关学科知识生物技术制药最终目的是通过生物学方法获取预防和治疗疾病的药物,其主要以基因工程、细胞工程、抗体工程、酶工程和发酵工程为基础,其中涉及细胞生物学、生物化学、免疫学等生物学科以及药剂学、药理学、药物分析等药学学科。因此,在讲授生物技术制药课程时,要不断更新药学相关学科与生物技术的密切联系,以及与生物技术制药相关的药学学科的内容与应用。笔者每年在讲授基因工程制药时,每次都强调最新的药剂学、药理学等药学学科知识在基因工程药物的特点、原理及应用,并且每次都增加一些新的基因工程药物及其治疗的新出现的疾病,让每届学生都能及时掌握与药学相关的新知识。2.2在教学中不断更新最新生物技术制药知识生物技术制药技术发展日新月异,而教材一般是2-3年更换一次,因此仅依靠教材很难及时把最新的生物技术制药知识传授给学生。为了使学生能更好地了解生物技术制药研究的最新进展,同时培养学生自学的兴趣与能力,笔者通过查阅大量文献,每次讲课都通过制作PowerPoint向同学们讲解最新的生物技术制药知识。比如2007年讲授基因芯片技术在药学的应用,2008年讲授转基因药物,2009年讲授基因条形码可视化筛选药物靶标技术等。在教学中及时更新生物技术学科前沿进展学生在学习知识的同时,还需要及时掌握最新的相关学科的前沿知识。生物技术和制药技术的发展迅猛,为了让学生及时了解本学科的前沿知识,必须不断更新教学内容,把最新的知识引入教学中。笔者在教学过程中,在以高等教育出版社出版的《生物技术制药》为教材的基础上,每年都查阅最新文献便于扩展补充生物技术学科的最新前沿进展。如在教学内容中补充了转基因动物植物制药、基因芯片筛选药物靶点、生物信息学、药物基因组学、药学蛋白质组学等。通过在教学中对新知识的不断补充,让学生及时了解生物技术制药的前沿,在拓展学生知识面的同时,也加深了学生对学科重要性的认识,从而调动了学生的学习兴趣并培养了学生的创新能力。
生物技术制药教学方法改革初步探讨
生物技术制药行业发展迅速,因此教育工作也需要与时俱进。我们在教学实践中结合药学专业特点,对生物技术制药教学方法进行了一些探索。理论课:签字式教学法、PBL教学法及多媒体教学法相结合签字式教学法,即教师给每位学生一张项目签字单,把要讲的课程分成按教学大纲的内容分成若干个片段,每个片段都有其教学的重点和难点,以及要掌握或要理解的知识点,学生自己找时间地点进行学习[3]。PBL(problem-basedlearn-ing)教学首先以学生对该课程的某些教学难点提出问题,老师则以问题为中心、以问题为基础的讨论式教学和启发式教学[4]。而多媒体教学能够将现代临床微生物学中的某些难懂的、抽象的教学内容以图形、表格、文字、声音、动画、视频等多种形式表现出来,使学生更容易理解和接受。笔者在2006届药学学生中,尝试了将这三种教学方法相结合的新的教学方法。首先采用签字式教学法,把签字单及教学大纲发给学生,让学生自己学习,同时每隔一段时间检查签字单。当学期过半时,通过班长,让学生对自己不懂的地方提出问题。我们把学生的问题进行汇总,统计分析,然后集中3节课把学生有问题的知识点侧重讲解,同时把难以理解的地方全部做成多媒体,让学生通过图片、图形、表格、动画、视频等加深理解知识,达到激发学生的学习兴趣,提高学生学习主动性和研讨能力,培养其团队协作精神。再对学生的问题进行追踪,及时关注学生掌握知识情况。在最后的考核中,学生总体成绩相比2005届略有提升,高分学生数量减少,但大部分学生都集中在70-80分数段,而且不及格学生明显少于2005届学生,同时学生的反馈很好,对所学知识的掌握也很牢固。说明这种方法利用学生对生物技术制药知识的理解,能够提高学生学习的主动性。实验课:启发互动式实验教学及推行开放型实验室生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程,涉及大量的相关分子生物学、遗传学等实验,但是生物技术制药实验课教学时间太少,开放时间非常有限,因此药学学生对生物技术不能熟练掌握。而实验教学是生物技术学科培养学生能力的不可缺少的重要环节,生物技术制药实验教学体系的改革探索,不仅将提高学生的实验技术操作水平,而且为学生提供科研创新的平台,培养学生独立分析问题、解决问题的能力,全面促进学生综合素质提高。笔者在实验课上引进了启发式互动教学并在实验原理讲解中加入多媒体课件。启发式互动教学就是在实验课通过不断提问,让学生了解该实验的原理及过程。比如在讲解琼脂糖凝胶电泳时,笔者会提问为什么DNA会跑出不同的条带?为什么电压是影响因素?是不是电压越高越好?把学生引向该实验的原理,让学生更好地学习实验技术。同时在讲解实验原理是时,通过将与实验相关的内容用图片、Flas等展示出来,使生物技术制药的实验教学更具直观性和形象性,可进一步加深学生的理解。如在介绍蓝白筛选技术时,通过播放Flas,加深学生对此知识及技术的理解和掌握。在每一次实验结束后,还要组织学生集体进行实验总结,让每位学生讲述自己在实验过程中的实验现象、遇到的问题以及经验教训,可以使学生更好地巩固实验教学内容,达到预期的实验目的,收到更好的成效。为了加强学生实践能力和创新能力的培养,给学生更多的实践机会,开放型实验室作为实验教学环节的新形式,目前已成为我国高校实验室改革和发展的大趋势[5]。开放型实验室就是在课余时间开放实验室,同时加入一些学生感兴趣或者生物技术含量高的实验,比如基因芯片等技术。学生通过开展这些实验项目,提高了动手能力和分析解决问题的能力,获得了不错的综合教学效果。虽然开放型实验室由于条件的一些限制,具体实行起来会有一些困难,随着教学条件、实验条件的逐步改善,并且对现代微生物学重视程度的加深,开放型实验室教学必将在所有院校施行起来。
篇4
关键字:生物技术制药;应用;研究现状
一、前言
采用现代生物技术人为的创造或者改变自然条件,以微生物或动植物细胞为载体生产医用药物的过程,称为生物技术制药。生物制药的飞速发展在治疗癌症、神经退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、银屑病等方面发挥着重要的作用[1],解决了大量传统药物无法解决的困难。
二、 基因工程制药
2.1 基因工程制药的原理。基因工程制药是指先确定治疗某种疾病的关键性蛋白质,通过获取该蛋白质的编码基因,对其基因进行改造或大规模扩增,然后转入到相应的可以大规模表达的受体细胞中去,在细胞的繁殖过程中大量生产这一药用蛋白的过程。
2.2 基因工程制药的简要流程。基因工程制药的主要流程为[2]:目的基因的获得、组建重组质粒、构建基因工程细胞体、培养工程细胞体、分离纯化表达产物、除菌和质量检测、包装上市。
2.3 基因工程制药的应用。基因工程制药在医药领域最重要的应用是新药的研究开发以及传统药物的改进。主要应用于激素、细胞因子、溶血栓类生理活性物质的生产,抗体和疫苗的生产。例如α-重组人干扰素、白介素、转化生长因子、核酸疫苗、转基因疫苗等。[3]
三、动、植物细胞工程制药
3.1 动物细胞工程制药的相关技术。目前用于生物制药的动物细胞有四类[4]:原代细胞、二倍体细胞系、融合或重组的工程细胞系、转化细胞系。原代细胞指直接取自动物器官的细胞。二倍体细胞系是指取自动物胚胎并经过传代筛选克隆,具有一定特性的细胞。工程细胞系则指通过细胞融合或基因重组,对细胞遗传物质进行改造,使其具有稳定遗传的独特性状的细胞。转化细胞系是由某个转化过程得到的具有很强增殖能力的细胞。
动物细胞工程制药的主要技术有:细胞融合技术、细胞器移植技术、染色体改造技术、转基因技术、细胞大规模培养技术。[5]
3.2 植物细胞工程制药的研究进展。植物细胞工程制药是利用现代生物工程手段对植物细胞体系进行大量培养,并直接获得有用化合物或以其提取物为底物合成其他物质的过程。现今植物细胞工程制药的研究技术主要包括[6]:大规模植物细胞培养生产药用成分、植物生物反应器、细胞级微粉碎加工技术、生物酶解技术、转基因植物生产药物、植物细胞生产有用次级代谢产物。例如[7]通过建立红豆杉细胞系,采用生物反应器培养生产抗癌药物紫杉醇。
3.3 动植物细胞工程制药的应用。我国现阶段细胞工程制药的应用重点在于[8]:人源化抗体的研制和生产、“分子药田”工程、“动物药厂”计划。其中,人源化抗体的研究是利用噬菌体抗体技术、嵌合抗体技术等生产疗效更好,更适合于人使用的单克隆抗体。“分子药田”和“动物药厂”则是利用转基因技术以植物和动物细胞为载体大量生产医用蛋白。
四、抗体制药
4.1 抗体制药技术。抗体制药领域的主要技术有[9]:抗体高通量大规模制备技术、动物细胞表达抗体产品大规模培养技术、人源化抗体的构建及优化技术、抗体工程药物标联及增效技术。高通量大规模制备技术的常见方法是利用杂交瘤快速筛选、工程抗体库和人记忆B细胞,大规模快速高效的制备单克隆抗体。动物细胞表达抗体大规模培养则是利用细胞表达体系和体外翻译系统,生产外源抗体蛋白。人源化抗体则属于基因工程抗体范畴,抗体的亲和力显著提高。抗体药物标联增效则是利用抗体的靶向作用,标记同位素、化学药物或毒素,以提高抗体疗效,降低抗体用量。
4.2 代表性抗体药物。目前出现的具有代表性的抗体药物主要有:抗CD20单抗、抗HER2单抗、抗肿瘤坏死因子单抗、抗VEGF单抗、抗EGFR单抗和抗HAb18G/CD147抗体。
五、酶工程制药
5.1 药用酶的来源。药用酶作为具有催化功能的大分子蛋白质,可以直接从生物体中分离也可以化学合成。但目前最主要的获取方式仍为从生物体中提取以及发酵生产。[10]随着动植物细胞大规模培养技术的发展,通过培养动植物细胞获得药用酶蛋白的方法成为了最主要的手段。
5.2 酶工程制药在医药领域的应用。酶工程制药在疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用。由于酶的高效催化特性,使其有着可靠便捷又迅速地诊断和治疗特点,在临床上广泛应用。酶学诊断包括两方面:一是利用体内原有酶活的变化诊断;二是利用酶反应测定体液中物质含量变化诊断。而在治疗方面则有着各种各样的药用酶类,包括:蛋白酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶、尿激酶等。
酶工程制药在生产方面也有着广泛的应用。例如利用青霉素酰化酶制造半合成青霉素和头孢霉素、利用β―酪氨酸酶制造多巴等。酶工程制药在分析检测方面的应用则包括酶法检测和酶法分析。
六、总结
随着生物技术的发展以及生物技术制药在应用方面的深入研究,生物技术药物将不仅仅局限于“疑难杂症”的治疗,其使用的广泛性和普遍性将得到大大提高。各种生物技术药品的发展成熟将极大地改善人类的生活水平和对疾病的治疗能力。
参考文献:
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篇5
1《生物技术制药》进行双语教学的重要性
《生物技术制药》是制药工程和药学专业的一门主干课程。生物技术制药是采用现代生物技术,利用生物体作为生物反应器,按照人们的要求来生产所需的医药产品的高新制药方式。基因工程干扰素、基因工程甲流疫苗、基因工程乙肝疫苗、重组人肿瘤坏死因子、抗癌中药紫杉醇的生产技术等等都是生物技术制药的杰出成果。在人类与病毒及各种疾病的斗争中,生物技术制药的巨大作用和优势日益突现,生物技术制药已被公认为是最有发展前景的制药方法,也是国家提出的新兴战略产业-生物医药产业的重要组成成分[5,6]。近年来,随着生物药物发展的突飞猛进,生物技术制药的新理论、新技术层出不穷[7,8],给课程教学带来挑战;同时由于生物技术在医药领域获得了越来越广泛的应用,生物药物的种类和数量迅速增加[9],教学中需要不断补充新知识和新内容;另外,目前我国制药工业的研发和生产与国外相比,仍存在较大差距[10],其中一个原因就是我国的制药工程学科的教育与国外相比还存在着很大的差距。因此,为了更好地学习先进的生物制药知识与理念,拓宽学生的知识面,加快我国医药产业的进一步发展,在生物制药工程专业开展双语教学是十分必要的。
2《生物技术制药》进行双语教学的课程教材和师资力量的建设
2.1课程教材的建设在双语教学中,我们以外国原版教材为基础,编写适合制药工程专业本科生的《生物技术制药双语教程》和教学参考资料。我们选用国外生物技术制药优秀教材:2007年出版的由DaanJ.A.Crommelin,RobertD.Sindelar和BerndMei-bohm主编PharmaceuticalBiotechnology:FundamentalsandAppli-cations(生物技术制药:基础和应用)和RodneyJ.Y.HO主编的Biotechnologyandbiopharmaceuticalstransformingproteinsandgenesintodrugs(生物技术和生物药物,从蛋白和基因到药物)。国外教材突出的特点是实用性较强,而这一点恰恰是多年来中国教材中的薄弱环节。国外教材中还配以各种案例,通过对案例的分析,能提高学生的分析问题、解决问题的能力,使学生能把学到的东西应用到实际工作中去。
2.2师资力量的建设在师资力量上,本课程的授课教师均是本专业具有高级职称并具有海外留学背景的教师担任。另外,我校建立了双语教学培训班,定期派遣青年教师到英语国家进行学习。这些长期活跃在科研第一线和留学归来的教师,是我们进行双语教学的骨干力量。
3《生物技术制药》进行双语教学的教学方法
与双语教学这种授课模式相对应,我们在授课过程采用适合的教学方法。
3.1多媒体教学在双语教学中,授课对象是大三的本科学生,授课方式主要采用多媒体教学。由于《生物技术制药》是实践性较强的一门课程,课件中将理论和操作技术多采用视频和Flas展示。这样就使所讲的内容通俗易懂,易于学生理解记忆,激发学生兴趣。在授课过程中,采用英语讲解配合英文幻灯片的模式。对于难度较大的知识面,教师会辅以适当的中文讲解。
3.2小组讨论由学生自由组合,分成若干个小组。教师根据学生情况,设定几个题目,让学生自己收集双语材料进行课后讨论。讨论后鼓励各组学生代表用英语发言,教师进行归纳总结,并进行评选。这样做,学生将主动学习并收集学习资料,拓宽了理论知识和英语的广度和深度。
3.3开辟双语教学网站将授课课件提前在网上公布,可帮助学生预习生词、了解教师讲解线索和重点内容,培养学生的学习兴趣。同时在网站的论坛上,学生还可及时地进行交流和提问,教师将给予解答。
3.4成绩考核体系采用了结构化评分方法对学生进行课程考核,即总成绩由多部分组成:课后小组讨论占20%,多种形式的平时测试占30%,期末考试占50%。
4《生物技术制药》进行双语教学在学生中的问卷调查和效果
评价我们通过以上教学方法,对我校制药工程和药学专业本科生进行问卷调查,调查《生物技术制药》进行双语教学的认同率、授课内容、教学方法、以及教学效果评价等。发放187份调查表并全部收回,有效份数185份,占98.9%。调查结果表明,95.2%的学生认为有必要进行双语教学方法,认为一般的占1.5%,认为没必要的仅占1.7%。这个结果说明,绝大部分学生已经认可了在《生物技术制药》课程进行双语教学这种教学模式。
4.1《生物技术制药》进行双语教学授课内容的选择为了确定双语教学可用于《生物技术制药》的具体章节,我们对其进行了调查。结果(见表1)表明,除概论外,其余的章节,如基因工程制药、细胞制药、酶工程制药、发酵工程制药、抗体工程药物、基因治疗、转基因动物与生物反应器等学生赞成使用双语教学。概论部分,可能是学生刚接触双语教学,对课程内容不熟悉,并且概念和进展内容较多。因此,在概论的讲授中,我们将在进行英文幻灯片放映和英语口授的同时,配以中文讲解其中的概念。
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生物技术制药网络教学现代化教育网络对于当今世界越来越重要,网络教学在高等教育现代化建设中也正发挥着越来越重要的作用。通过网络教学,使学生能在数字化的学习环境下提高学习效率,同时还能够促进高校教师教学观念、教学方法方式的变革,这样才能提高高校学生社会文化与价值的层次,提高他们的学习能力和在信息社会中生存和发展的能力。
生物技术(biotechnology)也叫生物工程,是生物学与分子生物学交叉而成而产生的一门新的学科,同时也为当今世界科学的发展产生重大影响的科学领域。生物技术制药课程是把生物技术(包括基因工程,细胞工程,蛋白质工程,酶工程,发酵工程)在药学中的应用相融合的一门专业基础课,其着重研究包括基因工程制药、抗体工程制药、酶工程制药、发酵工程制药在内前沿技术研制新药的原理、方法、技术路线及应用前景等。课程涉及的知识面广、内容多、技术新,而且更新速度快。
网络教学平台建设会成为高校教研教改的一项重要内容,本文主要探讨了为适应现代化教育的发展要求,利用生物技术知识面广、更新快等特点,将生物技术制药课程进行网络课程平台建设同时初步探讨网络建设的必要性,希望以此加快学校信息化建设的步伐。
一、网络教学平台建设的重要性
所谓网络教学,是指通过网络数据库及相关教学软件系统,为教学提供全面支持服务;学生只要在网络存在的环境,就可以进行相关学科的学习甚至考试。网络教学的整体功能支持以及资源环境是网络资源得以体现的前提和必要性,它直接影响到学生能否在其所构建的网络数据环境中顺利的进行学习及测试。构建优秀的网络教学可以消减老师及学生使用时的条件障碍,将更多的精力专注于学习过程中。对网络教学进行实用性、快捷性、功能性评估,可以发现其存在的某些障碍性问题,有利于界面及功能改进,同时改善师生的用户体验效率,从而提高学生学习的效率。
目前,网络技术在生活的各个方面都在不断深入,在教育中更是的应用广泛。传统的教育模式由于教师和学生在空间上的距离,产生了以教师教学为中心学生被动学习的教学模式,这样学习的效果并不好;新的教学模式必须以学生为中心,教师教学方法、教学内容、教学手段等所有的教学资源与活动都必须围绕学生学习来进行优化配置,教师不仅仅是知识的唯一源泉,学生可以通过网络获得知识;但是,也不能抹杀教师的教导作用,教师的任务是指导学生如何从网络获取正确的信息,以及帮助学生解决学习过程中出现的技术性问题,最终培养学生养成一套有效的学习方法和解决实际问题的方法。
二、生物技术制药的特点
1.多学科交叉的综合课程
生物技术制药的发展经历的漫长的时间,从最早的发酵工程、酶工程到本世纪新兴学科蛋白质工程、基因工程,其覆盖面很广,应用更为广泛。生物技术制药通过生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、物理化学、药学等科学的基本原理和方法构成进行新型生物药物的制造,对于当代药学专业学生是必备课程。但是,各高校的药学专业开设时间较短,生物技术制药相关课程的设置上相对薄弱,以作者学校为例,仅开设了药学基因组学、药学分子生物学、生物化学、微生物药物学等少数相关课程,还有很多相关学科课程则根本没有涉及。因此,我们需要在教学过程中补充与生物技术制药相关课程的理论知识,这就要求教师在教学过程中既要阐述生物技术相关原理,更要强调制药学的相关内容。因此学生在进行学习的过程中可能分不清重点,同时因为基础薄弱,知识面窄而学习困难。通过网络平台,学生可以学习相关的基础学科,可以温习之前学过的相关学科,从而提高学习生物技术制药课程的兴趣,降低学习难度。
2.课程涉及的知识面广、内容多、技术新,而且更新速度快
由于生物制药技术的急速发展,教学内容不断更新,为了让学生能及时了解本学科的前沿知识,教师应把最新的知识、技术等内容每年都要加入教学中。作者在教学过程中,在以高等教育出版社出版的《生物技术制药》为教材的基础上,查阅文献便于扩展补充新知识。如在网络教学内容中补充了转基因动物制药、海洋生物技术制药、生物技术研发靶向药物、人类基因组学、代谢基因组学和药物基因组学等专题。在网络教学中不断补充前沿知识,让学生拓展知识面,同时也加深了学生对学科重要性的认识,从而调动了学生的学习兴趣并培养了学生的创新能力。
三、生物技术制药课程网络教学平台的建设
1.做好网络课程课件和素材的充分准备。搞好课程网络教学的前提和基础是优秀课件和素材的准备,因此,一方面,要购置一些研制好的生物技术制药课程优秀课件,另一方面,要结合教学实际自行开发研制相关课件。要根据生物技术制药课程内容特点研制、使用视频课件和素材课件。网络课程的主讲教师负责课程的设计和开发工作。另外,网络课程要有一支结构合理的教学梯队及其辅导队伍。鼓励和支持在校研究生从事本科教学和实验辅导工作。
2.以分类指导的方式,对生物技术制药课程教师进行网络教学培训。一方面,对网络课程教师进行思想上的动员,帮助他们树立现代教育理念,转变观念,提高认识,积极研究和运用现代教育技术和手段;另一方面,组织有条件、有积极性的教师进行专门培训,学习相关教学课件的制作和网络教学平台的使用。
3.要合理安排网络课程,充分利用现有网络资源和电脑资源,为准备学习生物技术相关内容的学生创造充足和便利的上网条件。
4.建立网络教学评估考核体系,对生物技术制药教师教学和学生学习都能够有效监控和评估。通过在线测试,以及考试结果来了解学生对学习材料的掌握情况。
5.加大生物技术制药网络课程数据库和网页资源建设。我们可以通过在学校网站主页的相关位置,设置网络连接,使学生只要有网络就可学习、测试,这样就不拘泥于空间和时间的限制。学生在网络教学的同时,也可以通过网络进行相关知识的查询学习,学生的学习空间、时间概念大变,网络教学是立体多维的。
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明确人才培养目标,优化人才培养方案,建立以生物技术为基础多方向发展的生物技术复合型人才培养体系
生物技术专业培养的是适应社会主义现代化建设需要的,具有一定的知识广度与深度、专业技能扎实、实践能力强、综合素质好,在农业、医药、化工、食品、环保等行业从事与生物技术有关的生产管理、技术开发与应用研究等工作的高素质复合型应用人才。因此,在人才培养过程中应该特别强调学生不仅具有坚实的专业理论基础,熟练掌握基本实验技能,而且要具有较强的社会实践能力和开阔的知识视野,具有一定的创新能力和创业精神[2]。围绕上述人才培养目标,在培养方案建设时特别强调“加强基础,注重实践,分流培养”。加强基础主要是加强人文社科类综合基础、理科平台基础和生物技术相关基础课的教育。注重实践主要是强调对学生实践技能的培训,整个实践教学的比重大大增强,实践教学学时数占到总学时数的42%;实践教学环节不仅包括了基础实验课程、综合实验课程、毕业论文设计,而且还强调到企业进行实训和实习,以满足学生在产学研结构链上的锻炼。分流培养是发挥四川大学理、工、医交叉融合办学的特点与优势,在统一的基础教育基础上,实行专业分流培养。根据学院的实际情况及社会对生物技术人才的具体需求,我院在生物技术专业设立了3个培养方向:生物技术基础方向、生物制药方向及生物化工方向,学生可根据自己的兴趣与专长在上三年级时自由选择其中一个方向进入专业课的学习阶段。在新的人才培养方案指导下我们重建了课程体系,力求体现出以下特点:基础课程板块,突出“宽”的特征,使学生有坚实的数理化基础及宽厚的生物学基础、药学基础、化工基础;专业必修课板块则要考虑学科交叉、融合的特点,不仅开设了生物技术的相关基础课,还增设了生物化工、生物制药、天然药物化学等课程。此外还开设丰富多样的专业选修课程,包括生物医药类、化工类、管理类等课程,以此拓宽学生的学识范围,培养复合型应用人才(见图1)。
以学科建设为支撑,积极推进课程改革和教学内容改革,实现科教融合的教学方式
以生命学院、药学院、化工学院为依托的生物技术专业拥有3个国家重点学科:植物学、遗传学、药剂学,以及一个创新药物与中药现代化研究交叉学科建设点。拥有国家“211工程”重点建设学科I期:资源生物学;II期:生物技术与生物资源的保护及利用。在生物技术专业建设的过程中充分利用这些学科优势与特点,对课程内容进行了深入的改革与整合。我们要求所有任课教师有意识地、有针对性地引导学生既要专注本学科领域内知识的掌握运用与发展,又要放宽视野,关注相关学科的基本理论及发展的趋势,力求教学内容符合新世纪对生物技术复合型应用人才培养的要求。鼓励教师积极开展教学方法的改革与研讨,开展具有特色与创新性的教学改革思路与举措的探索。学院积极组织教师申报各级教学研究与改革项目,并给予相应的经费配套支持。近几年本专业教师围绕生物技术专业建设成功申报了20余项国家与省部级教研教改课题,如“生物技术跨学科人才培养模式创新示范区建设”,“生物技术特色专业建设”等,发表了近40篇教学研究论文,其中植物生物学、细胞生物学、普通生物学获得国家级精品课程称号,另有省级精品课程10门。生物技术是实验科学,通过实验训练提高学生的科研素质及分析问题与解决问题的能力,是培养高质量生物技术人才的关键之一,生物技术专业建设的一个重要内容是对本专业实验教学体系的改革。我们淘汰了落后的实验,适量减少了验证性实验,增设了综合性、研究性、设计性实验。同时我们还强调将成熟的科研成果转化为实验内容,如油菜Toc33基因的克隆为国家自然科学基金项目的研究成果,引入分子生物学实验课程,通过该实验学生掌握了分子生物学的质粒提取、基因组DNA制备、PCR、电泳、DNA分子重组、遗传转化、重组子筛选鉴定、测序和生物信息分析等基本技术。再如以高原植物狼毒为研究对象的天然生物杀虫剂的研究是科技部支撑计划项目,该项目的部分研究成果引入到天然产物分离制备技术实验课程中,使学生掌握了天然产物从分离制备到纯度鉴定及性质分析所涉及的一系列实验技术,这种综合设计型实验项目比单个的验证实验更能激发学生实验的兴趣,同时还让学生获得了近似于科研工作的综合性训练。
构建卓有成效的师资培训与人才引进机制,优化师资队伍结构
教学质量是高校的生命线,也是专业赖以生存的基础,而师资队伍的水平高低、学缘结构、学历结构等因素都极大地影响着教学质量。在生物技术专业的建设过程中一方面通过政策保障,让知名教授、博士生导师走上讲台为学生讲授学科基础课和专业基础课;另一方面注重发挥有丰富教学经验的老教师的传、帮、带作用,有计划、有针对性地对青年教师进行教学素养、教学理念、教学方法的指导,促进青年教师的快速成长。学院陆续出台一系列保障师资培训的措施:如提倡和鼓励中青年教师在职攻读博士学位,对于在职攻读学位的教师给予工作量的适当减免;实施教师研修计划,选派拔尖人才、骨干课教师到国内外著名高校、研究机构进行短期和中长期研修,扩大国内国际交流规模,支持教师参加各种国内国际学术会议等等。完善而有保障的师资培训措施,使得中青年教师的业务水平大幅度提高,成为本专业教学中坚力量。近几年,本专业教师中有两人获得国家教学名师奖,1人获得四川省教学名师称号,3人获得校级教学名师称号,另有8人获得校教学优秀奖。在加强中青年骨干教师培训的同时,学院还积极采取有效措施从国内外引进高水平的学术带头人,做到人才培养与引进的有机结合。近几年先后从国外引进了20余位优秀人才,这些高层次人才引进后均承担了多门专业基础课的教学,并开设多个前沿讲座,将学科前沿与专业基础有机地融合,取得了良好的教学效果。除此之外,为满足生物技术特色专业的建设要求,还特别重视“双师型”教师的引进与培养。我们选择具有较高专业理论水平,有较强的教学、科研能力和熟练的专业实践技能,同时还具有一定的组织生产经营和科技推广能力的优秀、成功企业家和创业者作为“双师型”教师为学生开设实践环节教学课和创业实践课。如世界著名生物学家、发明家梁朋博士、四川三叶草生物制药公司创始人及董事长,为本科生讲授生物制药,同时指导本科生科研训练。李伯刚博士,成都地奥集团董事长,为本科生讲授制药企业经营管理,同时指导学生在地奥集团的生产实习。此外,泸州老窖酒业集团总经理张良以及水井坊集团副总经理赖登燡均作为我院兼职教授指导学生的生产实习。
以雄厚而独具特色的科研优势加强实践训练,促进生物技术复合型应用人才的培养
四川大学生命科学学院以西南地区重要植物的资源生物学及可持续利用研究为重点,特别在植物资源保护与利用方向开展了较为深入的研究。近5年,学院年科研经费平均4000余万元,承担了多项“973”“863”以及自然科学基金项目,平均每年发表SCI论文100余篇,学院的科研优势对于学生的实践训练提供了强有力的支撑。实践训练的重要方式之一是对学生进行科研训练,我们充分利用学校雄厚的科研条件和完备的科研平台,如四川大学生物治疗国家重点实验室,生物资源与生态环境教育部重点实验室(生命学院),靶向药物及释药系统教育部重点实验室(药学院)和四川省制药工程与技术重点实验室(化工学院)等7个省级重点实验室,采取科研立项制或科研参与制对学生开展科研训练。同时,依托上述国家级、省级重点实验室和“211”“985”科技创新平台以及国家生物科学实验教学示范中心,积极组织学生开展大学生创新性实验计划的实施。形式多样的实践训练取得了良好的人才培养成效,多名生物技术专业的学生在本科阶段与他人合作发表科研论文,其中以第一作者发表SCI论文18篇,并在挑战杯全国大学生创业大赛等多项赛事中获奖。
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【关键词】基因工程 制药产业 现状 思考
中图分类号:R9 文献标识码:B 文章编号:1005-0515(2011)4-237-02
For Pharmaceutical Industry of genetic engineering
【Abstract】 Although the pharmaceutical industry in China started late genes, but after ten years of effort, is now beginning to take shape, and there are still a wide gap between the developed countries. This article describes the characteristics of genetic engineering and the pharmaceutical industry, currently the status quo, analysis of the genetic engineering pharmaceutical industry in the development process and the difficulties faced by the problems and put forward some countermeasures and suggestions.
【Key words】genetic engineering; pharmaceutical industry; the status quo; thinking
基因工程制药是随着DNA 重组技术的发展而发展的。基因工程技术( Genetic engineering) 是现代生物技术的核心, 其快速发展, 使得融入了包括医学、生物学、化学和物理学等多学科最新研究成果的生物制药也已成为近些年来发展虽快的高新技术产业之一。不断研制成功并投放市场的生物技术药品和诊断试剂在为人们诊病、治病的同时, 更给人们带来了攻克和治愈各种疑难疾病的希望。基因工程制药已经成为利用现代生物技术生产的最重要的产品, 并成为衡量一个国家现代生物技术发展水平的一个最重要的标志, 生物制药已成为制药业中发展最快和技术含量最高的领域[1]。从1982 年第一个新生物技术药物基因重组人胰岛素上市至今, 生物制药产业只有20 余年历史, 约有100 余种产品, 但这些产品在治疗肾性贫血、白细胞减少、癌症、器官移植排斥、类风湿关节炎、糖尿病、矮小症、心肌梗死、乙肝、丙肝、多发性硬皮病、不孕症、粘多糖病、法布莱氏病、囊性纤维化、血友病、银屑病和脓毒症等, 在很多领域特别是疑难病症上, 起到了传统化学药物难以达到的作用。本文简要介绍以基因工程蛋白质药物为主的基因工程制药的概况。
1 基因工程产业化过程中存在的问题
1.1 重复投资,缺乏创新
90 年代以来涉及基因工程药物的企业大量涌起,但大多是仿制,很少拥有独立知识产权的药品。基因工程制药企业往往是多家生产一种产品,造成不良竞争,企业也得不到合理的利润,故对产品的研发投入更不上,很难进入良性发展轨道。
1.2 开发能力落后
我国在生物技术“上游”已与国外差距缩小,但“下游”技术仍有很大差距,如工艺设备、分析仪器主要依赖进口。又如高产率的分离纯化处理工艺,蛋白产品的稳定性及制剂的配方,高质量的控制鉴别和测试,执行GMP 的操作规范等方法,都与国际水平存在差距。
1.3 融资困难,资金不足
基因工程制药产业是 高科技产业,具有高投入,高风险的特点,目前其资金的主要来源还是银行贷款。这种单一的融资渠道,使的企业资金不足,很难拥有竞争力。
2 增强生物基因制药产业价值的发展思路
通过上述分析, 我们可以了解到,生物基因制药产业的产业链发展不完善,产业化水平较低。基于网络效应与互补性理论对生物基因制药产业的分析,本文提出以下增强生物基因制药产业价值的发展思路。
2.1 加快技术创新与技术互补提高产业化水平
由于一种生物基因药物的从研发到上市一般情况下需要5-10 年的时间,而药品的专利期为20 年, 在基因药物的研发期间,需要投入大量的成本,而且成功率较小,风险较大,因此制药公司都努力使企业的研发成本降到最低,为了达到这种效果,制药公司可以和学校进行产学研结合,技术互补,联合协作,形成战略联盟,加快药物的开发进程,使药物尽快上市,实现产品价值。
2.2 采取多种互补营销形式,做大企业规模
目前生物基因制药企业大部分为中小型企业, 生产规模和经济效益无法与国内外大公司抗衡, 面对这种现状, 要采取一定措施, 进行优势资源互补,扶持现有优势企业做大做强。采取市场互补性营销方案, 通过重点医药企业相互合作,实现市场的发展和繁荣。加大吸引外资力度, 与国际跨国公司进行战略联盟, 依靠其雄厚的资金和先进的管理经验,提升研发技术水平,提高产品质量和竞争力[2]。利用资源互补,加大对医药工业园的支持力度, 吸引产业链中各环节强势企业进驻医药产业, 调整生物基因制药产业结构, 发挥医药工业园的聚集作用和集群效应, 加速基因制药产业链的孵化与构建, 以增强生物基因制药产业价值创造能力。
2.3 加大R& D 的投入, 建立科研成果快速转化的机制
是否具有研究、开发能力是衡量医药企业竞争力的重要因素。, 药品知识产权保护是我们面临的严峻问题。因此, 鼓励技术创新, 加大R& D 的投入, 提高科研开发人员的积极性, 建立一支具有较强实力的药物创新、研发队伍显得非常紧迫。在研发方面, 应注重与世界各地的高科技人才的合作, 借助外脑, 进行虚拟研发; 在政府的支持与投入下, 与科研机构合作, 扩大资金、技术实力, 集中优势资源, 建立多学科参与、多部门合作的创新体系; 建立科研成果转化机制, 缩短药品开发周期, 提高开发效率, 形成一种集产、学、研、商和风险投资为一体多赢的研究与开发局面。美国、德国政府立法规定企业每年R& D 投入不能低于年销售额的3%, 且用于R& D的费用均免征税收[3]。我国也应颁布类似的法令和优惠政策, 强制并鼓励企业创新。
2.4 制定人才发展战略, 加大人力资源的开发
利用力度能否吸收和培养科技人才, 推进企业的技术进步和产品升级, 是企业保持核心竞争力并立于不败之地的关键。据报道, 我国加入WTO 后的第一个星期里, 国外大型公司在北京中关村就挖走了大量国内企业优秀人才。现代市场的竞争, 实质上是人才的竞争[4]。因此, 企业必须树立以人为本、人才至上的观念,建立人才激励机制, 制定人才发展战略, 广招贤才, 引进具有国际先进管理经验的人才和系列项目, 以提高企业的核心竞争力。
2.5 建立风险投资机制
国外的大量实践证明, 风险投资是解决高技术产品商品化、产业化过程中资金困难的有效途径。当前, 我国应营造良好的国际风险投资环境, 鼓励风险投资, 吸收国外风险投资家进入我国市场, 利用风险投资促进基因工程产业化发展, 从而建立具有国际竞争力的企业集团。同时, 我国应尽快建立适合我国高科技产业发展的融资体制, 解决资金瓶颈问题, 使我国的高科技产业发展步入快车道。
2.6 加大对高新技术企业的优惠政策
利用税收、信贷、土地资源等政策性优惠, 提高企业的创新能力和规模化生产能力, 提高其市场竞争力。加强对国家一类新药的市场保护机制, 将国家一类新药自动列入国家基本用药目录, 优先考虑国家一类新药的各地招标和进入地方/ 医保用药目录, 为我国创新药品的市场发展提供较好的生存条件, 鼓励企业的产品创新。
近两年, 我国科技部生物工程中心组织力量对全国400 多家单位和几十家生物技术企业做过一次调查, 在咨询了300 多位海内外专家的基础上, 置定了21 世纪初的生物技术发展战略。我国采取的措施主要是立足创新、集成应用、需求向导和重点突破的战略[5]。集成应用一方面集成现有成熟技术, 另一方面是多学科、多领域的集成。要实现这一宏伟的战略目标, 除制定具体对策外, 要走官、产、学、研、资相结合的道路。先建小企业, 慢慢发展壮大。力争在今后10 到15 年之内, 我国生物技术产业的整体水平, 尤其是基因制药水平能步入世界发达国家行列, 而且生物技术产业能够成为国民经济的支柱产业之一。让我们共同努力, 刻苦工作, 迎接具有中国特色的生物技术产业的新纪元。
参考文献
[1] 张木; 魏于全; 医药生物技术研究与产业化进展[J]. 生物工程进展 2002年01期.
[2] 黄早生; 陈家琪; 基因工程在制药领域的应用[J]. 天津药学 2002年05期.
[3] 李哲; 转基因技术在我国生物制药领域的应用与发展[J]. 中国医药技术经济与管理 2008年06期.
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从上世纪90年代开始,许多沿海国家都把开发利用海洋作为基本国策。美、日、英、法、俄等国家分别推出包括开发生命活性物质和海洋药物在内的“海洋生物技术计划”“海洋蓝宝石计划”“海洋生物开发计划”等,投入巨资发展海洋药物及海洋生物技术。全世界范围内已从海洋动植物及微生物中分离得到1.5万多种新型化合物,研发获得了抗肿瘤、抗艾滋病等不同类型的新型海洋药物以及海洋功能保健食品等。
近年来,随着我国海洋生物产业的发展,海洋生物资源高值利用的理念也被广泛应用。国家相继在海洋生物资源高值利用方面进行项目部署,重点关注我国海水养殖产业的品种优化、病害防治、增产增收等产业问题,并取得了一批重要的科技创新成果。
目前,我国海洋经济发展正在推进。在海洋生物活性物质作用机理和重要生物制品开发方面,我国针对海洋药物开发中的生物活性物质作用机理、毒副作用降低和药效增强以及产品高值化开发中的产品设计、构效优化和规模生产技术等关键科学问题,重点开展了自主创新药物的药源技术、新型农用产品的制备工艺、新颖海洋生物产品设计等方面的研究工作。
目前,中国科学院已完成了微波技术制备甲壳低聚糖、壳寡糖的工艺优化,获得了废弃虾蟹壳作为新型生物农药源的资源再利用工艺技术,合成抑菌效果增强的5种壳聚糖新衍生物,并获得了3种微生物制剂;研究建立了具有海洋生物特点的卤素过氧化物酶生物催化体系,为工业应用提供科学依据;获得了海洋贝类活性物质开发新型鲜味增强剂的关键技术,并实现产业化和制订产品企业标准;攻克了海藻多糖胃溶植物空心胶囊的研制及产业化关键技术,获得新型植物胶囊材料并实现产业化。
在海洋微生物活性物质及其组合物合成技术研发方面,我国针对热带海洋微生物的种属选择性培养基和培养条件、难培养分离菌株及稀有菌种菌株的稳定培养和传代技术,微生物发酵液中的微量、难分离成分的分离纯化和结构新颖、复杂的化合物的结构确定,多靶点生物活性成分筛选技术,热带海洋微生物显效化合物的显基因的重组技术和功能代谢酶的表达技术等关键科学问题,重点开展了南海热带海洋微生物的生物学、遗传学、酶学和次生代谢产物的特征研究,探讨微生物活性化合物的代谢机制,开发热带海洋微生物的组合生物合成技术。
海洋生物资源高值利用是海洋领域一个重要的新兴交叉方向,是海洋战略性新兴产业的支柱性主导产业和突破口,是解决制约人类资源短缺等重大问题的必然选择和有效途径。
(选自《中国科学报》2014年4月8日,有删改)
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1组织培养技术
组织培养技术的运用,主要是建立在细胞全能性的基础上,通过人工诱导的方式,使植物组织在无菌状态下能够良好发育,最终发育成为完整的植株。在农业种植中,通过利用组织培养技术,具有以下几个方面的显著特点,它不仅能够使得植物繁殖的速度加快,还能够在有限的时间内,培育出更多的优良植物品种。还能够有效的防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,进而有利于推广良种经济作物的种植。所以,今后在农业种植中值得进一步推广和运用,为了达到更好的运用效果,在农业种植的时候,需要注意以下几个问题:在植物组织培育中,要保证适宜的温度、光照、温度等条件,培养基组成、PH值、渗透压等化学条件也应该满足条件,为组织培养创造良好的条件,另外,在进行初代培养外植体的时候,要做好褐变处理工作。有时候外植体接种后,表面会出现褐变现象,这种现象的出现会影响整个外植体的培养,因此,必须做好处理工作,保证组织培养的质量。
2生物农药的制作
生物农药也是伴随着生物技术的运用而出现的,它是利用生物新陈代谢的产物,作为农药制品的有效成分,改变传统的通过化学手段制作农药的方法,既能够达到杀虫保护农作物的目的,还避免对周围环境造成损害,有利于环境保护。此外,生物农药的运用,还具有良好的使用效果,能够提高植株的耐药性。因此,在农药的制作上,采用生物技术具有良好的效果,对农业种植的影响也是深远的。在基因工程药品当中,许多药品是从生物组织中提取材料生产的。但是材料提取困难,因而药品的价格也比较昂贵。而微生物能够迅速生长,并且容易控制,适用于大规模工业化生产。因此,在生物制药实践中,可以将生物合成相应药物成分的基因导入到微生物细胞当中,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决材料来源困难的问题,还能够进行大规模生产,有利于降低生产成本。
3生物技术在农业种植中运用的展望
在农业种植领域,运用生物技术的优势是十分明显的,但其带来的负面影响也不容忽视。其负面影响主要表现为生物技术存在潜在的安全危险性。由于受到科研水平和人类认识能力的限制,目前人类还没有完全掌握基因技术,将生物技术运用到农业种植存在着一定的危险性,转基因技术可能会对环境造成破坏,可能会影响到生物物种的多样性。此外,转基因还可能会影响到食品安全,对人类的健康潜在一定的危害。今后在生物技术的研究中,应该进一步加强技术攻关,例如,进行光合作用的应用研究,加强生物固氮技术、植物的生物反应器等技术的研究,突破现阶段生物技术发展存在的制约因素,促进生物技术在农业种植当中得到更好的运用。
4结束语