生物技术的发展前景范文

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【关键词】环境生物技术；治理应用；固体废弃物处理

一、引言

环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点，兼有基础科学和应用科学的特点，在环境污染治理中，主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物，是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其处理污染物通常能一步到位，最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面，环境生物技术都发挥着极为重要的作用。

随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展，环境生物技术得到了进一步的开发，研究领域不断扩大，已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展，环境生物技术本身也将更加成熟。

二、环境生物技术

在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。

生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段，通常由一个装有填料的洗涤器（吸收设备）和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器（再生反应器）构成废气从吸收设备底部进入，向上流动，与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触，经传质过程进入液相，再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解，净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入，通入空气充氧，废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程，再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋，吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞，但设备较多，需外加营养，成本较高，对溶解度小的化合物难以处理。

三、环境生物技术在水污染治理中的应用

环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法，通常被称为生化处理方法或生物降解法，以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。

（一）生化处理技术

由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同，生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类，两类生化反应的基本过程如下：好氧降解：有机物＋氧气＋好氧微生物/酶水＋二氧化碳＋无机养分＋能量。厌氧降解：有机物＋厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物＋无机养分＋能量。自20世纪70年代起，就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来，如厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床（AFB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）、厌氧折流板式反应器（ABR）和厌氧序列式反应器（ASBR）等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理，其特点是废水处理和能源回收相结合，但出水水质难以达到直接排放的要求。

（二）生物自然净化技术

生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘（厌氧塘和氧化塘）和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少，运行费用低，但占地面

积大，出水水质不易控制。生物塘以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生植物，利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外，还增加了曝气，以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大，污水停留时间长，处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物（水葫芦、芦苇、水莴苣等），建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统，增强了生物塘的处理功能，促进了水体生物处理技术的发展。

四、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用

利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物，主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场，填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层，在填埋场设置排气口和监测系统，每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤，并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。

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关键词：环境生物技术 污染治理 环境保护 发展前景

中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

环境污染问题是当前世界所面临的四大难题之一，我国也将环保作为基本国策之一，主要应用于环境污染治理的环境生物技术也得到了与时俱进的发展。生物技术作为高新技术之一已经具有悠久的历史，而由环境工程技术与现代生物技术相互结合所形成的新兴学科即环境生物技术只是在上世纪末期才在欧美发达区域萌芽，但其能在短时期内得到飞速的发展，成为了兼具环境效益、经济效益并能有效解决当前复杂环境污染问题的方式之一。环境生物技术的核心是微生物学的过程，其主要研究内容有：污染物微生物的降解技术、环境污染的监控技术、环境友好材料生物的合成技术、污染场地生物的监测技术以及固体废物的强化处理技术等，因此环境生物技术是现代生物技术在环境污染治理、监控以及监测等环节之中的重要应用手段。笔者主要从污染水、废气与固体废弃物的处理与净化、生物监测技术以及化学农药污染清除等方面论述环境生物技术研究进展，并探讨其在相关方面的发展前景。

2 环境生物技术的研究进展

2.1 污水的净化处理

现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂，其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等，微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物，从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术，微生物细胞是固定化酶反应器，运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应；固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合，使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展，对于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外，美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料，还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属，使水净化之后得到循环利用。

2.2 废气的净化处理

气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程，再在液相中利用微生物对其进行吸附降解，而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来，生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合，进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气，控制率高达90%以上；捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫；美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫，都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。

2.3 固体废弃物生物处理技术

固体废弃物主要来源于城市生活、农业生产以及污水处理后的剩余污泥。目前为止，固体废弃物生物处理方式主要有掩埋、囤积、焚烧以及利用生物技术等，其中生物技术能够将固体废弃物进行资源化、无害化以及减量化的处理，培养微生物使废渣转化为含氨基酸及蛋白质的有益物质，从而使其变为有利于农田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一种可分为厌氧发酵法与需氧性堆制法的堆肥方法，厌氧发酵法包括高温生物发酵法以及沼气发酵法，主要是利用厌氧微生物造肥使得固体废弃物无害化；需氧性堆制法是在通气的条件下依靠需氧性微生物活动的高温堆肥方式，例如设置堆肥工厂对城市垃圾废料进行集中处理并使其在高温环境之中进行发酵。

2.4 生物监测技术

传统的环境生物技术的监测方法主要有：利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟，而随着环境生物技术的不断发展与进步，多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中，主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等，这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点，因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。

3 环境生物技术的发展前景

3.1 完善环境污染治理

环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害，并且有效地避免了污染物的多次转移，使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力，因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展，但在深入工程阶段还存在较大的进步空间，活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术，无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外，高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究，并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径，从而为人类生活提供更多能源。

3.2 加强生物检测手段

随着科技的发展进步，环境生物污染的检测应向更全面、更快捷及更灵敏的方向发展，分子生物技术可以分析污染的来源、探索环境污染物质的转化及降解规律以及检测污染致突变的原因，其将在研制开发生物传感器方面发挥强大的作用。生物传感器可以有效地满足对环境实际情况实施连续自动的需求，并可判断环境污染发展的趋势，从而尽早地采取预防措施。

3.3 与其它技术相结合

环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果，与此同时，电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化，还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果，电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术，而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。

4 结语

综上所述，环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时，还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求，环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中，各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动，并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品，并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景，在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。

参考文献：

[1]朱洁.生物技术是人类生活变革的催化剂[J].黑龙江科技信息，2012（2）：34.

[2]布鲁斯・E・瑞特曼.环境生物工程技术的发展前景展望[J].上海师范大学学报，2009（3）：2.

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[4]孟和，宝力高.生物技术专业发展趋势及设想[J].医药杂志，2013（1）：28.

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酶联免疫吸附试验也是一种在现代生物技术之上发展而来的疫病的诊断技术，其英文翻译为Enzymelinkedim-munosorbentassay，因此其英文简称为ELISA，目前主要应用在生物体液的微量物质的检测过程中，具有很好的检测效果。其检测或是诊断的一般过程为，先将抗原或是抗体或是抗原吸附在固相的载体上，然后再对于固相载体进行染色，染色剂采用的是免疫酶，最后根据实际的染色效果进行判断。目前ELISA在猪传染性胃肠炎、牛副结核病、牛传染性鼻气管炎、猪伪狂犬病、蓝舌病等的诊断中已为广泛采用的标准方法。

2现代生物技术与兽药的发展

2.1现代生物技术与疫苗

现代生物技术的核心技术就是DNA重组技术，因此其直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传物质。近些年，克隆技术的不断发展为畜禽类的疫苗的开发和研制奠定了良好的发展基础，疫苗不仅可以减少人类很多疾病的发生率，而且对于畜禽类的疾病预防也会起到很好地作用。基于现代生物技术基础之上的基因疫苗对于当前的兽药的开发以及增加牲畜的免疫抗性是具有极大的可行性和应用前景的。

2.2现代生物技术与生物制药

现代生物技术的一个很重要的方面就是生物制药，这对于兽药的研制也是非常重要而又具有很好的应用价值的。生物制药主要分为两类，天然生物药物和基因工程药物。天然生物药品：这类药物的主要是利用生物体、生物组织或其成分，综合运用微生物学、物理学、药学和生物学的原理与方法制造的用来预防、诊断或治疗的生物制品。基因工程药物：主要是利用重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等。激素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主要的种类。

3结束语

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【关键词】生物技术;食品工业;应用

生物技术能够实现产业、社会、经济和生态效益的统一。食品工业正向着全面深入运用生物工程技术结合设备化、智能化以及低耗高效系统工程的方向发展。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。生物技术生物工程在21世纪发挥了越来越重要的作用，在生物技术快速发展的过程中，生物技术在食品中的应用得到了人们的广泛关注。但同时，生物技术在应用过程中产生的一些安全性问题也需要引起重视。

一生物技术在食品工业中的应用

在食品加工行业，动物和植物是基本的原料。我们知道，如果原料的品质较好，那么它在贮运加工中的性能就较好，且产品质量能够得到保障。生物技术在动植物原料和材料品质的一个重要应用是机械能改良，其本质是通过DNA重组技术，采用DNA分子克隆对蛋白质分子进行定位突变的所谓蛋白质工程。经过该工程处理之后，食品的营养价值更高，食品的加工性能更好，其科学价值极大，且应用前景是非常广阔的。第一，生物技术在动物原料和材料品种改良中的应用。近年来，生物技术在动物原料和材料品种改良的应用发展很快，这种改良对于食品工业发展的推动作用较大。在基因工程中，生产得到的动物生长激素能够使动物的发育和生长速度加快，从而缩短动物的生长周期，改变动物的营养品质。一个典型的案例就是把猪生长激素注入猪的体内，降低猪的脂肪含量，这样就有利于对肉食品质进行优化和改善。又如，在牛乳的加工中，牛奶容易发生沉淀。如果使用基因操作，增加K—酪蛋白编码基因的拷贝和置换，那么就可以使牛奶的磷酸化程度增加，这样就可以使牛奶热稳定性更强，还能防止炼乳凝结现象的产生。第二，生物技术在植物性食品中原料和材料品种改良中的应用。利用基因工程的培育功能，可以使植物的性能更好，比如抗高温、抗病毒、防虫害等。培育少脂肪的油料作物，多蛋白、富含某些营养素等优质主食（大米、小麦等）作物，提高作物的营养成分。当今，很多国家在这方面进行了深入研究。比如，对马铃薯进行基因改造，可使固形物的含量增加；大豆在基因改造之后，可以提高不饱和脂肪酸的比例，从而提升食用油的品质。为了使谷物蛋白质中氨基酸含量更高，生物工程学家可以使用基因工程，提高谷物蛋白的营养价值。这样一来，就可以降低我国农业生产的负担。目前我国已有越来越多的农民不再务农，大量的农田被荒废，其中很大一部分原因是因为农作物生产的效益太低。如果能够对农作物进行基因改造，使单位面积的农作物产量提高，也许能够使该问题得到缓解。第三，生物技术在保健食品中的应用。目前，随着人们对保健食品需求的增加，人参、西洋参、长春花、紫草等植物的细胞培养发展潜力增加。所谓植物细胞培养技术，其本质是一种无菌培养技术。该技术把植物组织、感官或细胞在特质的培养基进行培养，最终得到所需要的生物产品。细胞工程大量控制性的培养技术在免疫球蛋白以及生长激素的生产中应用广泛。在具体的生产过程中，通常是基因工程技术重组分子，对动物细胞进行培养，实现批量生产。

二生物技术在食品工业中的应用前景分析

1.充分利用生物资源，研发新型生物技术产品

在我国轻工业食品的产业发展规划中，未来发展的总目标是要充分利用生物资源研发新型生物技术产品。通过把现代生物技术跟食品技术结合起来，对新型生物技术产品进行研发。其中，重点研究领域包括这几个方面：新酶品种开发及其应用、遗传育种、生物法替代化学合成，生产安全性能更好的食品添加剂；使用生物技术深度加工原料，在这个过程中，需要保障对环境产生的污染最低化。另外，在食品加工产业发展的过程中，我们发现生物技术产物的分离提取水平不高，这也是其中一个瓶颈，因此，我国应当重视这方面技术的研发。另外，在监控生产方面，可研发功能更加完善的生物传感器。

2.生物技术推动经济、生活及应用科学的发展

在对生物技术逐步深入研究的过程中，生物技术对经济和生活中的改变是我们能够感知到的。世界上有很多国家把食品工业中的生物技术作为重点发展对象。在食品资源改造以及生产工艺改良方面，生物技术提供了极大的方便。另外，生物技术在加工产品包装，以及储存和运送、食品检测等领域的应用前景非常广阔。生产基因工程食品从预言变为了现实。在生物技术发展的过程中，为基因重组技术的发展与进步带来了巨大的推动作用。另外，生物技术在全球社会发展重大问题上能够起到积极的作用。比如，粮食短缺问题和生态环境恶化问题在生物技术的帮助下，这些问题正在逐步得到缓解。

3.发展生物技术被国家列入国策是大势所趋

最近几十年来，国外一些发达国家，比如美国、日本等国家的生物技术对经济发展的促进作用是有目共睹的。我国把生物技术作为高新技术中的第一位，对生物技术给予了高度重视。在生物基因工程技术的帮助下，食品更加丰富、更加健康营养，品种更加多。我相信，在不久的将来，生物技术将给食品工业带来巨大的改变。综上，随着生物基因工程的发展，农业将会发生巨大的变化，农业生产能够得到产量更高的粮食作物。在未来，生物技术将增加食品的种类，提高食品的营养价值；在安全性方面，生物技术可以提供对人们更加健康安全的食品；在环境友好方面，生物技术有利于食品工业的长久发展。生物技术在食品工业中的应用范围非常广泛，本文介绍的内容只是冰山一角。*作者单位：张易葳，湖北省宜昌市葛洲坝中学。

参考文献

［1］刘开华，李耕，邬全喜等．现代生物技术在软饮料品质改良中的应用现状与展望［J］．饮料工业，2004（3）

［2］陈美珍，余杰．大豆牛乳多肽饮料的工艺研究［J］．食品工业，2002（2）

［3］汪薇，白卫东，赵文红．生物技术在天然香精香料生产中的应用［J］．中国酿造，2009（9）

［4］毕海丹．生物技术在肉类食品中的应用现状［J］．肉类研究，2009（1）

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[关键词] 生物技术 畜牧兽医 应用

[中图分类号] S8-1 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）01-0242-01

随着DNA重组技术等生物技术的快速发展，生物技术产品被广泛应用于饲料工业、畜禽疾病控制、动物生产等领域，并在其中发挥着巨大的作用，有效的提高了畜禽的生产能力、饲料的产量和质量，减少了畜禽疾病的发生率和死亡率，改善了环境污染。生物技术在畜牧兽医领域中的应用主要有以下几个方面。

一、生物技术在动物育种中的应用

动物育种中广泛应用的生物技术主要有转基因技术、动物克隆技术、DNA重组技术以及胚胎工程技术等等。运用现代生物技术进行分子育种可以有效的改善传统育种方式中的培育周期长等问题，大大的加快了育种的进展，提高了育种的质量。比如，利用生物技术可以把特种功能的基因簇或者是单个基因插入某个生物品种的基因组中，并成功表达，再运用相关的生物技术进行诊断和检测，选择出能够达到预期标准的小组，不仅可以有效的提高育种的准确性，加快育种的速度，还能提高畜牧品种的生产能力和经济性状。

二、生物技术在操纵动物生产中的应用

生物技术操纵动物生产主要表现在运用相关生物技术对动物原有的内在和环境系统进行目的性的干预，使动物机体所达到的新的代谢平衡向人类期望的方向移动。比如，通过生物技术人工合成的生长激素，可以达到和动物天然的生长激素相同的作用，可以有效的促进动物的生长，降低动物的采食量，并且对动物及人类健康都不会产生不良影响，有效的促进了畜牧业的发展。

三、生物技术在防治与诊断动物疫病中的应用

在防治动物疫病方面，运用生物技术培育的基因工程兽用疫苗与常规疫苗的生产相比生产周期更短，疫苗的种类更多，效果更强大，并且降低了由于残毒和污染而造成的生物污染的机率。常见的有预防禽痘病毒的活病毒载体重组疫苗、基因缺失疫苗、核酸疫苗等等。在畜禽疾病诊断方面，随着生物技术发展而产生的限制酶分析法、免疫印迹法、核酸探针法以及聚合酶链反应法等多种分子生物学的诊断方法都是畜禽疾病有效的诊断方法。

四、总结

生物技术是一门神奇而复杂的综合性技术，生物技术应用在畜牧兽医领域中，不论是在动物育种、动物生产、动物疫病的防治与诊断，还是在新生物制品和制剂的研制上，都发挥着重要的作用，生物技术为畜牧兽医领域的发展有着巨大的推动作用。

参考文献

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【关键词】环境污染 生物技术 应用 前景

中图分类号：Q933

1我国生态环境的现状

我国生态环境污染日趋严重，如 “三废”污染、水体污染、土壤污染、废弃塑料和农用地膜污染、农用化肥和农药污染等，造成水资源严重短缺，土地荒漠化日益加剧，森林覆盖率剧减，草场严重退化。生态环境的恶化，时刻威胁着人们的生命财产安全，疾病发病率也迅速提高。因此，必须积极发展高新技术，如现代环保生物技术等，采用防治结合的方式，解决当前的环境危机，维护生态平衡，已迫在眉睫。

2环境生物技术简介

生物技术是建立在生命科学的基础上，通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染，同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用，正衍生出一门新兴的学科与技术，即我们所说的“环境生物技术”，亦称“环境生物工程”。其特点如下：

2.1 实现对污染物的循环利用

对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物，一般都可重新利用。这样，可把污染降到最小程度，不仅可解决长期污染的问题，还实现了对固废的循环利用。

2.2安全可靠、效果明显

利用发酵工程技术治理，产生的物质基本属于稳定无害的物质，常见的包括CO2、水、氮气、甲烷等。并且，多数都是一步到位，无二次污染。因此，该技术既安全、彻底又高效。

2.3简化流程，节约成本

生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂，实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此，绝大部分生物治理对环境条件要求不高，并可就地实施。

3.环境生物技术在三废处理中的应用

3.1在废水处理方面的应用

废水中含有许多有毒有害物质，比如，酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展，现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水，主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为：活性污泥法与生物膜法。目前，采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术，它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法，导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来，从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化酶的方式。对于污水中的多种污染物，均可通过固定化酶或固定化细胞进行治理。国内外有很多这方面的成功案例。

3.2在废气净化方面的应用

废气是近年来重要的污染源之一。如何利用生物技术高效净化废气也成为重要的研究课题。目前采用的方法包括生物过滤、生物洗涤、生物吸附和植物修复法等。常用的生物反应器有生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。根据微生物在废气处理过程中的具体形式，分为两大类：生物吸附法与生物过滤法。前者可治理含胺、酚和乙醛等气体，后者可降解恶臭性废气。植物修复技术是把太阳能作为动力，依靠植物的同化作用达到净化气体的目的。它属于一种绿色技术。现在，全球都有很多成功处理废气的案例。美国利用微生物作用来净化工业恶臭气体，效果明显，且还不会出现二次异臭。德国与荷兰利用生物膜过滤技术可除掉超过90%的硫化氢。我国相关学者也在此方面取得了不错的成果。比如，利用生物膜填料塔处理橡胶再生脱硫过程中产生的低浓度的有机废气，经试验表明，该方法是可行的，若相关条件控制适度，净化效果显著，净化率可超过90%。相比原有的废气处理方法，生物技术法有着很多优势：节约成本、效果好、安全可靠、没有二次污染等。

3.3在处理固废方面的应用

工农业生产、城市建设与日常生活都会产生很多固体废弃物。传统固体废弃物的处理方式，不仅浪费资源能源，还会污染环境。利用生物技术处理城市生活垃圾和农业废弃物，不但可以把这些废弃物变为优质的有机肥料，实现废物的资源化，更有利于生态环境的良性循环。常见的处理方式包括卫生填埋、堆肥和发酵制沼气等。

4.环境生物技术在环境污染修复中的应用

4.1污染土壤的生物修复

随着农业的发展，各种化学杀虫剂、农药被大量使用。而这些农药很多都会残留在土壤中，。尤其是那些极难降解的农药给生态环境造成难以估量的损害。通过相关生物技术处理，可以把这些污染物质进行有效分解，生成水与CO2。不仅不会造成对环境的破坏，还能防止出现二次污染。但是是分解周期较长，不符合农业生产的需求。重金属属于土壤污染中重要的污染物。重金属污染的生物治理机制是：借助生物作用（酶促反应）导致重金属的化学形态改变，将其固定在土壤中，或减轻其毒性。这样，可有效制约重金属在土壤中的移动。通过生物的吸收、代谢作用后，会进一步固定重金属或减小其毒性，从而净化土壤。此外，生物修复污染土壤的过程中，还能提高土壤有机物的数量，调动相关微生物的活性，从而优化土壤生态结构。同时，还能强化对土壤的固定作用，避免土壤受到风蚀、水蚀的破坏，预防水土流失。

4.2.水体生物自然净化技术

环境生物技术中通过植物吸收达到净化水体与土壤的方法被称为生物自然净化技术。分为生物塘与人工湿地两种。前者把太阳能作为初始能源，利用塘中植物的同化作用将水中的污染物吸收掉，从而净化水体。生物塘中可栽植的高效净化植物有水葫芦、芦苇、水莴苣等。同时，还应构建集组合曝气、水生植物、水产养殖一体化复合生态系统，进而提高生物塘的处理能力。后者是通过自然生态系统中的物理、化学、生物等作用达到对水体的净化作用。由于人工湿地处理系统出水水质较好，可用于饮用水源的处理，并且所需成本也比常规处理方法要低。

4.3白色污染的治理

采用生物技术治理可从两方面入手，一是筛选具有降解塑料与农用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分离克隆出带有降解功能的基因，再将其植入到特定的土壤微生物内，如根瘤菌。这样，既能发挥两者各自作用，还有利于加快对塑料垃圾的降解速度。此外，还应重点对预防白色垃圾技术进行攻关与研发。个别微生物可以生成一些高分子化合物，类似于塑料，被称为聚酯。为进一步节约成本、提高产量，人们正致力于通过DNA重组技术，试图改造某些微生物。比如，当前一个重点研究课题就是通过微生物发酵生产聚-β羟基烷酸（PHAs），相关研究人员正试图形成自溶性PHAs生产菌种。通过把PHAs重组菌发酵后，积累数量众多的PHAs，再添加一些信号物质，从而生成裂解蛋白，然后细胞壁被破坏，PHAs析出。即简化PHAs的提取流程，达到节约成本的目的。

4.4降解废水中微量油脂

含油废水属于一种量大面广的污染源。废水中的少量油脂并不能通过原有的物理或化学方法处理掉。上海交大生命科学技术学院和日本日立化成公司合作，从5种活性污泥或土壤中驯化分离出六种菌，分析了它们在低温条件下对低浓度植物类油脂的实际降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，发现两种菌的除油效果很好，除油率高达92.80% 和95.49%，相关特性还有待进一步研究。

4.5化学农药污染的消除

经统计资料显示，每合成一吨农原药需消耗3-4吨化工原料，多余的原料作为未反应物或中间副产物随水排出，每年数百家农药厂排出的废水上亿吨，危害极大。中科院成都生物所经过反复试验，终于找到了解决处理农药（乐果）废水的方法。他们将高效微生物菌种用于SBR设备处理有机农药废水，效果显著，使有机磷转化率达96-99%，其技术指标达到了相关排放标准。一般情况下施用的农药化肥约有80%的残留，特别是难降解的氯代烃类农药，给生态系统带来了极大的滞留危害，必须依赖基因工程构建的高效菌种来进行处理。但要想彻底消除化学农药的污染，还必须全面推广生物农药。生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除草功能的一大类物质的总称，大多是生物体的代谢产物，主要有微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。

5.环境生物技术在环境监测方面的应用

应用在环境监测领域的生物技术主要有以下几种：①监测水质，利用细菌的数量、某些粪便指示菌（大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②检测物质致突变性和致癌性，通常使用鼠伤寒少门氏菌来检验。③通过发光细菌对环境中的毒物进行检测，速度较快。④根据对水中藻类的生长情况测定，对水质进行监测或检测某些物质的毒性。近年来，国际上在这一领域的重点研究对象包括PCR技术（应用聚合酶式反应技术）、核酸探针、生物传感器等。PCR技术可用于当前还无法培养的微生物检测，一般适用于对土壤、水样、沉积物等环境标本的细胞检测。

随着今后技术的不断完善，对于水质的检测，核酸探针与PCR技术极有可能取代现在的常规微生物检测方式。此外，生物酶法具有良好的发展潜力，它适用于快速检测与现场测定。生物传感器具体有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器，通过酶、微生物、抗原、抗体等生物材料作为分子识别元件，从而把外部对其理化特性的影响转化为电磁信号。它可用于对特定污染物的快速检测，并且操作简便、结果精确。

5环境生物技术现状及前景展望

5.1现状

环境生物技术虽有诸多优点，并能有效解决各种污染问题。但实际应用中依然存在种种局限：

①反应速度较慢，并且需要大型的反应器，需占用过多的土地面积。

②对于原水水质有着十分严格的标准，不然，不利于微生物的生长。

③运行过程中会发生一些问题，如污泥膨胀或流失，余下的污泥也不易处理。

④通常的微生物也极难解决人工合成物，尤其是难生物降解的污染物。

⑤实验室有可能泄漏某些活的有害菌体。大规模的微生物应用会给生态环境带来潜在的风险。

5.2发展前景

5.2.1各种新工艺新方法不断涌现

比如，国内有关专家利用高效反应器治理印染废水时，结合三种新技术，以提高生物处理效率。即在厌氧流化床中加入高效的脱色菌，通过聚集-交胶固定法，把脱色菌固定到活性污泥中。再在反应器中加入磁粉以构成稳恒弱磁场，从而对微生物产生正的磁生物效应以加快生化反应速率。此外，还有利用基因工程克隆生物生长基因控制植物生长、构建高效的细菌来治理各种污染问题，以及利用遗传工程处理农业固废中难降解的五碳糖等等新技术。

5.2.2综合利用

为了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同时，让资源得到充分利用，生物治理技术也更趋向综合性利用，如利用降解后形成的微生物菌体、微生物体内酶、有关代谢产物、或其产生的能源。当前，“沼气田”发电是比较成熟的生物技术，投资少、成本低、使用管理方便，正受到很多国家的推崇。英国有的污水处理厂采用乳酸细菌降解农用工业垃圾生成乳酸。

5.2.3和其它现代科技有效结合

近年来，现代科技的发展特别是IT技术的快速发展，促使生物治理技术取得了极大的进步。生物处理工艺正实现自动化控制，并且，生物技术方面正积极开展数学模拟研究。据有关报道显示，目前已研制出电子计算机辅助系统。该系统分为分析程序与处理程序，进一步降低了废水处理厂设计方面的难度。随着自控技术的发展，连续性运行的大型氧化沟也随之产生。

5.2.4重点研究极端微生物与超级工程菌

极端微生物是指在一般生物无法生存的条件下能生存的生物。比如在高温、高酸、高碱、高压、高盐、低温等极端条件。这类微生物具有特殊的生理机制，有很高的环保应用价值。Whyte等经研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烃、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等发生矿化。随着技术的进步，对现有微生物的有效改造，不断研发出新的具有特殊功能的微生物。通过质粒工程技术，把分别降解芳烃、多环芳烃等的质粒接合到降解酯烃的细菌体内，形成一种“超级菌”。这种细菌在治理石油污染方面有着很好的应用前景，可以把60%的烃分解。同时，相比一般菌种，其几小时就能达到一般菌种净化一年左右的效果。

5.2.5转变观念，从治理转向预防

目前，随着环境问题的日益突出，世界各国都意识到环境保护的重要性。生物技术的发展也会从单纯地治理过渡到防治结合，以预防为主，最终实现清洁生产。比如，生产微生物农药、源于微生物体又能生物降解的表面活性剂等。今后还可应用于诸多领域，如洗涤剂制造、油类回收处理、感光乳剂稳定、植物病害防控、细胞破碎、微生物的快速测定等方面。目前，正尝试通过基因工程技术把PHBV基因植入某些植物体内，实现从植物体内获取塑料，从而解决严重的塑料污染难题。

5.3.展望

随着全球环境的日剧恶化，使人类的生存和发展遭到了一场前所未有的挑战，迫使人们进行一场‘环境革命’来振救人类自己。这场环境革命的意义就像18世纪的工业革命一样重大，而且需要更深入和彻底。在这场革命中，借助现代生物工程技术解决环境问题，纵然有其巨大的发展潜力与优势，也还存在诸多局限与不足，所以，面对环境危机日益恶化之势，不仅要建立健全相应的环境规划、法规、资金投入等生物技术良性应用环境，鼓励、资助研发更新更高效的环境生物技术，并使之得到产业化与商品化发展，还要把生物技术和其它各种相关技术有效地结合起来，才能切实有效解决当前困扰世界各国的生存危机的问题。

【参考文献】

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[3]张伟锋 现代生物技术在环境保护工作中的应用 综合论坛2011 新密市环境保护局河南郑州452370

[4]郭颜伟 生物技术在环境保护工作中的应用探讨 科技传播 2011（11）新郑市环保局，河南新郑 451100

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[关键词]西药制药；生物技术；制药；应用

中图分类号：G276 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0266-01

近年来，生物技术、制药技术的联合日趋全球化，在整个制药生产当中居于首位。就以现代化西药制药生产技术而言，它在应用的过程中取得了优异的成绩，为制药行业的进步做出了巨大贡献。以生物制药技术为主的制药工艺应用不仅为人类解决目前存在病症提供了技术指导，也有效的消除了营养不良、延长人类寿命，提高生命质量。

1.生物制药技术现状

当今社会经济发展中，生物药品的开发与消费数量惊骇世俗，其开发资金也十分的巨大。就改革开放至今，我国生物制药技术总体投入了100多亿人民币，无论是在技术上还是设备上，都投入了相当大的精力。在目前的生物技术应用工作中，其主要是从基因工程、酶以及细胞固定化技术和细胞工程等方面入手的。

1.1 基因工程

在当今的生物研究当中，激素以及多性因子是调节人体生理代谢和技能的主要物质手段，其活性强、临床效果十分的明显。但是这些物质在自然界中十分的稀少，从人体以及动物体重大量的摄取难度极大、来源限度极为严格，在供需矛盾上存在着严峻的缺陷。而在现代化生物制药技术当中，其为临床工作的开展提供了廉价、高效的药品，为人们身体健康做出了重要指导。胰岛素作为治疗糖尿病的主要激素之一，它在提取的过程中存在着资源匮乏、价格昂贵的特性，而利用基因工程则有效的解决了这种现象，并且有效的实现了生物制药技术的发展流程和要求。

1.2 酶和细胞固定化技术

微生物在转化成为酶或者细胞固定化技术的过程中，这一技术已经广泛应用在各类制药工艺当中，逐渐弥补了酶中存在的不足，在制药领域的应用中极为显著，其无论是优势还是在制药模式上，都出现了翻天覆地的变化。生物制药技术在目前的应用中，最为常见的技术体系包含了固定化细胞、特别为生物等等。

1.3 细胞工程

细胞工程是生物工程领域中最受欢迎的一项，也是最为关键的技术体系之一，它的应用为药物资源开辟、微生物原料利用提供了充足的技术指导，为保护生态平衡发挥出至关重要的意义。时至今日，无论是在西医还是中医方面都有所涉及，其重要方面的应用数量高达90%以上，而西药更为常见，几乎涵盖了西药生产各个领域，为西药生产技术的发展指明了新方向。

2.生物技术在西药制药工程中的应用

近年来的社会发展中，生物制药技术经过二十多年的努力已经创造出了许多重要的临床治疗药物，其年销售额更是高达70多亿。就生物技术的应用进行分析，它在西药制药生产中的应用不仅为需要生产打下坚实基础，更是为西药功能的发挥提供了更高效的技术水准。

2.1 生物制药技术在肿瘤药物中的应用

近年来，就全球各种疾病引发的死亡数量进行分析，因为肿瘤而引起的死亡率高居榜首，就我国而言，每年所诊断出的肿瘤人数高达百万以上，因为肿瘤病症而死亡的人数高达50万。就我国每年就肿瘤药物的研究费用高达一百五十多亿。其中肿瘤作为多种机制导致了复杂的疾病，现在就早期诊断、手术、治疗等手段的选择上，更是呈现出翻天覆地的变化。我们可以预计，在未来十多年时间里肿瘤药物会迅速的增多。如果在利用的过程中将其进行综合研究和分析，其整个工作在扩散的过程中都是以下系统化、全面化进行的。在目前的当今社会发展的过程中，整个工作流程的应用都是整个肿瘤治疗制剂中最多的一项，它也很快得到广泛的应用。

2.2 神经药物

神经系统药物在利用生物技术治疗老年痴呆、脑中风等多种药物体系，在应用和研究的过程中它包含了胰岛素生长因子等多种新药物的选择。目前，已经在许多医院的临床诊疗工作中得到重视。用于治疗末梢神经炎和脑萎缩硬化症的神经生长因子（NGF）以及脑源神经营养因子（BDNF）都开始Ⅲ期临床试验。全国每年中风患者大概60万，每年死于中风患者达15万。现在有效治疗中风症的药物不多，特别是很少有可治疗不可逆脑损伤的药物，CerestaL已被证明能对中风患者的脑力有显著改善和稳定作用，已经进入Ⅲ期临床试验。

2.3 免疫性药物

很多疾病都是由于自身免疫缺陷引起，如红斑狼疮、哮喘、多发性硬化症、风湿性关节炎等。我国风湿性关节炎患者多达4000多万，每年花费巨额医疗费，很多制药公司正对这类疾病进行研究。如Genentech公司研制出一种治疗哮喘的单克隆人源化免疫球蛋白E抗体，进入了Ⅱ期临床试验。美国Cetor’s公司开发出一种用于治疗风湿性关节炎的TNF-α抗体，治疗的有效率达80%。有些公司运用基因疗法治疗糖尿病，治疗方法是把胰岛素基因导入到糖尿病患者的皮肤细胞，然后把这些细胞注入人体，让这些工程细胞可以进行全程胰岛素供应。

2.4 冠心病治疗药物

我国每年有接近一百万人死于冠心病，每年都要花费高额的治疗费。未来10年，防治冠心病的药物将推动制药工业迅速发展。Cen-tocor′sReopro公司利用单克隆抗体对冠心病引起的心绞痛治疗以及对心脏功能的恢复取得了成功，这标志着诞生了一种新型冠心病治疗药物。随着基因组科学的建立以及基因操作技术的迅速发展，目前基因治疗与基因测序技术正在进行商业化开发，推动了治疗学的发展。利用转基因技术构造转基因动物和植物，都以实现产业化开发，以转基因绵羊为载体生产蛋白酶ATT抑制剂，来治疗囊性纤维变性和肺气肿疾病，进入到了Ⅱ、Ⅲ期临床试验。

3.生物技术在西药制药中的应用前景分析

今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物，并在所有前沿性的医学领域形成新领域。生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展，而且依赖于很多相关领域的技术走向，例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测，但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感染形成新的攻势。

4.结束语

综上所述，随着现代生物制药技术的不断研发与应用，在西药制药中如何合理、科学应用生物制药技术，将成为影响现代西药制药行业发展趋势的重要因素，也是提高整体医药生产水平和工艺的关键。 [科]

参考文献

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1　分子生物技术概述

分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行生产加工，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志，迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景，受到了各国政府和企业界的广泛关注，是21世纪高新技术产业的先导。医学领域是分子生物技术最先登上的舞台，也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。据统计，国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。

2　分子生物技术在医学领域的重要应用

2.1　分子生物传感器在医学中的应用

分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术，将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上，当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体液中的微量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中，这些项目是临床诊断和病情分析的重要依据。能够在体内实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都很有帮助。

2.2　分子生物纳米技术在基因诊断中的应用

基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DN段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术，如利用金纳米微粒结合杂交DN段，很容易进入机体细胞核，并与核内染色体组合，具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题，进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3 mm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿

瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。

2.3　分子生物技术在医学制药中的应用

分子生物技术发展的一个重要方向是医学制药的研究与开发。与传统的化学合成制药相比，它不仅具有针对性强、疗效好、副作用较小的优点，同时对蛋白质药物改造、提高疗效、降低毒性、提高稳定性具有重要作用，并且能够利用生物系统，将自然界中存在的含量极低的有效生物活性物质进行大规模生产以及建立起高效、快速、准确、简便的分子诊断技术和开发出新药，更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。目前这一领域的应用主要包括以下几个方面：生产基因工程药物；生产发酵工程药物；生产核酸类药物；利用生物系统加工天然药物；从海洋生物中纯化提取药物。

2.4　分子纳米技术在基因疗法中的应用

基因治疗是临床治疗学上的重大发展，其基本原理是:质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50～200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有效地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传送和定位传递，使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，透过血管壁进入各个脏器的细胞中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导，并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达、功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。

2.5　分子生物芯片技术在医学检验中的应用

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关键词：高新技术；采油工程；应用现状；展望

在市场经济迅速发展的现代化时代背景下，石油在我国各行各业中的应用范围不断扩大，同时，我国的工业生产、社会生活、交通运输等方面，对石油资源的需求量也在不断增加，基于这样的原因，采油工程面临着更加严峻的挑战。现阶段，采油工程中，各种高新技术的应用，为降低采油成本、提高采油效率做出了重要的贡献，必须加强对高新技术的进一步研究与应用。

1采油工程中各种高新技术的应用现状

1.1微生物技术在采油工程中的应用现状

微生物技术作为一项高新技术，近年来在我国采油工程中的得到了非常广泛的应用，相比较于其他技术，其具有反复使用率高、操作性好以及成本低的显著优势。现阶段来说，微生物技术在降低石油粘度、低渗透驱油以及清蜡等方面发挥着良好的效果，与化学试剂相比，微生物技术也更加有效，对生态环境造成的污染相对较小，可有效保护地层环境、原油品质，有利于实现采油工程经济效益与社会效益的提高。优良菌种培养上的问题，严重制约着微生物技术在采油工程中的广泛应用，同时，为了实现微生物技术的良好发展，必须提高其精确性与科学性。

1.2人工智能技术在采油工程中的应用现状

随着石油产业信息化、智能化程度的不断加强，近年来，采油工程中越来越注重对人工智能技术的发展与应用[1]。人工智能技术主要由硬件、编程、网络、计算机以及信息技术等多种科学技术构成，其在采油工程中的应用，能够改变现阶段存在的井下不可控的局面，在计算机程序的控制下，利用零部件或机器人，便可以实现井下操作的可见即可得。例如，井下存储测试便是依托人工智能技术而研发的，通过网络实现感应设备、传感器之间的有效连接，收集传感器数据的同时，计算机芯片能够进行实时监控，并将数据存储起来，进行相应的计算与测试，最终得出最优操作方案。

1.3纳米技术在采油工程中的应用现状

纳米技术指的是，在驱油过程中使用新兴纳米物质材料的一种技术，采油工程中应用较为广泛的是纳米MD驱油膜[2]。通过利用这种技术而生产出来的产品，相比较于普通的表面活性剂，驱油膜有很大的不同之处，呈现的状态为“非胶束”。其是由水溶液聚合物所构成的，主要包括生物酶、大分子以及蛋白质等，通过利用水这一介质，可以产生非常高的静电排斥效果，从而有利于降低岩石表面与石油之间、石油分子之间的粘附力，从而有利于降低石油开采难度、提高石油开采效率。1.4热超导技术在采油工程中的应用现状热超导技术是一种建立在热超导物质基础上而兴起的新兴技术，对一些物质进行相应的特殊处理后，使其热阻无限接近于零，实际应用过程中，将复合化学剂注入封闭导管，这时，导管两端会出现受热不均现象，其中的介质迅速出现相变，形成气体分子状物质，从而带动原油在管道内加速传递，这就实现了采油效率的有效提高。

2采油工程中高新技术的应用前景与展望

采油工程中，应用比较广泛的主要有微生物技术、人工智能技术、纳米技术以及热超导技术等高新技术。同时，在实际应用过程中，也取得了一定的成功经验，并逐渐发展成熟，基于此，这四种技术也是接下来发展过程中的重点。与传统采油技术相比，高新技术具有一定的先进性与良好的优势，但不可否认的是，这些高新技术也有着一定的缺点与不足之处，主要表现在，应用领域、适用范围相对较小[3]。高新技术之所以称之为高新技术，关键在于“新”，这也就代表着，其尚存在一些不完善、不成熟之处。以人工智能技术为例，其在实际应用过程中，不仅要充分考虑原件的构成材料，还要全面考虑信息技术、计算机的局限性，这就严重制约了人工智能技术的普及应用。与此同时，高新技术应用规模普遍较小，相比较于传统技术，高新技术通常情况下是针对某一油井或者是某一油田进行作业，无法实现大规模普及应用。但是，从未来的发展前景来看，高新技术有着广阔的应用区间与旺盛的生命力。石油是一种矿石能源，具有不可再生性，因此，必须实现对石油资源的充分利用，避免出现不必要的资源浪费，以确保社会效益的最大化。传统技术往往需要较高的成本，从而降低了采油工程的经济效益与社会效益，而在采油工程中利用高新技术，便可以同时改善这两个问题。如，纳米橡胶产品的应用，可以实现分隔器耐磨性的加强，有利于延长井下工具的寿命，从而能够降低维护费用，减少采油成本。

3结语

综上所述，就现阶段的情况来看，采油工程中，应用比较广泛的主要有微生物技术、人工智能技术、纳米技术以及热超导技术等高新技术。这些高新技术在采油工程中的有效应用，有利于降低采油成本、提高采油效率，从而能够实现采油工程经济效益与社会效益的提高。

参考文献：

[1]朱信博.浅谈高新技术在采油工程中的应用现状及展望[J].石化技术,2017,(03):282.

[2]张云鹤.新技术在采油工程中的应用及展望[J].石化技术,2017,(01):227.

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关键词：玉米；生物技术；育种；转基因

中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-09-0262-2

生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提品来为社会服务的技术；生物工程则是生物技术的统称，简单的说，生物工程就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。从属于生物工程的基因工程则将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。在农业上，可以通过生物技术与传统育种手段相结合的方式，培育所需品种，或通过基因工程方法，对玉米品种进行遗传改良，从而获得所需形状。

转基因育种：转基因育种是在分子水平上进行基因操作， 可突破物种间的遗传障碍、跨越物种间的不亲和性。目前基因工程已形成了成熟的实验流程， 且新方法、新技术不断涌现。

1 转基因育种的国内外研究进展

孟山都公司利用分子标记定位了12个影响玉米子粒含水量的QTL， 基于标记辅助选择使玉米自交系和杂交种子粒的含水量分别下降了3.9%和2.5%。根据孟山都公司的报道， 利用500个分子标记进行回交选择，BC1可以回复到90%；BC2可以回复到98%；BC3可达到99.5%。利用分子标记进行两代的轮回选择， 产量比常规育种方法增加862kg/hm2。华中农业大学利用分子标记辅助选择将质量性状基因 RF3成功地转育到不同遗传背景的玉米自交系中。孟山都为中区玉米种子市场的更大份额， 每天处理的用于玉米育种的单个分子标记数据达到20万个，分子标记的类型也逐步由 SSR标记转向选择效率更高的SNP标记。该公司已经能够利用分子标记在早代直接对玉米的抗倒性， 抗叶斑病等性状进行选择。近年来， 孟山都公司借助与分子育种的技术优势， 在美国玉米种子的市场份额以每年1%～2%的速度增加，对竞争对手产生了巨大的压力。在“十五”863计划的支持下，我国的科研单位也开始分子育种的研究。中国农业大学和中国农业科学院利用SSR分子标记分析了我国优良玉米自交系的遗传变异，对其进行了杂种优势群的划分， 为更有效地利用我国现有的种质资源， 进一步提高玉米杂种优势水平提供了有价值的信息。四川农业大学利用抗玉米纹枯病QTL紧密相连锁的分子标记， 对抗性分子标记辅助选择， 获得多个高抗玉米纹枯病自交系。从整体上讲， 我国玉米分子育种才刚刚起步， 集中国内优势单位， 深入开展我国玉米的分子育种工作， 对保持我国玉米育种在国际上的先进水平、与国际跨国种子公司的竞争具有重要意义。

2 转基因技术存在的问题

伴随着转基因玉米产业化进程的不断推进，转基因技术在玉米育种中将发挥出越来越重要的作用，以基因工程为核心的分子育种的前景显而易见地显示出来。在转基因玉米研究与产业化过程中，需要培养大批有操作能力的技术人员，并引进相关的仪器设备，所以所需资金庞大，是限制我国发展转基因技术的原因之一；而转基因食品的安全性具有争议，许多人不愿购买转基因产品，也在一定程度上打击了研究人员的工作积极性；再次，不是所有的转基因植株都是目的植株，还得需要多种程序的进一步鉴定，才能确定它的价值同时还有基因沉默现象，即新插入的基因常常是关闭的；目前许多科学家正在研究植物基因开关原理，并试图对这一过程进行操作。关于表达量低的问题，可以对基因进行修饰，使用强启动子、增强子、内含子等，现已取得了比较好的效果。基因的表达需要特定的内环境，包括插入的位点、拷贝数等，目前来说这些都还不精确，所以最有效的方法就是加大转化群体进行选择淘汰。如果只限于特定的几个基因型，再好的基因也将很难应用于实际生产，这也将成为转基因育种无法逾越的障碍。基于现在还没有很好的办法解决这一难题，所以应该考虑 DNA 转入时不同方法交叉使用。

3 玉米转基因育种的应用前景

通过对玉米辅助育种技术的说明，不难发现辅助育种技术的发展前景巨大，不过只有通过不间断的研究实验，并利用国外研究成果，结合我国实际情况，充分发掘我国特有玉米种质资源中的优良基因，把辅助技术同常规玉米育种的实践相结合，将实验结果转化为知识产权并尽快地应用到育种实践中，为我国玉米育种事业做出贡献。

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