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生物工程技术的发展带动了一些新兴产业,给整个社会的经济发展提供了新的经济增长点,就全社会的就业量来说:在全社会提供了更多的就业岗位,缓解了就业压力使我们的经济发展和产业调整更加具备物质基础和更具活力。其对经济发展的影响具体如下:
一是相应的研究生物工程技术的企业日益增多;早在二十世纪初期生物技术就已引起投资者的重视,随着时代的不断发展在二十世纪八十年代,全世界范围内的生物技术企业已达到了上万家,其中以美国为首,日本、英国等经济发达的国家已经在生物工程技术上投入了大量的人力财力和物力,他们已经意识到生物工程发展的巨大潜力以及给经济发展所打来的前所未有的机遇。尤其是在二十世纪末生物工程技术所带来的经济利益已经可以用千亿美元的单位来计算了,短短时间内的发展变化已经深刻的证明了其巨大威力。尤其在全球生态环境遭到破坏的情况下对解决人类的生态问题也提供了相当大的帮助。
二是生物技术相关产品的市场竞争力日益扩大;随着生物工程技术的不断发展,其存在的潜能以及发展的势头都是锐不可挡的,是各个国家争先发展和抢夺市场占有率的重要领域。特别是经济发达的国家,他们有充足的人力物力财力来支持新兴技术的发展,且极力的实现生物技术的商品化来获得更大的经济利益。特别是在当今的世界舞台上谁掌握了技术,拥有了人才就获得了话语权,因此各个国家对生物技术的相关产品都采取了保密措施,且更加重视情报工作的开展,都希望汲取世界范围内的先进技术用来制造相关畅销商品以引领世界潮流,提高自身的综合国力。
一是帮助人们解决能源短缺和环境污染问题;随着经济的不断发展以及世界范围内人口的不断增长,能源短缺问题以及环境污染带来的经济压力也越来越大,世界各国都在寻求解决的办法,而生物工程的发展给这些问题的解决提供了契机。例如:生物技术的相关研究人员都在寻找一种特殊微生物用来生产出成本低且使用率高的乙醇来作为新型能源替代和弥补传统能源带来的不足。对于环境污染问题也在利用生物自身之间的性能进行生物性的分解以免造成二次污染,例如人们可以利用这些微生物净化有毒的化学物质处理废水废渣,达到净化环境、保护环境的目的。
二是改善农业发展现状,解决粮食短缺问题;现代生物技术特别是转基因技术的发展给我们解决世界粮食不足以及解决贫困地区的饥饿问题提供了莫大的帮助。例如:转基因大豆、转基因水稻等都是生物技术解决粮食问题的重大体现。转基因技术的主要功能包括:抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。其培养出来的生物具有抗病害高质量的效果是我们提高织物质量,减少农药以及化肥使用量的有效方法。利用生物工程技术可以提高人们的生活质量,使得所使用的食物更加绿色健康。
技术的发展往往兼有正反两种作用,生物技术也是一柄“双刃剑”。现代生物技术在带给人类新的社会、经济效应的同时,也可能带来潜在的负面影响。具体表现如下:首先,由于生物技术的对象是生命,使基因在人、动物、植物之间进行人为的相互转移,因而其负面影响可能会超越以往任何一种技术,可能危及生命或环境;其次,社会存在敌对势力和犯罪分子,很难确保他们对生物技术成果进行正确合理的操作和运用,进而危害人类和社会安全。最后,在医疗方面,生物工程技术也有一定的风险。基因导入造成的遗传改变将决定个体遗传前途而且会跨代遗传。利用体细胞与胚细胞进行基因治疗,在添加外来基因时容易产生原性基因损伤或某种基因紊乱。此外,在动物体内清除与某种疾病相关的基因的同时,也有可能清除了该基因给动物所带来的其他好处。
基因工程是基于分子遗传学的理论建立的,又叫做DNA重组技术。对于来源不同的基因,基因工程根据预先设计的蓝图,借助于分子及微生物学,按照现代化的方式,实现杂种DNA分子的体外构建,通过活细胞的有效导入,完成生物遗传特性的全新转变,从而达到获得新品种的目的。在现代生物技术发展中,基因工程是关键组成,食品的包装、保藏等多个环节,都可以将该技术应用其中,实现包装材料的改变,达到降低食品生产成本的目的。同时,将基因工程应用于食品贮藏中,既是一种贮运方式的创新,也能获得食物贮藏期的有效延长。以延熟番茄为例,该种食物的生产就应用到了转基因技术,以调控乙烯合成途径这一办法来使乙烯的合成得到有效抑制,达到番茄延迟成熟、贮藏期延长的效果。
细胞工程中涉及多项生物学理论,既包括现代细胞生物学,也包括发育、遗传学,更对分子生物学方法进行了运用。作为一种生物工程技术,细胞工程基于人们的需求,按照预先的设计,实施细胞层次的遗传操作,对细胞内含物进行重组,对细胞结构进行重组,从而实现生物功能以及生物结构的科学转变。通俗来讲,细胞工程主要是完成新物种的快速繁殖,在实现这一目标的过程中,有效应用了组织培养、细胞培养等生物学办法,引入了基因移植技术、核质移植技术等多项技术。作为一种科学研究办法,生物工程的多个领域都可以看到细胞工程的渗入。在食品工业发展中,细胞工程更是得到了广泛的科学利用。
在生物技术中,酶工程也是不可缺少的一种技术,主要实现的是物质转化。就酶本身而言,是具有一定催化作用的,在生物反应器内,利用酶的这一作用,就可以实现物质的转化。
在生物技术组成中,发酵工程同样是不可缺少的。在发酵工程中,借助现代工程技术办法,通过对微生物特定功能的科学利用,实现对某一生产环节的有效控制,或是就此产生一种新的需求物质。
在肉类食品生产中,通过生物技术的科学应用,既可以施行对肉类食物资源的有效改造,又能够实现对肉类传统加工工艺的创新,从而使肉制品功能得到进一步增加、肉类加工深度得到更大提升,推动肉类生产的产业化发展。
现阶段,在果蔬保鲜技术中应用较为广泛的就是化学杀菌剂以及冷藏的处理方式了,然而,这样做也存在着很大的弊端。一方面,使用化学杀菌剂,果蔬中的残留会对食用者的健康造成一定威胁;另一方面,化学杀菌剂的长期使用,植物病原菌也会出现抗药性。鉴于此,需要用另一种果蔬保鲜处理方式来取代现在应用较为广泛的化学杀菌剂,而且,新的果蔬保鲜处理还最好是对人体健康没有毒害威胁的,同时又具有高效防腐效用的,生物保鲜技术就能够很好的满足这一要求,国内外都加强了对这一保鲜技术的研究。据相关研究显示,茄子保鲜中应用木霉发酵液能达到极好的保鲜效果。实验发现,在20℃至25℃的贮藏温度范围内,茄子果实如果被木霉发酵液处理,可以保鲜贮藏长达20天。
在饮品生产中应用生物技术,不仅可以使饮品的风味得到有效改变,也会使饮品品质发生变化,对于产品质量的提升发挥着良好的效果。因此,在饮品产业发展中,生物技术的应用是非常广的。据相关研究发现,在南瓜汁乳酸发酵饮料生产中,以5%的乳酸菌接种量1:1.75的南瓜浆和水配比,分别向里添加7%以及0.05%的蔗糖、蛋白糖,给以40℃以及8小时的发酵条件,由此得到的饮品,不仅可以保持稳定的外观,还有着酸甜适中的独特口感,深受大众欢迎。
当前,科技术发展日新月异,在食品添加剂生产中,生物技术发挥着无可替代的作用,成为新型生产技术。在各种食品添加剂生产中,如何更好利用生物技术,成为国际研究热点。国内这方面的研究,也取得了一定成绩。比如在牛奶生产中,尤其是在双乙酸奶味香精生产中,可利用双乙酸乳酸乳杆菌进行发酵。向发酵液中,添加一定量的CuS04,可增加双乙酸活性,而添加一定量的0.1%柠檬酸钠,可抑制双乙酸还原酶。因此,制备的奶味香料,具有双乙酸的纯正奶油香味。
现阶段,在食品工业发展中,食品包装也更多的应用到了生物技术。而且,在包装食品毒理检测以及食品的防腐方面,生物技术应用也取得了效果。食品检测中的生物技术评价食品品质、开展食品质量监督、实施食品生产监控、加强食品研究等,在食品检验的多个环节,生物技术检测都得到了较好的应用。尤其是在食品卫生检测环节,生物技术的应用为提升食品质量做出了重要贡献。比如,对于蔬菜食品,可以通过免疫分析、活体生物分析等生物技术办法来检测药物残留。同时,在药物残留检测环节,利用生物芯片技术也能获得准确的结论。再如,对于食品中是否含有病毒污染的检测,通过核酸聚合酶连锁反应这一生物技术,可以在短时间内扩增DNA和RN断,从而获得需要的检测数量。除此之外,将基因工程应用于食品检测,通过DNA指纹技术,食品原料是否掺假就可以准确的鉴定出来。而且,通过DNA指纹技术,也能判断出牛奶饮品中是否含有微量毒素。
在高新技术中,生物技术虽然兴起没有多长时间,但却在社会生产发展的多个领域得到了越来越广泛的应用。对于全球性重点关注的问题,如能源问题、污染问题、粮食问题等,都可以通过生物技术的应用得到科学的解决。可以说,生物技术出现而带来的种种经济、社会效益是无法预估的。而随着生物技术的继续发展,将其运用于食品工业,也必然会出现更加广阔的发展空间。
随着可持续发展战略的实施与水处理技术的进步, 污水处理的发展呈现以下特点: 一是技术和设备的更新, 从传统的物化和生物处理工艺向先进的生物除磷脱氮、微滤、膜组件与膜生物反应器等新型材料、新工艺技术发展; 从单一的设备组件向成套型、低能耗型发展, 自动化控制系统与管理技术不断更新。二是充分利用生态、自然型技术与传统及新工艺相结合, 努力达到污水处理的技术和经济优化。三是注重从单一处理向综合环境的改善和资源综合利用方向发展, 大力推进中水利用技术及生态环境改观技术。
污水生态处理技术是指运用生态学原理、采用工程学手段对污水进行治理与水资源利用相结合的方法。具体一点说,就是把污水有控制地投配到土地上,利用土壤— 植物—微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术。
污水生态处理技术以土地处理方法为基础,是污水土地处理系统的进一步发展。以土壤介质的净化作用为核心,在技术上特别强调在污水污染成分处理过程中植物-微生物共存体系与处理环境或介质的相互关系,特别注意对生态因子的优化与调控,是生态学4大基本原理在水资源领域的具体运用.
生态型污水处理技术在污水农业回用上已有一定的应用历史, 国外利用污水土地处理后直接灌溉农业; 近来利用生态工程原理发展起来的人工湿地技术对城市污水处理也呈现一定的发展趋势。先进国家如德国、美国利用自然的山地、河海岸兴建了不少生活污水湿地处理系统, 我国近年来也正对一些城市和生活居住区搞湿地生态处理系统, 生态型污水处理技术发展趋势良好。
生态型污水处理技术用于污染治理已有悠久的历史。但是,由现代处理技术和环境工程技术相结合的污水处理技术,是20世纪 80年代才诞生于欧美地区。 污水处理技术是21世纪国际生物技术的一大热点领域,它将在环境治理上发挥着重要的作用。生态型污水处理技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系。 近年来,随着各种新科技的发展,污水处理技术也得到了进一步的发展。
生态型污水处理技术主要是指利用土地系统和自然型及人工型的有一定调节功形成一定植物、土壤、微生物、水复合生态系统来有效地处置污水的技术。主要有土地渗滤处理系统、地表漫流处理系统、湿地处理系统等, 利用生物态势使污水得到充分净化, 并能将污水处理与环境生态有机结合起来, 创建新的城市生态景观。其主要优点是利用生态技术, 成本大幅降低, 水质标准较高。生态污水处理技术对污水必须经一定的预处理,对污水特性、土地处理场地与土壤和载体特性、植物种类、气候条件等均有较高要求。
比如环境生物技术就是其中的一种:生物与环境之间既有对立的一面,又有统一的一面,生物体靠体内调节和变异来适应环境变化,同时通过自身来影响和改变环境。 环境生物技术拥有许多其他方法不可比拟的优势,如微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化,具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势。用生物方法处理污染物的最终产物大都是无毒无害、稳定的物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷等,通常可一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它又是一种消除污染安全而彻底的手段。另外,生物处理技术的产物或副产品,大多可以较快生物降解的,并可作为资源加以利用,有助于把人类活动产生的环境污染减到最小程度。
现在很多城市都在大力开发旅游业, 由于地方由于地处山地, 离交通主干网远, 处于集镇区外缘, 污水收集输送困难。随着产业推进, 污染问题日益突出,并影响该地区的饮用水源、水库, 如就地采取生态湿地处理技术, 也是一项十分有利的举措。
现在一些城市在河道两岸整治采取了传统的驳岸、疏浚、建集污管渠的技术措施, 特别是中心城区采用的新型集污渠和河底硬化技术措施, 但工程的技术难度大, 投资上仍不很经济, 如果对局部河道两岸采用生态型人工湿地处理以生活污水为主的污染, 不但解决了污水收集难的问题,又改善和创建河道两岸的绿地及生态景观,并能还河道本色。
在推进农村乡村化规划建设进程中, 在城镇集镇区外的一些大的生活集居区由于污水收集难度大而造成的污染又严重影响河网水系。可以充分利用土地资源和生态技术, 兴建一些小型的生态污水处理厂, 能综合治理农村水环境污染, 促进农业灌溉回用。
生态型污水处理技术与城市规划的适度规模集中污水处理厂技术相结合, 作为后置保障工艺系统十分有利。发挥城镇土地资源价值, 并且合理利用丰厚的滩涂土地资源。由于土壤的渗水、透气性差, 不易直接搞大型的生态污水处理厂, 但可作为集中污水处理厂的后置工艺系统, 确保并提高水质标准, 使之改善环境生态和污水资源利用。
总之, 发展生态型污水处理技术前景可观, 但又必须因地制宜, 充分考虑土地资源,土壤、气候、作物与污水特性, 充分考虑综合景观的改善与工程布局, 使之稳定、健康的发展。
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[2]张克峰,王永磊.我国中小城镇污水处理适用工艺探讨[J].净水技术,2005,24(6).
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[4]马宏伦.油田水处理技术发展前景的分析[J].水处理工业,2010.12.
随着科学技术的急速进步,尤其是分子生物相关先进理论成果、当代先进技术不断侵入现代生物技术,全面社会需求,生物技术由高新技术代替过去传统技术俨然成为现代生物技术发展的必然。现代生物技术作为一项高新技术,其与医药领域存在着密不可分的联系,现代生物技术发展一方面能够促进医学基础学科发生革命性转变,一方面能够为医药工业开辟出又一片天地[1]。
世界范围内,肿瘤死亡率在疾病死亡率中有着十分高的占比,每年各个国家用于肿瘤的治疗费用数以亿计。肿瘤属于一种多机制的复杂病症,现阶段依旧采取早期诊断、放疗、化疗等综合方式治疗,疗效并不十分客观,同时会对患者造成极大的痛苦。当前,唯有现代生物医药方可肩负起彻底攻克肿瘤的人类使命,肿瘤治疗着实进入到一个两难的局面。在对肿瘤患者机体癌细胞进行杀死时,同时会危机到患者机体的正常细胞。基于此,现代生物医学提出了导向治疗理论。导向治疗指的是借助抗体寻找靶标,就好似导弹的导航仪,于病灶中有效引入肿瘤药物,从而不至于伤及到其他正常细胞[2]。现阶段,在数百余种开发的现代生物技术药物中,存在一半被用于肿瘤治疗,对肿瘤发病机制研究、抗肿瘤新药研发及现代生物技术均呈现出良好的发展前景。
神经退行性疾病,好比小脑萎缩症、帕金森氏病、脑中风等,势必会愈来愈有赖于现代生物医药的发展。单单美国每年中风患者就超过80万,且死于中风人数达到20万,而治疗此类疾病的有效药物十分有限,特别是治疗不可逆脑损伤方面的药物更是极少,伴随神经生长因子、溶栓活性酶的开发为治疗此类病症带来了希望[3]。
当前,现代生物医药在治疗自身免疫性疾病中扮演着十分重要的角色。诸多炎症是由机体自身免疫不足造成,好比风湿性关节炎、哮喘、皮肌炎等,全球范围内全年单单用于风湿性关节炎的治疗费用超过千亿美元,治疗此类顽疾的高效基因药物市场前景十分可观。在自身免疫性疾病中,艾滋病(AIDS)是属于对人类危害最大的一种病症,现阶段治疗AIDS仍旧还没有十分有效的特异性药物,但很显然,医药领域已经把攻克AIDS的希望寄托于现代生物技术。
在现代医药领域中,医疗环节应用的抗生素、菌体药物及酶制剂等各种类型药物,均是通过微生物发酵而成的,此类微生物发酵产物只不过是不计其数生物活性物质中的几种。一般而言,生物活性物质均是通过液体深层培养法而生成的,一些物质可发挥对生物体内酶活性予以抑制的作用,此类物质即为酶抑制剂,酶抑制剂在医药领域有着十分可观的发展潜力。在现代医药领域中,诸多生理活性物质均可借助现代生物技术得以生成。就好比,在治疗大部分关节炎过程中,体激素往往能够获得满意的疗效,体激素成分中可的松对于风湿性关节炎疗效则更为显著。而醋酸可的松属于以脱氧胆酸为生产的原料,通过32个环节的化学反应合成而来,如若借助黑根霉将黄体转换成11-a-轻基黄体酮,则能够省去多个不必要的化学合成工序,有效提升其收率[4]。
自基因角度而言,基因治疗指的是将具备正常功能的基因置换或是增补到部分存在缺陷的基因中,进而实现对基因缺陷予以修复的目的。自治疗角度而言,基因治疗指的是借助导入遗传物质对病患机体细胞基因予以转变,进而实现防治疾病的目的,此种导入基因既可以是与缺陷基因有着对应功能的同源基因,又可以是与缺陷基因不存在关联的治疗基因。在应用现代生物技术开展基因治疗期间,多采用下述两种治疗方式:(1)生殖细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对生殖细胞基因表达予以转变;(2)体细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对体细胞基因表达予以转变。自理论角度而言,对生殖细胞缺陷予以修复,一方面能够对当代基因缺陷展开治疗,一方面能够保证基因缺陷不至于遗传到下代人细胞基因中。
现如今,我国已设立了国家基因资源库、生物样本库及蛋白质库,将各式各样化学药物制剂技术、基因重组治疗性抗体、大规模培养、基因治疗等作为关键,通过一些大规模企业构建健全医产学研密切相融的新药研发体系。在应用基因工程技术改进药物生产工艺期间,其能够起到提升菌种生产性能和水平、简化工艺改善收率、优化工业生产菌种及极大降低生态污染等作用。世界范围内生物制药市场中基因工程药物已经占据很高的份额,有着高成长、不易攻破壁垒及极佳市场潜力等特点。自上世纪90年代以来,我国基因工程药物复合增速超过5层,平均毛利率高达80个百分点[5]。基因工程药物包括单抗、重组蛋白及新型疫苗等,近些年借助基因技术改进亚欧无生产工业、生成高产菌株的实例不断增多。
单体克隆抗体一经问世,便得到医药领域专家、学者的热切关注,其不仅具备可标准化、质地均一、反应灵敏等优势特征,还能够展开大规模大批量的工业化生产。现如今,市场上已有数以百计的单抗治疗制剂、单抗诊断试剂,且还存在诸多单抗治疗制剂正在被开发。单抗偶合物能够展开机体定位诊断,有效促进肿瘤、心脑血管疾病等病症诊断工作的开展。单抗偶合物一方面能够促进机体肿瘤定位,一方面能够展开导向治疗,强化肿瘤治疗药物的细胞毒性功效,降低不良反应及用于杀死机体肿瘤细胞等。此外,单抗简易家庭诊断药物,好比糖尿病诊断药物、妊娠诊断药物等逐步在市场中推广,简易诊断法作为一种时展趋势将逐步由医院转至家庭。
总而言之,现代生物技术在医药领域的广泛应用,为人类增强体质、攻克病魔做出了不可磨灭的贡献。在预防、诊断和治疗影响人类健康的重大疾病方面也起到了关键的作用,基于此形成的生物医药产业是截至目前现代生物技术最为庞大的应用领域。
[1]臧秀兵.浅谈生物技术在现代医药行业的应用[J].科技创新与应用,2012(27):32-32.
[2]黄金会,罗浩原.基于生物技术在现代医药行业的应用分析[J].生物技术世界,2015(9):155-155.
[3]王可炜,羊芳明.现代生物技术在中医药创新发展中的应用和挑战[J].按摩与康复医学(下旬刊),2011(36):34-35.
[4]高巍,刘佳.医药领域中现代生物制药技术的作用分析[J].中国药物经济学,2012(3):162-163.
生物制药技术的应用历史已经有五十年左右。在这近半个世纪的发展中,生物制药技术从最初的简单DNA重组技术发展到今天的抗体工程技术、基因工程技术、细胞工程技术等等多种多样的高新生物制药技术,其为人类的健康所做出的贡献的非常巨大的。直到今天,生物制药技术依然是国际医学界最重视的高新技术,具有很大的发展前景。在我国,应用生物制药技术的时间相对较晚,生物制药技术水平也与国际先进水平有着一段差距,但我国目前正在加大生物制药技术的投入,并建立了一定的生物制药产业基地,相信在未来的发展中,我国的生物制药技术必将得到飞速发展。
与美国等西方国家相比,我国在生物制药技术的研究方面相对起步较晚,且在早期受经济、技术以及其他因素的限制,其发展速度较为缓慢。直到近年来在社会经济、科学技术不断发展的推动下,生物制药技术才得到了较快的发展,目前我国的生物制药技术已经取得了一定的成就,并且生物制药产业也在逐渐形成并不断扩大规模。现如今我国已经在肿瘤、心脑肺血管、免疫以及内分泌等诸多疾病的药物研制中充分应用了生物制药技术,研发出大批特效新药,为这些疑难病症的治疗技术水平提高提供重要支撑。但相对来讲,我国当前的生物制药技术水平还是落后与西方等发达国家,且在发展中还是存在着一定的问题与不足,大致可以分为以下几点:
在生物制药技术的发展中,我国对新药品的研发力度依然相对较弱,尤其是在经费投入上 ,更是略显落后。在国外的生物制药技术研究发展中,对研发环节是非常重视的,在研发经费投入方面一般都会占新药销售额的20%以上,而我国则远远达不到这一经费投入标准,且国家相关部门也没有给予足够的监管与引导。就生物制剂的上市情况来看,我国只有重组人p53腺病毒注射液与IFN-α-1b等药物产品被批准上市,其他的则都是仿制药。从当前世界范围内的生物制药产品发展来看,最有市场的生物制药将会集中在单克隆抗体、基因治疗药物、疫苗、反义药物和可溶性蛋白等五个方面,由此可见,我国的新药研发力度还远远不能满足生物制药市场发展的多样性需求。
由于生物制药技术产业是一种高新技术产业,在研发初期是需要大量的资金投入才能顺利进行的。尤其是生物制药产业属于医药产业的范畴,其行业特点更是决定了只有巨大的资本支撑才能推动新药的研制。而这数量较大的资金需求除了企业自身资本承担部分以外,还可以依靠政府的相关财政补助,但这仍然是远远不够的,还必须要进行一定的融资来为生物制药的发展提供经济保障。但目前我国生物制药产业的融资渠道相对较少,其所具备的风险和较长的资金回笼周期都使得很多投资者不敢轻易给予投资,这也在一定程度上阻碍了生物制药技术的进一步发展。
与生物科学的发展水平相比,我国的生物制药技术水平并不与之成正比,这主要是因为我国的科研成果转化较为困难,使得一些先进的生物科学技术不能很好的转化应用在药品研发生产上,这对于我国生物制药技术的发展来讲是非常不利的。
尽管目前我国的生物制药技术发展进程中存在着诸多问题,但我国目前已经开始将生物制药产业作为重点产业来对待,并给予了高度的重视。从当前的发展形势来看,我国未来生物制药技术的发展趋势主要体现在以下几方面:
产业集群发展具有明显的发展优势,能够极大地促进产业的快速发展。生物制药产业作为高科技产业,不仅需要在基础设施、上下游配套产业等方面的支持,还需要同教育培训、专业服务、技术转移中心等相关服务组合在一起,方能发挥高效作用优势。当前,我国在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。这些产业集群对于促进生物制药产业的发展具有重要的作用,使得生物制药整体产业链得到优化,在生产效率方面得到大幅提升。我国生物制药产业以后仍会朝着这一方面快速发展,政府也将会加大投资力度、重点建设产业集群区,在基础设施、配套服务业、研究开发、服务创新、教育培训和风险投资等方面进行发展和创新,为生物制药产业集群发展提供良好的发展环境。
将生物医药技术从科研转向产业化生产是科研的重要目的,只有将技术转化为生产力,才能使得社会生活水平得到提升。我国生物医药技术当前很大一部分还停留在科研方面,并没有有效地转换为生产力,这不仅浪费了很多的资源,也使得我国的生产实践跟不上研发,造成了生产的滞后状况。生物医药技术向产业化推进要求企业通过委托外包策略,建立技术同盟,形成优势互补,使得自身能够专注于自身专长方面,从而能够降低生产成本、提高竞争优势。我国生物制药公司在未来发展过程中,势必会朝这一趋势发展,通过外包方式进行新药开发,将技术较强的研发内容分包给具备研究实力的小型公司来完成,充分发挥小公司在某些领域的技术优势,共同开发新药,大大提高新药开发效率,使新药研发周期缩短,实现技术与资金互补。
生物制药产业作为高新技术产业,需要不断进行技术创新,才能不断解决产业发展中存在的问题,并不断满足医药水平提升的要求。我国通过不断参与国际前沿生物发展课题来提升科研水平,如在人类基因组和功能基因方面参与到国际化发展研究中,并取得了很好的成绩;药物相关基因药理学的研究也取得了很大的发展,对于提高我国基因治疗水平具有重要的推动作用。生物制药新兴技术的发展将会不断应用到产业发展当中来,从而促进产业技术水平和社会医疗水平的提升。
我国生物制药产业具有起步晚,发展滞后的特点,但在国内庞大市场的推动下,我国生物制药产业仍然有着非常良好的发展前景。再加上我国政府对生物医药领域不断加大的投资力度和政策扶持,未来我国生物制药产业将会成为推动国民经济发展的朝阳行业。
微生物是指个体难以或无法用肉眼观察的一切微小生物的总称,包括细菌、病毒、真菌、少数藻类以及一些小型的原生生物[1]。微生物个体微小、种类繁多,涵盖了众多有益和有害的生物种类,由于其体积微小、体表面积大、吸收多、转化快、自身生长繁殖迅速,已经被广泛应用于食品安全、医药医学、工农业、环境保护等诸多领域[2]。
由于现代科学技术发展迅猛,人民生活水平快速提高,各个领域间的技术发展也是飞奔猛进,人们在生产、生活中对化工产品的需求量越来越大,但是随之而来的环境问题却一直困扰着人们。
目前,我国的环境保护工作进入“以环境优化促进经济增长”[3]的阶段,而利用微生物进行环境治理是便捷、高效、无污染的措施。随着科学技术的发展,微生物技术的优势已经越来越明显,利用微生物进行环境治理已经不断深入和完善。实践表明,微生物技术将成为环境保护的重要手段。各国都在大力研发微生物技术,今后微生物技术在环境保护领域中将占据更高的市场。
随着工业的迅速发展,人口激增,进而带来的是一系列的大气污染问题,从而引起各种危害,如臭氧层被破坏、酸雨发生越发频繁、温室效应等。F主要从4个方面介绍微生物在大气污染治理中的应用,包括NOx的微生物净化技术、微生物烟气脱硫技术、微生物除臭技术、二氧化碳的微生物固定技术[4]。
NOx的微生物净化技术原理是利用脱氮菌在外加氮源的环境下,将大气中有害气体NOx还原成无害气体N2,在进行还原的同时,脱氮菌利用NOx作为氮源营养物质进行自身增殖,如此循环还原,从而达到多次净化的作用[5]。爱德荷国家工程的实验室研究人员利用脱氮菌进行脱氮,已经将氮净化率提高到99%[6]。该方法能有效去除废气中的NOx,因其工艺流程简单、能源消耗低、净化效率高、无二次污染、能进行循环利用等优点,可以推广用于其他工业有害气体的治理,从而达到有害气体的再利用。现在,各国的科学家正在研究将NOx的微生物净化技术与细胞固定化技术相结合,从而寻找对有害气体NOx进行净化的更便捷、易操作的方法。
现阶段,对烟气中的SOx、H2S的治理有2个方法:一种方法是利用化学反应原理,将SOx、H2S转变成H2SO4;另一种方法便是利用氧化亚铁硫杆菌的特性,吸收大气污染中的SOx,同时利用吸收液中的微生物使Fe2+和Fe3+进行相互转化。由于Fe3+具有较强的氧化性,是良好的氧化剂,所以Fe3+的浓度越高,氧化性越强,脱硫的速度也就越快[7]。同时,反应生成的Fe2+又可以作为氧化亚铁硫杆菌的营养源物质,转化成产物Fe3+,再次加快SO2的消化、吸收。研究表明,现在的氧化亚铁硫杆菌的脱硫率已经达到95%以上[8],并且脱硫技术可以运用于煤炭中硫的去除、工业硫化氢气体的净化。
由于工业气体污染包含多种污染成分,其中还夹杂着部分固体颗粒,产生臭气,故科学家研究出微生物除臭技术,用于处理工业污染引起的臭气。微生物除臭技术[9]是先将臭气溶于水中,然后运用微生物的体表面积大、细胞膜和细胞壁可以吸附溶于水中的臭气的特性,将臭气分解为可溶性物质,使工业污染中的臭气被消除;同时,微生物利用臭气中的成分作为自己的营养物质,进行自身的生长繁殖,增加了微生物的数量,加快除臭环节的进行。此技术净化效率高、成本低,是可以推行的工业除臭技术。德国、荷兰等国家已经开发了生物臭气处理装置,除臭效率可达1万~15万m3/h[10]。
二氧化碳污染是最常见的气体污染,可利用物理、化学技术进行去除,但微生物的各种条件更为优越,能在进行污染物治理的同时实现自身的生长繁殖,故使用微生物进行碳的固定,产生许多有利的物质,如有机酸、多糖、维生素、氨基酸等。常见的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真养产碱杆菌等进行固定作用,分解二氧化碳[11]。
微生物对工业废水进行处理的方法是利用其生化反应,通过酶催化对工业废水起到转移和转化作用,从而使工业废水得到净化、循环利用。微生物技术处理工业废水主要是进行有机物的降解、重金属离子的处理及其他物质的除杂。
微生物降解污水中的有机物是利用微生物的新陈代谢过程中需要进行物质间的吸收利用,产生容易分解的代谢物,周而复始,使污水中的有机物被分解完全[12]。
20世纪70年代微生物絮凝剂已经问世,其来源为微生物,来源广泛,安全性高,是自然的新型水处理剂[13],现已经应用于高浓度、难治理的农药废水中。高效微生物的研究应用是解决农药废水实现高效、快捷处理的关键[14],可以利用EM菌、小球绿藻、芽孢杆菌等对农药残留的有机磷、硫等物质进行消化吸收。经过科学家们的研究,降解率已经从72.3%[15]升高至99.7%[16],同时,中国科学院与中国科学院武汉病毒研究所从污泥中分离出假单细胞,其在18 h内能将1 000 mg/L甲胺磷降解75%左右[17]。
微生物治理重金属离子主要是靠真菌,由于真菌生长速度快、菌丝绵长、附着力强,利用静电吸附作用和霉菌体内的催化转化作用及络合作用,使重金属被吸附消化[18],而且微生物的代谢产物可以自行分解,具有成本低、效率高的优势。近年来有研究表明,已经利用微生物从废水中分离、净化、回收铜、汞、铬等重金属,多次净化率高达99.9%[19]。
另外,1998年Kuhn[20]利用海藻酸钠固定生支动胶菌除去溶液中95.9%的Cd2+。至此,科学家开始利用各种生物技术与现代科技技术相互结合,除去了废水中99%的重金属离子,实现了废水再利用,达到了净化水质的效果。
废水中除了有机杂质、重金属外,还有其他有色颗粒存在。目前,对有色废水的处理是采用微生物絮凝剂进行脱色,该处理剂是利用生物分解性,将细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而成。研究表明,它克服了无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷,现在已经研发了微生物絮凝剂NOC-1对发酵后的有色废水、造纸碱性黑液等进行脱色,发现其脱色效果显著,可使废水变为清澈、透明[21]。
19世纪末,经济日益增长,环境问题越发严重,随着微生物治理方法的出现,标志着人类利用微生物进行环境保护的工程开始,经过上百年的研究,微生物已经在治理环境中被广泛应用。
微生物由于代谢类型的多样化,几乎能降解环境中的各种天然物质,尤其是有机化合物。现在国内外已经普遍采用微生物技术降解转化石油、农药、重金属、多氯联苯(PCB)等未能被利用的污染物。大量研究发现,采用红色诺卡氏菌与酿酒酵母结合,能够完全降解毒性极其稳定的多氯联苯[23]。日本环境科学与民间企业共同研究发现一种可以分解PCB的微生物,分解率可达64.5%[24]。中国科学院微生物研究所筛选出高效降解RDX的棒状杆菌、降解TNT的芽孢杆菌,其降解率高达90%以上。故微生物是现代工业发展的坚强后盾。
微生物无处不在,现在已经利用微生物的特性进行环境监控:用粪便污染指示菌(大肠杆菌、克雷伯氏菌)检测水质[25];用鼠伤寒沙门氏菌检验物质的突变性及致癌性[26];用荧光细菌的灵敏性快速检测环境中的毒物[27]。
固体废物中水分充足,营养物质充分,有大量的微生物群存在,在一定温度下,只要有适宜的条件,微生物便会大量繁殖,并进行生物分解,从而引发堆肥发酵,发酵后的堆肥可以为作物提供生长所需的养分。最近研究发现,白腐真菌对含苯的有毒物质具有很强的耐受、降解能力,有利于进行堆肥的处理[27]。
活性污垢是指经过人工培养,含有有机物和细菌的污水,经过微生物的不断生长代谢,产生絮状、有很强吸附能力的微生物团。活性污垢适用于工业废水、造纸、合成纤维废水等的处理,可实现废水净化与循环利用,从而提高物质的再利用率[28]。
微生物除了应用于大气、废水的污染治理外,还可以应用于其他方面的治理,例如生活垃圾、农药、土壤等处理。生活垃圾主要是白色污染,这需要运用微生物的分解原理,对塑料袋进行分解;农药残留主要是多余的有机磷、硫,引起藻类的疯狂增长,而导致赤潮、蓝藻水华等危害,近年发现可以利用EM菌抑制蓝藻的生长,同时控制水中氮的含量;土壤中微生物的利用方面,主要是利用根瘤菌起到固氮的作用,将空气中的氮转化为植物光合作用所需的物质,从而进行生命的正常活动;后期,开始利用嗜热及嗜温细菌、硝化细菌、蛋白及果胶水解微生物、固氮微生物和纤维素分解微生物对固体废物进行堆肥处理,让微生物快速分解并进行自身的生长,从而提高土壤肥力,利于作物生长[22]。
随着科学的发展,人类越来越重视环境保护,微生物环境保护的作用越来越重要,其体现的经济效益、环境效益引发企业、科学界的关注。微生物在环境保护中的发展呈现以下发展趋势。
为使物质资源得到充分利用并减少能源消耗,微生物污染治理趋向综合利用。根据各微生物的固有特性,如微生物菌体、微生物体内酶等将生活垃圾、固体废弃物制成沼气池发电,产生能源供人类使用。当前的微生物技术已经日趋成熟,由于其经济高、投资少、重利用率高的优点,已经成为各个发达国家青睐的城市垃圾处理途径。目前,世界各国有200多座垃圾沼气田处于运营阶段,不仅收获了电力资源,还获取了肥力资源。
早期工农业因追求经济效益而忽略环境治理,现在世界各国已经高度重视环境保护,正在研发各种环境保护技术措施,同时时刻关注重要的世界性环境问题,采取相应的方法防患于未然。微生物环保技术是首选的环境治理方案。现阶段各国正在研发微生物农药用以代替化学农药,从而减少化学农药带来的污染,如分解快、毒性低的微生物杀虫剂等。
目前,对微生物技术的研究都应放在基础研究与应用相结合上,大规模推广微生物技术,构建生物反应器,优化运行条件,研究新方法,高效地进行环境保护与污染治理。
微生物具有种类繁多、资源丰富、繁殖快、生存条件要求低的特点,根据现阶段国际社会对微生物的重视情况,各国应该继续开发微生物资源,使其应用于更多的领域。继续寻找新物种,如耐热性菌、抗耐性强的菌种、在特殊环境下仍可以生存的菌落,使之更多地用在环境保护上。同时,由于微生物结构简单,可以从分子水平对微生物进行深入研究,运用基因工程及生物技术,让微生物技术更好地服务于人类[29]。
综上所述,微生物在环境治理过程中起着重要的作用,应该对微生物进行更深入的研究,将其可利用率提高到最大化。目前,我国的微生物应用已经取得很大的成功,然而进一步的研究仍需要科技、经济的持续投入。大力开展以微生物技术为主体的环境保护技术研究,将推进微生物技术在环境保护中的应用,通过微生物技术的不断发展,满足国内需求,并占领国外市场。
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始于20世纪中叶的新技术革命,可称为第三次技术革命。它是在20世纪自然科学理论最新突破的基础上产生的,包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术等。近20年现代生物技术在环境保护及食品工业、医药卫生、农林牧渔等领域示了广阔的发展前景。植物生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植,也为社会生产带来了新一轮的革命。
随着植物生物技术的发展,转基因作物的种植面积不断扩大,我国主要是黄豆、玉米、棉花、油菜4种转基因作物,约占全球转基因作物栽培面积的99%,其中抗除草剂黄豆占63%,抗虫玉米占19%,抗虫棉花占13%,转基因油菜占5%。其他还有抗病毒南瓜、番木瓜、抗虫土豆、水稻和甜菜等。各国加大转基因植物研究开发,取得了重大突破,进入田间试验的转基因,作物已超过500多种。中国等发展中国家是采用转基因作物最迅速的国家,我国于80年代初期后开始启动,在基因组研究和转基因技术等重要关键技术方面取得了一系列重大突破。
自从孟德尔发现遗传规律,杂交优势被揭示之后,利用植物基因工程的原理和方法,进行栽培作物的遗传育种和新物种的创造。当前,已创造了一批不育系,并生产上得以应用,最典型的例子是油菜和烟草不育系培育。
2.1抗除草剂作物。全世界目前约有2000多个品种的除草剂。除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草生长前就施用,而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。因此,抗除草剂的转基因作物是最理想的途径。1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另有人把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物,从而保证宿主植物免受其害,该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。还有人用基因突变的方法改造除草剂作用底物特定位点上相应氨基酸残基,从而阻止除草剂与酶的结合及生物功能的发挥。抗除草剂的转基因植物将给农业生产,特别是大面积的机械化生产带来极大的方便。目前已商品化的转基因抗除草剂作物有大豆,玉米,棉花,油菜,向日葵。由于抗除草剂作物在选育过程中具有耗资少,周期短,见效快,无污染等特点,越来越受到人们的关注。
2.2抗昆虫作物。植物病虫害数目多达数百种,几乎所有作物在生长期内都会遭受到不同程度的危害。全世界因虫害所造成的粮食产量损失占14%左右。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫。一方面,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上;另一方面,化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留,害虫的耐受性,环境污染等严重的问题。而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外,还具有成本低,保护全,特异性强等优点,成为当前研究的热点。1987年,比利时科学家首次成功地将Bt(Bacillusthuringiensis,Bt)毒蛋白基因导入烟草,美国用农杆菌介导法将Bt基因导入壳籽棉,育成世界上首例抗虫棉,棉铃虫危害率下降50%。
2.3抗线年首次报道提纯的菜豆几丁质酶具有抗真菌活性以来,已经相继从菜豆、水稻、烟草、油菜、马铃薯、小麦、玉米和甜菜等多种植物中克隆到了几丁质酶基因,对立枯丝菌等20多种真菌表现出体外抑菌活性。将几丁质酶等基因导入番茄、马铃薯、莴苣和甜菜,达到抗线抗重金属作物。由于人类活动,矿山的开采,工业化进程的加剧,空气,土壤,水体面临着越来越严重的重金污染,不但严重影响作物的产量和品质,更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复,超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长,生物量低,植株矮小,因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。富集重金属的相关基因不断克隆,应用转基因技术提高植物对重金属的耐性已取得一些重要进展,一些转基因植物地上部分表现了较高的重金属离子富集量,并在污染土壤的生态恢复中进行了初步应用。
2.5抗病毒作物。传统的抗病毒作物,是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种,然而抗病植株常会转变为感病植株,而且作用范围较窄。目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。如1986年美国华盛顿大学已将烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因转移到烟草、番茄中。除上述以外,我国还将黄瓜花叶病毒(CMV)卫星RNA基因转入烟草,番茄,黄瓜,马铃薯x病毒(PVX)的CP蛋白基因转入马铃薯等。其中烟草抗TMV工程植株已进入大田试验。
微生物农药具有对人畜安全,不破坏生态平衡,害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢,专一性强,受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。20世纪70年代末国外就把苏云金杆菌伴孢晶体毒素蛋白基因(BtICP基因)转移到大肠杆菌和枯草杆菌中,通过发酵工程进行工业化大量生产,降低了成本,提高了产量。目前已转到假单胞杆菌中,由于该菌对环境适应性强,土壤中广泛存在,可望成为更优良的细菌杀虫剂。我国对杂合毒素基因的广谱苏云金杆菌Bt新毒株的研究也在进行之中。
综上所述,随着现代生物技术发展,植物生物技术将在社会生产和实践中的应用越来越广阔。相信不久的将来,随着我国现代生物技术的发展,我国的社会生产将获得突飞猛进的发展,将会迎来更加美好的未来。
有人会把生物科学与转基因结合在一起。事实上,转基因只是生物科学技术中的一部分,从业者都需要具有很高的职业道德。这么高端的科学技术,其实是能够运用到日常生活用品中的,比如化妆品、美容膏、绿色食品等。目前热销的运用生物科学的化妆品、食品,虽然不能够起到像广告中所述的“延缓衰老”这样夸张的作用,但却昭示了一个趋势,就如同乔布斯预言:“如果未来有一种专业的发展前景可以超过苹果机,那便是生物科学技术。”
生物科学(技术)是科学技术发展的产物,是近十年来才出现并发展起来的学科,目前位于最具发展潜力十大专业排名之首。“十一五”期间,我国生物技术进入大规模产业化阶段,并开始进入产业盈利期。生物技术和产业化将是我国“十二五”布局的重点。“十二五”规划中,将进一步推动具有自主知识产权的生物技术产业化,促进生物产业集群化和国际化发展。这无疑将为生物技术从业者带来更多的机遇。
据河北农大生命科学学院副院长杨学举教授介绍,生物技术专业是一个涉及面广泛且技术要求很高的专业。杨院长主攻植物新品种选育(小麦高产超高产新品种选育、优质专用小麦新品种选育),植物遗传资源的鉴评与创新,以及小麦产量性状与品质性状的遗传与相关工作等。
目前生物技术专业的专业主干课程不但有高等数学、无机及分析化学、有机化学等基础学科,还有植物学、动物学、微生物学、遗传学等多种类似的学科,更有细胞工程、基因工程、微生物工程、酶工程等高科技学科。除了要学习书本上的专业知识外,还要进行大量的实验,比如生物工程下游技术、发酵工程设备等方面的基本实验技能。而除了技术操作层面的知识,生物技术专业的学生还要熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规;了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及生物技术产业发展状况。因此,这是一门对学生综合素质要求极高的学科。
针对社会上流传的生物技术专业毕业生的“四不像”处境——“当生物老师比不过师范毕业,进工厂比不过化工专业,去药厂比不过制药专业”的看法,杨院长给予了否认的态度。在他眼里,生物技术广泛的课程涉及工业、医药、食品、农业、林业、微生物、发酵各个方面,也是生物技术专业学生的优势所在,因此生物技术专业的毕业生基础更广泛、就业选择面更宽、可塑性更强。
根据记者的调查,仅河北农业大学生命科学学院2009年、2010年毕业生便约有75%的人选择了继续深造,研究生毕业后有的人选择留校从事教育工作,有的人在生物医药、生物化工、轻工、食品、能源、环保等行业的高新技术企业从事相关产品、工艺及装备的研究、开发、设计、管理及市场营销等工作,也有的在环保、商检、药检、海关、工商、税务和政府管理部门从事相关的监督管理工作,或在高等院校、科研院所从事教学和科研工作。而如今的毕业生,还可以去高科技生物医药类的公司,如果自己创业,国家还有优惠政策和创业资金。我国政府正在从不同层面大力推动生物技术产业的发展。无论是技术研发还是产业化示范,都有政策、财政以及税收等不同方面的支持。
其中,一些生物技术专业毕业的学生,找到了令人艳羡的“归宿”。有的在医药器械厂当了医药代表;有的去了生物医药公司从事发酵工艺有关的工作;有的进了事业单位技术监督局,有的进了中科院研究所从事有关DNA测序、转基因作物的研究以及新能源的开发工作等等。
去年从中国科技大学生物技术专业毕业的小刘称,自己目前在石家庄某药厂做药厂质检员,虽然药厂的规模不是很大,但是效益还是不错的,她工作也比较得心应手。今年药厂打算送她继续深造,以增强自己的专业技能知识。毕竟做这一行,小刘说,上升空间非常大,而且实用性也很强。只要对自己及所学的生物技术有足够的信心,在大学期间不断充实自己的专业知识和专业技能,将来就会有广阔的发展平台。
随着社会对生物科学行业需求的增加,国家对该专业的重视程度也在不断提高,在行政事业单位也设置了一些关于生物技术的岗位。此外也可以选择去中小型企业做医药代表、化妆品工程师,从基层做起。
随着社会的进步,经济的发展,人们观念的转变,化妆品不再只是舞台上表演所需的东西了,在日常生活中越来越多的人需要化妆产品,过去人工合成单一的化妆品已经不能再满足人们的需求,人们追求更高质量的产品。这么大的化妆品市场需求要求化妆行业有专门的技术人员来开发、研制、改进、改良化妆品配方。
去日化公司做化妆品研发工程师绝对算千万个女生心目中的“白富美”工作之一。这种职业就是根据市场需求,使用符合化妆品安全标准的日用化工原料,进行化妆品配方研发并组织试产,测试其作用机理及功效。
而不同于很多女生心目中的畅想,化妆品研发工程师的日常工作实际上是非常严谨的,包括:负责化妆品原材料的测试、开发以及测试方法的建立; 根据开发计划进行新化妆品的配方开发和研制工作,进行新化妆品的配方稳定性、包材相容性测试,以及微生物竞争测试; 总结新化妆品的开发经验,改善老化妆产品配方,提高化妆品品质;组织新化妆品试产并制订相关标准操作规范、化妆品检验规范,指定化妆品内控以及化妆品原料的检验指标。这四个方面,每一个方面都对从业者的自身技术素养及心理素质有着很高的要求。
而生物技术专业毕业的学生,从事化妆品工程师这份职业就很有优势,这主要体现在他们所学的专业课与日常实践上。首先,植物学、植物生理学奠定了他们充分的知识储备,有利于化妆品工程师从植物中提取天然无害物质作为化妆品的原材料;无机及其分析化学、有机化学能够帮助他们在工作中改善老化妆产品配方,提高化妆品品质,持续改进化妆品性能;微生物学的理论知识能够让他们从事微生物竞争测试,提高产品效能。更不用提生物技术专业的学生大部分时间在实验室中度过,动手操作能力较强,符合化妆品工程师职业技能的要求。
生物技术专业对口的毕业生从事化妆品工程师,工作第一年可拿到月薪5000元左右,待积累更多经验后月薪可达10000~20000元左右。
生物技术的快速发展,已引起国际社会的普遍关注,有人高兴,有人担忧。然而在这个领域,关于人类胚胎学的研究始终受到法学界、社会伦理界、社会学家的普遍批评,他们强烈呼吁禁止人类胚胎干细胞的研究。对于从业者来讲,就务必做到恪守基本的伦理道德了。
首先,与其他科研类专业相同,生物技术的从业者要有正确的人生观价值观、基本道德素质。二十一世纪是生物科学的世纪,生物科学将会在本世纪发展到一个新的高度,从而对人类产生重要的影响力。但是从业者在工作的过程中,还要坚守住固有的伦理道德,比如面对一些克隆杂交、基因重组的技术手段,我们要适可而止,不能够让这些相悖于自然规律的成果危及子孙后代。
我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上。短短的30年的时间,我国生物制药领域发展迅速,已是航空航天、信息技术等7个高技术领域之首,成为我国一些城市新的经济增长点和新的支柱产业。据有关部门预测,未来我国生物技术药物,年增长率将不低于25%,年总产值将超过20亿元,发展前景十分看好。
2010年1-11月中国生物制药市场销售额达到1112.7亿元,2000年其市场销售额仅为75亿元。2010年下半年,生物医药产业被列入重点培育和发展的七大新兴战略产业(节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等)。伴随全球生物制药领域的高速发展,我国生物制药产业呈现勃勃生机。
2.1.1 政府的政策对医药企业产生有最直接的影响。生物制药的处方药属性明显,具有特殊的销售渠道,如医院等,因而导致了其更容易受到国家政策制度的影响。
2.1.2 新医改的不断推进有助于我国整个医疗卫生体制的改善,但改革存在地区性的差异和滞后。
2.1.3 我国的生物制药产品以仿制品为主,与国际技术存在差距,技术的开发研究则需要政府的政策扶持与大量资金支持。
2.2 技术创新相对于生产环节,真正创造高额价值的是新药的研发。我国生物制药企业规模小,重生产,轻研发,与研究型机构脱节。与国际先进技术水平相比,平均落后3—5年,90%以上的现有生物制药以仿制品为主。
2.3.1 目前生物制药的同类产品生产企业较多,水平低,缺乏有国际竞争力的领头企业带动,引发激烈的价格竞争。重复生产同时又会导致运营效率低,消耗大量的物质资源和人力资源。
2.3.2 生物制药园区数量多,水平低,分散明显。大多数地区资金缺乏、技术创新能力弱,缺乏核心技术、创新型人才、研发与生产销售的配合等关键要素。
2.4 投资机制。我国科技投入明显不足,R&D经费远远低于发达国家。多数企业,尤其是中小型企业的发展受到资金的制约。政府对企业的资助占总额比例偏低;项目资金的审批手续复杂,及时性差,批准率低,缺少融资基金。
2.5 知识产权我国医药产业领域普遍存在知识产权保护意识淡薄的现象,使得具有价值的生物制药科研成果未能得到法律保护,导致技术的流失。
2.6 人力资源我国高校、研究所、生物园区的分布格局造成研究型人才相对集中、分布不均,缺乏综合性的高素质研究型人才。我国正处于与世界接轨的特殊发展时期,制药企业整体上还缺乏产业化、国际化的高素质科研人才。
3.1.1 我国对生物技术的投入与发达国家差距不小。美国NIH生物技术基础研究的预算在五年前的基础上翻倍,达到了200亿美元;欧洲国家也都以调拨专款的形式支持生物技术发展。因此,我国政府应继续加大资金投入力度,促进前沿技术的开发和技术创新能力的提高。
3.1.2 加强宏观调控,优化资源配置。生物制药业低水平重复生产造成资源的严重浪费,急需政府在宏观层面进行合理的引导和有效的控制,规范市场环境。
3.1.3 保护知识产权。知识产权保护关系到生物制药产品的创新。由于法律的不够健全,国外竞争对手抢先申报专利,导致国内的前期开发前功尽弃。政府要将我国的新药知识产权作为重点保护对象,加快健全相关知识产权保护体系。
3.2 正确资本运作,增强企业实力。巨额的前期研发投入是企业发展的动力。解决资金投入不足问题需利用金融手段。
风险投资逐渐成为国内生物产业融资的新途径。近几年创业板的推出很大程度解决了资金问题。在风险与成长同在的资本运作环境下,我国生物制药业的发展有赖于自身实力的增强,有效利用有利于发展的政策资源,抵御金融市场的负面影响。
3.3 加大生物制药企业研发投入。相比研发能力较高的国外药企,国内药企研发水平低,规模小,科研实力弱。应加快建立完善现代企业制度,增加创新型生物制药产品的投入,鼓励高校和科研所的加入。民营药企资产规模小,资金有限,但研发成果市场化程度高。对于民营药企,应制定有利的政策制度,创造参与研发项目申请的有利条件。
3.4 科学合理地建设生物制药园区。我国的生物制药园区应与各地高校、研究所应当尽量集中在相近区域,以便建立密切的联系,增进合作。一方面,生物制药企业与高校的合作能够提高在校学生的实践能力,培养创新思维;另一方面,高校可以为生物制药企业输送高素质的科研技术人才。
3.5 重视综合型高素质人才。为储备更多的生物技术研发人才,应当着重培养国内人才和积极吸引海外人才,共同致力于我国生物制药的发展。
国内人才的培养应涵盖从事基础研究的生物制药技术人才;医学、生物学、药学信息技术人才;负责企业运作和整体规划的管理人才;维护国内生物创新技术知识产权的法律人才。发达国家的生物制药业具有很高市场化程度,企业研发的资金运作机制也较为成熟。因此海外人才的引进还应当重视金融人才,为我国生物制药的发展带来前沿投资理念和运作模式。
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