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生物技術的發展前景及趨勢范文1
關鍵詞：生物制藥技術；發展現狀；產業化
我國生物制藥產業具有起步晚，發展滯后的特點，但在國內龐大市場的推動下，我國生物制藥產業仍然有著非常良好的發展前景。再加上我國政府對生物醫藥領域不斷加大的投資力度和政策扶持，未來我國生物制藥產業將會成為推動國民經濟發展的朝陽行業。生物制藥在這樣的情形下面臨著嚴峻的考驗，在過去的發展過程中，已經取得了很好的成績，但是發展也進入了一個相對的穩定期，這樣想要更好的發展，就面臨著嚴峻的考驗，應該加大問題分析的廣度與深度，只有這樣，我們的問題才會取得更好的效果。
一、生物制藥原理
生物制藥，簡單的說，就是利用生物活體來生產藥物的方法。有時特指利用轉基因動植物的活體作為生物反應器來生產藥物，如利用轉基因玉米生產人源抗體、轉基因牛乳腺表達人α1抗胰蛋白酶等。而生物藥物是指利用微生物學、醫學、生物學、生物化學等學科的研究成果，在生物體、生物組織、細胞、體液內，綜合運用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法用以制造的一類用于預防、治療和診斷的藥物制品。盡管生物制藥是一種新興的技術，但其發展速度非?？欤幠Ｒ舶l展的也極其壯大。目前，全國來看，已有近一半以上的藥品屬于生物制藥，尤其在合成分子結構復雜的藥物時，其優點更加顯著：操作簡單，提高效率，經濟適用且市場廣闊。
二、生物技術藥物的分類
自從人類基因組計劃完成以來，結構基因組，功能基因組，蛋白質組等研究計劃相繼起動。這為生物技術的發展注入了強大的活力。各國對此十分重視，并把生物技術產業的發展作為國家經濟發展中新的增長點之一。生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出準確的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。第一代重組藥物是一級結構與天然產物完全一致的藥物，第二代生物技術藥物是應用蛋白質工程技術制造的自然界不存在的新的重組藥物。自1982年第一個重組藥物――人胰島素上市以來，第二代生物技術藥物正在取代第一代多肽、蛋白質類替代治療劑。重組蛋白質和重組多肽藥物：即利用DNA重組技術，將重組對象的基因插入載體，拼接后轉入新的宿主細胞，構建成工程菌（或細胞），實現遺傳物質的重新組合，并使目的基因在工程菌內進行復制和表達，最后將表達的目的產物純化并做成制劑，得到重組多肽、蛋白質類藥物。重組DNA藥物：基因治療是指向靶細胞或組織中引入外源基因DNA或RN斷，以糾正或補償基因的缺陷；關閉或抑制異常表達的基因；刺激產生相應的抗體，從而達到治療和預防疾病的目的。其他生物技術藥物：如微生態制劑，另外還有利用生物技術生產的血液代用品、腫瘤疫苗等等。
三、我國的生物制藥技術發展現狀及趨勢
與美國等西方國家相比，我國在生物制藥技術的研究方面相對起步較晚，且在早期受經濟、技術以及其他因素的限制。目前我國的生物制藥技術已經取得了一定的成就，并且生物制藥產業也在逐漸形成并不斷擴大規?！，F如今我國己經在腫瘤、心腦肺血管、免疫以及內分泌等諸多疾病的藥物研制中充分應用了生物制藥技術，研發出大批特效新藥，為這些疑難病癥的治療技術水平提高提供重要支撐。但相對來講，我國當前的生物制藥技術水平還是落后與西方等發達國家，且在發展中還是存在著一定的問題與不足，及新藥研發力度不足、融資渠道不通暢、研發成果轉換困難等三個方面。從當前的發展形勢來看，我國未來生物制藥技術的發展趨勢主要體現在以下幾方面。
（一）生物制藥產業呈現集群式發展
經過多年的發展和市場競爭，加上政府不失時機地加以引導，我國生物技術、人才、資金密集的區域，已逐步形成了生物醫藥產業聚集區，由此形成了比較完善的生物醫藥產業鏈和產業集群。這些產業集群對于促進生物制藥產業的發展具有重要的作用，使得生物制藥整體產業鏈得到優化，在生產效率方面得到大幅提升。我國生物制藥產業以后仍會朝著這一方面快速發展。政府也將會加大投資力度、重點建設產業集群區，在基礎設施、配套服務業、研究開發、服務創新、教育培訓和風險投資等方面進行發展和創新，為生物制藥產業集群發展提供良好的發展環境。
（二）生物醫藥技術向產業化推進
我國生物醫藥技術當前很大一部分還停留在科研方面，并沒有有效地轉換為生產力，這不僅浪費了很多的資源，也使得我國的生產實踐跟不上研發，造成了生產的滯后狀況。生物醫藥技術向產業化推進要求企業通過委托外包策略，建立技術同盟，形成優勢互補，使得自身能夠專注于自身專長方面，從而能夠降低生產成本、提高競爭優勢。我國生物制藥公司在未來發展過程中，勢必會朝這一趨勢發展，通過外包方式進行新藥開發，將技術較強的研發內容分包給具備研究實力的小型公司來完成，充分發揮小公司在某些領域的技術優勢，共同開發新藥，大大提高新藥開發效率，使新藥研發周期縮短，實現技術與資金互補。
四、結束語
生物制藥技術是在科技不斷發展的推動下逐漸形成的，這是一種利用生物化學技術、免疫技術、微生物技術等諸多生物技術為基礎而發展得來的現代高新技術。本文主要分析了當前我國的生物制藥技術發展現狀以及存在的問題，并指出其未來的發展趨勢主要是向著產業化發展，從而為我國的醫藥行業做出更大貢獻。
參考文獻：
生物技術的發展前景及趨勢范文2
關鍵詞：環境生物技術,微生物,生物凈化,生物修復,生物降解,反應器
環境生物技術(environmental biotechnology)是利用生物的生理活動，高效凈化污染環境以及將污染物轉化為資源的人工技術系統。作為一門新型的邊緣學科，主要涉及生物技術、工程學、環境學和生態學等學科，不僅包含了生物技術所有的特點，還融合了環境污染防治以及其他工程技術, 其核心是微生物學過程［1］。它是近20年來產生的一門多學科相互滲透的新興邊緣學科,環境生物技術可以按技術難易劃分為三類［2］ 第一類是指以分子生物學技術為主體,以基因工程為主導的污染控制與監測技術,包括構建降解殺蟲劑、除草劑、多環芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌,創造抗污染型轉基因植物等。第二類是以目前大量應用的經過改革與創新的生物處理技術,如生物流化床法、上流式厭氧甲烷發酵法和變形活性污泥法等等。 第三類包括：生物穩定塘、人工濕地和污染控制資源化生態工程等自然凈化系統。 本文僅討論后兩種環境生物技術。
1.環境生物技術的特點
作為高新技術之一的生物技術用于污染治理已有悠久的歷史。但是,由現代生物技術和環境工程技術相結合的環境生物技術,是20世紀 80年代才誕生于歐美地區［3］。 環境生物技術是21世紀國際生物技術的一大熱點領域,它將在環境治理上發揮著重要的作用。環境生物技術產生、發展及演變與一系列的環境污染問題有著密切的聯系。 近年來,隨著細胞融合技術、基因工程技術、分子生物技術等的發展,環境生物技術得到了進一步的發展。生物與環境之間既有對立的一面,又有統一的一面,生物體靠體內調節和變異來適應環境變化,同時通過自身來影響和改變環境。 環境生物技術擁有許多其他方法不可比擬的優勢,如微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化,具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢。用生物方法處理污染物的最終產物大都是無毒無害、穩定的物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷等,通?？梢徊降轿?避免了污染物的多次轉移,因此它又是一種消除污染安全而徹底的手段。另外,生物處理技術的產物或副產品,大多可以較快生物降解的,并可作為資源加以利用,有助于把人類活動產生的環境污染減到最小程度。生物技術還易于進行大規模操作,一些生物曝氣池、生物濾池的容積之大,也是其他工藝望塵莫及的。 生物方法還可以就地利用天然水塘或土壤層作為污染物處理場所,這可大大降低處理費用。因此生物技術在環境領域的應用將是勢不可擋的。 環境生物技術具有深遠的發展前景,特別是對于尋求用低成本解決環境問題的發展中國家具有極大潛力。
目前，環境生物技術在廢水處理、廢氣處理、環境監測、污染檢測和補救、毒性鑒別等諸多領域的應用研究已經開始進行［4］ ,有些也已取得了初步成果，但是環境生物技術的潛在優勢還遠沒有引起人們的重視。
2 環境生物技術的應用
生物技術在環境方面的應用主要有：用植物和微生物清除環境污染物、毒物；用生物傳感器監測污染；用微生物殺蟲劑代替化學殺蟲劑等。運用環境生物技術進行水污染治理，是目前采用的主要技術措施，它具有以下優點： ①生物既具有很強的吸附力，又具有良好的沉降性,處理效果好； ②生物具有很強的降解能力，處理效率高； ③可處理水量大,方法成熟； ④成本低,無二次污染。 生物法在處理污水時所起的重要作用已受到關注,它在環保領域中的應用還有待于進一步研究和拓展，以下幾點是環境生物技術在環境污染治理方面的具體應用。
2.1生物修復
有毒化學品尤其是石油、有機氯化物、化學聚合物等造成的污染已成為世界性問題,在各種清除污染物的技術中，生物修復是最有前途的技術之一。 生物修復即生物除污，是指生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染的環境、消除環境中的污染物或修復由于對生態系統管理不善造成的損害的一個受控或自發進行的過程。不同類型的生物都有不同的生物除污作用。例如：利用植物吸收污染物(植物除污) 是一個正在興起的研究領域。 植物修復技術是以植物忍耐和超量積累某種和某些化學元素的理論為基礎,利用植物及其共存微生物體系清除環境中的污染物的一門環境污染治理技術［5］ 。
2.2 生物監測
傳統的環境監測以化學分析用成熟的儀器為主,當代生物技術發展了生物監測為主的新手段,如通過測定微生物的酶和細胞基因等監測環境的變化。 目前研究較多的有生物發光菌、鹵素呼吸菌、苯乙烯降解菌等,主要監測水體中的有害物質和海水中藻類的爆發。
2.3 微生物降解技術
微生物對污染物質的代謝、轉化及降解作用,是當今環境污染控制研究中最活躍的領域之一。 許多微生物和原生動物可以凈化廢水，傳統的生物處理技術大多是對自然生長的微生物群體加以馴化、繁殖利用，對污染物的降解水平較低。 20世紀70年代以來，針對一些特定的有毒廢水或成分單一的高濃度有機廢水,已選育出具有較高降解活性的菌種,并進行純培養后用于廢水處理，已初步顯示出一定的優越性，成為近年來利用生物處理廢水的一種常用方法。微生物在廢水處理中的特殊作用將不斷得到挖潛,而且用微生物來處理環境污染物是一種安全、經濟的方法。
2.4 生物發酵技術
生物發酵工程涉及最早的領域是廢水生物處理。目前關注的生物發酵技術主要有： ①水解- 好氧生物處理法( H/ O 法) ,其特點是將厭氧過程控制在水解和酸化階段。用H/ O 法處理表面活性劑廢水、焦化廢水和印染廢水等難降解工業廢水,其效果十分顯著,COD 去除率較常規法提高20 %～30 %；處理城市污水時,其出水COD 濃度
2.5 生物強化處理技術
為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質的方法. 主要強化方法有:
①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。 日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果［6］ 。 ②生物- 鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽如鐵、鈣、鎂等,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉) ,形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高去除污水磷的效果。 ③生物- 活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每克活性炭去除1～3gCOD ,分解廢水毒性能力增強,同時還顯著提高了脫氮水平 。
2.6 生物反應器技術
生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。該法主要應用于制藥、食品、精細化工等行業。其特點是：容量大,連續運行,自動化控制,操作簡便。 美、英、德、日本等現大量生產現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜；供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。我國的北京、上海等地也在積極開發研制。目前,2000m3的反應容器已經問世。 雖然其處理能力較低,造價較高，但其管理方便,運行費用低，所以歐美地區約有70 %的污水處理廠采用該技術⑸ 。
2.7 微生物絮凝劑的應用
微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑，這些都是目前使用的無機或有機合成高分子絮凝劑等所不具備的。 通過細菌、真菌等微生物生產出的生物絮凝劑由于具有降解性能好,使用成本低,不會導致二次污染等優點已廣泛應用于工業廢水處理中。目前,已篩選出19 種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種［3］。 隨著生物技術的發展,生物絮凝劑的開發與應用具有良好的發展前景。
2.8 生物凈化技術
生物凈化處理包括穩定塘和土地處理系統。 穩定塘是污水處理技術中最簡單的一種,其特點是結構簡單,工作可靠,不需要什么特殊技術就可連續處理污水。 一般停留時間較長,需占用較大的土地面積。 可用于污水的一級、二級處理。 土地處理系統是利用土壤及其微生物、植物根系的凈化能力處理污水,同時利用污水中的營養元素和水分促進農作物、牧草或樹木生長,具有一定的生態效益和經濟效益。 其特點是投資少,能耗低,易管理和凈化效果好。 若這兩個系統有機結合,可實現污水的二級、三級處理。 由于穩定塘系統比正規污水處理廠更能有效的去除有機化合物及N、P 等,由厭氧塘、兼性塘、好氧塘串連而成的穩定塘系統已成為二級處理的有效替代方法［7］。
2.9固定化微生物技術
它是生物工程領域中的一項新技術。 進入20 世紀80 年代以后,國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,并取得了令人矚目的成果。 隨著現代生物工程技術的不斷發展,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌脫色菌、脫氮、脫磷菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質的治理有明顯的優勢。
3 環境生物技術的發展趨勢
環境生物技術是我國的一個重要發展領域,也是解決環境問題的根本措施。應結合我國國情進行急需的環境生物技術研究, 從國內外的研究與應用現狀可知,目前環境生物技術最有應用前景的領域是高效的廢物生物處理技術、污染事故的現場補救、污染場地的現場修復技術以及可降解材料的生物合成技術。
3.1 生物反應器的研究與發展
厭氧與好氧工藝相結合,生物膜與活性污泥相結合的反應器將成為廢水處理反應器的主要發展方向。 其技術發展的總趨勢是在活性污泥中加入載體,發展既有固定載體又有流動載體,既有好氧又有厭氧固定膜的反應器,最大限度的增加反應體系中的生物量和生物類群,最高水平地發揮微生物降解污染物的生物活性,同時兼顧便于管理和降低運行費用。 高質量傳感器,信息傳輸與數據處理等構成的自動化控制系統,將在多種反應器中發揮作用,提高生物處理的效率,節約大量的人力,簡化操作程序。
3.2 利用生物技術實施資源化戰略
采用生物技術方法建立無害化生產工藝過程,實現廢水循環利用,同時將部分無毒有機污染物轉化為副產品,開發利用廢物生產甲烷,氫氣和燃料乙醇的多層次生物技術,增加由生物發酵處理有機廢物的資源化工程的種類和產品,充分實現廢物資源化。
3.3 建立各種生物監測手段
在環境中低濃度污染和沉積物中的污染物的研究方面,除繼續應用指示種、耐污種、敏感種以外,還應利用各種形態、生理、生化、遺傳的異常改變和群落多樣性指數,建立各種生物監測手段,其中生物傳感器技術具有廣闊的應用前景。
3.4 利用微生物進行生態環境修復
一些生態工程,如污水穩定處理、土地處理、固體廢棄物處理技術和方法在環境污染處理方面起到很重要的作用。 近年來人們更加重視土地、濕地、湖泊、河流的生態修復與重建工作,并發展用于環境修復的多種微生物制劑。 這方面的研究方向主要是對環境污染具有抗性的生物種類的篩選和培養。
另外,一些新的應用領域也引起了注意［8］，如超級工程菌的構建,從環境中分離篩選出的菌種，其降解污染物的酶活性水平有限，需要對這些菌株進行遺傳學改造。因此使近期的研究熱點從一般的篩選工作轉入到降解代謝途徑、降解酶系組成以及其遺傳控制機制上來。在此基礎上就可能實現用質粒
轉移、分子育種和基因重組技術構建有特殊功能的超級工程菌。人工構建的能夠生物降解污染物的基因工程菌，具有生長繁殖迅速，絮凝性能好和對難生物降解污染物的較高降解活性。
生物技術的發展前景及趨勢范文3
主題詞：生物；制藥技術；思考
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
生物技術藥物(biotech drugs)或稱生物藥物(biopharmaceutics)是集生物學、醫學、藥學的先進技術為一體，以組合化學、藥學基因（功能抗原學、生物信息學等高技術為依托，以分子遺傳學、分子生物、生物物理等基礎學科的突破為后盾形成的產業。
1 生物制藥
目前生物制藥主要集中在以下幾個方向：
1.1 腫瘤 在全世界腫瘤死亡率居首位，美國每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達54.7萬。用于腫瘤的治療費用1020億美元。腫瘤是多機制的復雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會急劇增加。如應用基因工程抗體抑制腫瘤，應用導向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤(如應用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)?；|金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。
1.2 神經退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療，胰島素生長因子rhIGF-1已進入Ⅲ期臨床。神經生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經營養因子)用于治療末稍神經炎，肌萎縮硬化癥，均已進入Ⅲ期臨床。美國每年有中風患者60萬，死于中風的人數達15萬。中風癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，Cerestal已證明對中風患者的腦力能有明顯改善和穩定作用，現已進入Ⅲ期臨床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。
1.3 自身免疫性疾病 許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風濕性關節炎、多發性硬化癥、紅斑狼瘡等。風濕性關節炎患者多于4000萬，每年醫療費達上千億美元，一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。
1.4 冠心病 美國有100萬人死于冠心病，每年治療費用高于1 170億美元。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業的重要增長點。Centocor′s Reopro公司應用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復心臟功能取得成功，這標志著一種新型冠心病治療藥物的延生。
基因組科學的建立與基因操作技術的日益成熟，使基因治療與基因測序技術的商業化成為可能，正在達到未來治療學的新高度。轉基因技術用于構造轉基因植物和轉基因動物，已逐漸進入產業階段，用轉基因綿羊生產蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉基因動、植物將成為未來制藥工業的另一個重要發展領域。
2 制藥新技術分析
未來生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。 生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出準確的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。
除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。
除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。
各種新技術的出現有助于新藥物的開發。計算機模擬和分子圖像處理技術(例如原子力顯微鏡、質量分光儀和掃描探測顯微鏡)相結合可以繼續提高設計具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設計的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會成為越來越有用的工具。例如，美國食品藥物管理局(FDA)在藥物審批的過程中利用Dennis Noble的虛擬心臟模擬系統了解心臟藥物的機理和臨床試驗觀測結果的意義。這種方法到2015年可能會成為心臟等系統臨床藥物試驗的主流方法，而復雜系統(例如大腦)的藥物臨床試驗需要對這些系統的功能和生物學進行更為深入的研究。
藥物的研究開發成本目前已經高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會迫使醫藥工業對技術的進步進行巨大的投資，以增強醫藥工業的長期生存能力。綜合利用遺傳圖譜、基于表現型的定制藥物開發、化學模擬程序和工程程序以及藥物試驗模擬等技術已經使藥物開發從嘗試型方法轉變為定制型開發，即根據服藥群體對藥物反應的深入了解會設計、試驗和使用新的藥物。這種方法還可以挽救過去在臨床試驗中被少數患者排斥但有可能被多數患者接受的藥物。這種方法可以改善成功率、降低試驗成本、為適用范圍較窄的藥物開辟新的市場、使藥物更加適合適用對癥群體的需要。如果這種技術趨于成熟，可以對制藥工業和健康保險業產生重大影響。
3 結束語
綜合多學科的努力，通過新技術的創立可以大大拓寬發明新藥的空間，增加發明新藥的機遇與速度。因為這些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發現更多新的先導物化學實體，從而為發明新藥提供更加廣闊的前景。
參考文獻:
[1] 張蕊,田澎. 生物制藥產業現狀分析及我國企業的發展戰略[J] 工業工程與管理, 2011,(05) .
生物技術的發展前景及趨勢范文4
【關鍵詞】制藥；新技術；應用；價值
隨著科學技術的發展產生的新理論、新方法向新藥研制各環節的滲透，計算機輔助藥物設計、手性藥物合成、組合化學與高通量篩選等制藥新技術，在加速新藥研制步伐、縮短新藥研制時間方面的作用越來越大。生物制藥新技術的出現，使新藥研制的領域加廣泛，現代生物藥物新技術的發展，更使研制的新藥高效、可靠、安全。
1 藥物設計技術的發展
藥物設計是發現新的化學合成藥物的重要途徑。現代的新藥設計已由經典的化學結構和分子基團修飾及藥理篩選進一步向計算機輔助設計及運用組合化學技術和機器人自動快速篩選的方向發展。
計算機輔助藥物設計是在藥物受體知識日益發展的配體與受體間相互作用原理的基礎上發展起來的。即以計算機為工具，采用各種理論計算方法和分子圖形模擬技術，根據大量累計的結構和功能的有關資料，設計出具有一定藥效的新分子，可分為直接藥物設計方法和間接藥物設計方法兩種。由于分子圖形學的發展以及三維圖形工作站的出現，計算機輔助分子設計的技術日益方便。目前國外各大制藥公司都大量投資采用計算機輔助藥物設計，使新藥開發的效率不斷提高。我國中國科學院上海藥物研究所、中國醫學科學院藥物研究所、上海第二軍醫大學藥學院等單位也在開展計算機輔助藥物設計的研究，并取得了一定的成效。盡管目前這項新技術的方法學尚未完全成熟，但畢竟具有很好的發展前景。
2 催化技術在制藥中的作用
眾所周知，催化技術在制藥工業中十分重要，適宜的專屬性催化劑對增高化學反應收率、提高產品質量及降低成本都有極為重要的作用。近年來發展很快的催化羰基化技術，在制藥工業生產上獲得應用。它用廉價的一氧化碳和貴金屬催化劑可在化合物上引入羰基增加碳鏈的長度。例如目前國際上生產布洛芬就采用羰基化工藝路線，它以異丁苯為起始原料，經付克反應，催化氫化和催化羰基化反應，然后分餾得到純品，各步收率均高達 95%以上。
酶催化是食品和發酵工業的傳統技術，而由此發展的酶制劑已形成新興的產業。目前，固定化酶以及包括輔助因子在內的固定化多酶反應技術在醫藥工業上應用日益廣泛。例如用固定青霉素酰胺酶生產6-氨基青霉烷酸生產半合成青霉素，用固定化天門冬氨酸酶轉化延胡索酸制得天門冬氨酸，用固定化葡萄糖異構酶連續化生產異構糖漿，此外在核苷酸生產、L- 多巴和甾體激素藥物的生產上酶催化技術也廣泛使用。在世界能源缺乏的今天，這種能在常溫常壓下進行反應的工藝日益引起人們的關注。酶制劑技術對于簡化生產工藝、提高產品質量、降低生產成本和減少三廢污染等都具有重大意義。
3 分離技術的發展
無論是化學合成藥物還是天然藥物或生物工程藥物，都需要使用一定的分離純化技術。經典的吸附法、沉淀法、溶媒萃取法、離子交換和色譜等技術曾得到了廣泛應用。隨著天然藥物和生物工程藥物的發展，對分離純化的要求不斷提高，從而出現了液滿逆流萃取、高效液相色譜、親和色譜等技術。此外，膜分離技術和超臨界流體萃取技術近年來已在制藥工業上日益廣泛使用。
膜分離技術即用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、提純和富集的方法。它具有節能、減少污染、不經相變、低溫處理等優點，所以在生物工程和抗生素下游工程中有很好的應用前景。目前，反滲透膜、超濾膜、納濾膜等技術在制藥工業上應用。例如用于制備無菌水、大輸液及針劑除微粒及熱源，用于生物制品、血液制品和疫苗的分離、脫鹽和提純，用于澄清或濃縮抗生素發酵液，回收母液等。
4 制劑技術的發展
目前藥劑學已從簡單的調配發展到以現代科學理論指導，集藥學、生物醫學、化學、物理學、數學、工藝學乃至電子學為一體的現代藥劑科學。
控緩釋、靶向、透皮和黏膜給藥系統已是目前比較熟悉的幾種藥物制劑?？蒯尅⒕忈屩苿┲饕卸ㄋ?、定位和定時釋藥3種類型。定速釋放常用技術的是膜控釋和骨架控釋；定位釋放的目的是增加局部吸收和治療作用，研究較多的是胃內滯留和結腸定位釋藥；定時釋放通過調節聚合物材料的溶蝕速度而實現在預定時間內釋藥，還有利用生理反饋原理和計算機調控技術達到定時釋藥的目的。
5 生物制藥發展分析
未來生物技術將對當代重大疾病治療劑創造更多的有效藥物，并在所有前沿性的醫學領域形成新領域。
生物學的革命不僅依賴于生物科學和生物技術的自身發展，而且依賴于很多相關領域的技術走向，例如微機電系統、材料科學、圖像處理、傳感器和信息技術等。盡管生物技術的高速發展使人們難以作出準確的預測，但是基因組圖譜、克隆技術、遺傳修改技術、生物醫學工程、疾病療法和藥物開發方面的進展正在加快。
除了遺傳學之外，生物技術還可以繼續改進預防和治療疾病的療法。這些新療法可以封鎖病原體進入人體并進行傳播的能力，使病原體變得更加脆弱并且使人的免疫功能對新的病原體作出反應。這些方法可以克服病原體對抗生素的耐受性越來越強的不良趨勢，對感染形成新的攻勢。
除了解決傳統的細菌和病毒問題之外，人們正在開發解決化學不平衡和化學成分積累的新療法。例如，正在開發之中的抗體可以攻擊體內的可卡因，將來可以用于治療成癮問題。這種方法不僅有助于改善癮君子的狀況，而且對于解決全球性非法貿易問題具有重大影響。
生物技術的發展前景及趨勢范文5
歐洲生物塑料協會主席弗朗索瓦?比耶指出：“大力發展生物基纖維，未來紡織化纖工業的相關技術、工藝、設備、人才、經營模式等方面都要隨之發生深刻變化。生物基纖維產業將帶給紡織行業欣欣向榮的前景與潛力無窮的提升空間?！薄?/p>
依據歐洲生物塑料協會的研究報告，生物基纖維是指原料來源于可再生物質的一類纖維，包括天然動植物纖維、再生纖維及來源于生物質的合成纖維，被視為工業時代下天然纖維的延續。生物基纖維具有綠色、環境友好、原料可再生以及生物降解等優良特性，有助于解決當前全球經濟社會發展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環境污染等問題。因為生物基纖維采用農、林、海洋廢棄物、副產物加工而成，是來源于可再生生物質的一類纖維，體現了資源的綜合利用與現代纖維加工技術完美融合，其纖維紡織品及其他產品親和人體，環境友好，并有特有的多方面功能，引領全球紡織品及其他產品新一輪的消費趨勢。而各國豐富的生物質原料資源儲量， 也為生物基纖維的開發開了綠燈。其中，再生生物基纖維以針葉樹、木材下腳料、毛竹、麻類、藻類、蝦、蟹等水產品和昆蟲等節肢動物的外殼為原料，原料廣且環保自然。合成生物基纖維采用農林副產物為原材料，經發酵制得生物基原料，制得生物基聚酯類、生物基聚酰胺類等，它們都是極具發展前景的紡織材料。
生物基纖維的發展歷程
自古以來，人類的生活就與纖維密切相關。公元前就已在世界范圍內得到了應用的麻、棉、絲、毛等，實際上均是生物基纖維。所謂生物基纖維（Bio based fiber），是指利用生物體或生物提取物制成的纖維，即來源于利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的可再生生物基的一類纖維。生物基纖維的品種很多，為了研究和使用上的方便，可以從不同角度對它們進行分類。根據原料來源和生產過程，生物基纖維可分為三大類：生物基原生纖維，即用自然界的天然動植物纖維經物理方法處理加工成的纖維；生物基再生纖維，即以天然動植物為原料制備的化學纖維；生物基合成纖維，即來源于生物基的合成纖維。
與生物基原生纖維悠久的歷史相比，生物基再生纖維的歷史還較短。最早問世的生物基再生纖維是硝酸纖維素纖維，1883年由J.W.Swan和Chardonnet分別獲得專利，1891年規模化生產。隨后，各種形式的生物基再生纖維（包括銅氨纖維、粘膠纖維和醋酯纖維）相繼問世。從20世紀初期起，還出現了各種再生蛋白基纖維，其中日本東洋紡公司的酪素蛋白基纖維“Chinon”1968年成為世界化學纖維的十大發明之一?？梢哉f，從19世紀末至20世紀30年代是生物基化學纖維的創新與起步階段。但隨著20世紀40年代至50年代，一些以煤化工和石油工業為基礎的礦物源合成纖維品種的陸續問世，生物基化學纖維的產量雖然仍在增加，但從60年代中期起增加的速率趨于平穩。由于石油化工為合成纖維提供了大量廉價的原料，從而促進了合成纖維的大發展，其產量于1968年首次超過生物基化學纖維。
由于合成纖維以不可再生的石油資源為基礎，其大部分廢棄物不可降解，因此不符合可持續發展的要求。于是，從上世紀60年代開始，歐美發達國家開始重新開始重視對生物基化學纖維的研究。1962年，美國Cyanamid公司用聚乳酸制成了性能優異的可吸收縫合線。1969年，美國Eastmann Kodak取得了纖維素新溶劑甲基嗎啉氧化物（NM-IVIO）的專利。20世紀90年代以來，已經有一批新型生物基化學纖維實現了工業化。其中最有代表性的是萊賽爾（Lyocell）纖維和聚乳酸纖維。此外甲殼素和殼聚糖纖維、膠原纖維、海藻酸纖維等雖然在服裝領域的用量不大，但在醫療領域已經取得重要地位。而曾經在三四十年代曇花一現的大豆蛋白基纖維等再生蛋白基纖維，也因為具有生態纖維的特征而重新受到重視。
本世紀以來，以植物/農作物為原料，運用生物技術制備成纖聚合物的單體，是生物基纖維的主要研究方向之一。而傳統合成纖維的成纖聚合物單體一般采用化學方法合成。近年來，纖維科學研究者十分重視運用生物技術合成成纖聚合物的單體的研究。例如日本富士通與本田公司從蓖麻秸稈中研發出新的生物基纖維聚合體用于汽車內飾用織物。法國羅地亞公司采用蓖麻秸稈原料制成了聚酰胺610纖維。其中最重要的生物基化學纖維聚乳酸，其成纖聚合物的單體L-乳酸則是以玉米、山芋等為原料，采用發酵法生產的。美國杜邦公司已在用玉米淀粉制備聚對苯二甲酸丙二醇酯的單體丙二醇（PDO）的技術上取得了重大突破。美國農業集團卡吉爾（CargiⅡ）公司組建了一家新公司，利用生物柴油生產過程中的副產品甘油來生產丙二醇。杜邦公司還開展了用生物技術合成己二腈，再轉化為尼龍6和尼龍66的單體己內酰胺和己二酸的研究。
政策導向戰略發展
據美國儒士咨詢公司最近報告指出，20世紀形成了石油經濟和技術體系，2l世紀將會出現生物基經濟產業。以生物基工程技術為核心的新型生物基纖維的快速發展，將成為引領化纖工業發展的新潮流。該報告認為，在生物基產業發展初期，社會、環境和戰略價值要大于經濟價值，國家目標、政府的引導和聯盟組織等的支持是取得成功的必要條件，發達國家政府在政策和資金方面的支持強度越來越大?，F在世界各國特別是發達國家在恢復經濟的長遠規劃中，均把發展生物產業作為走出困境、爭奪高新技術制高點、重新走向繁榮的國家戰略。另一方面，重新定義生物基纖維材料不僅是服裝、家紡、產業用紡織品的原料，而且是重要的基礎材料和工程材料。他們不斷進行產業結構調整，逐步把纖維產業轉向利潤更高、受資源或環境影響更小的高性能生物基纖維的研發和生產。
另據歐洲生物塑料協會的調查資料顯示，生物基纖維作為有助于解決當前全球經濟社會發展所面臨的嚴重的資源和能源短缺以及環境污染等問題，目前在歐美等發達國家和地區紛紛鼓勵開發與使用生物基纖維。如美國能源部和美國農業部贊助的“2020年植物/農作物可再生性資源技術發展計劃”，提出了2020年從可再生的植物衍生物中獲得10%的基本化學原材料。為支持生物基纖維材料的研發應用，美國能源署（DOE）最近向兩個大型研究項目撥款1130萬美元。據悉，這兩個項目旨在以農業廢棄物或木質生物質為原料，研制出造價低廉、性能優異的再生碳纖維材料。據悉，該種材料一旦成功問世，將會有效降低生產成本。此前，為鼓勵生產企業用生物基TPU代替傳統的聚丙烯腈為原料生產生物基纖維，DOE還向陶氏化學公司、美國橡樹嶺國家實驗室長期提供研究經費援助。
一向以功能性纖維見長的日本化纖制造商正全力聚焦于個人健康、衛生與舒適性的生物基纖維與紡織品方面的發展。2002年6月，日本政府統合了“纖維制品新機能評價協議（JAFET）”。JAFET針對經過生物基技術生產、加工、紡織的化學纖維及成纖聚合物制品的表示用語、評價方法、評定基準等進行了統一，并確立了標志的認證制度，以通過“新機能生物基纖維產品”改善國民生活為最終目的。統合后的新組織具備評定標準部門、試驗檢查部門、標志推進部門、制品認證部門4個主要部門進行工作推進，以滿足生物基市場新需求的高性能、新功能，并且兼顧與環境相協調的新型生物基纖維及其制品日益受到工業企業和消費者的青睞。
在歐洲，意大利政府頒布的《環境保護和減排規劃》規定：到2025年服裝鞋帽產業與紡織業必須全面使用天然纖維與生物基纖維。而德國、比利時、荷蘭等國家也紛紛效仿并制定稅收上的優惠政策鼓勵生物基纖維的應用，大大促進了生物基纖維行業的快速發展，市場前景一片大好。2011年歐洲共同體就生物聚合物及其纖維的潛在市場制定了有針對性的生物紡織（Biotext）研究計劃。組織了德國的ITA、ITCF和Dechema，比利時的Centxbel以及西班牙的Aitex等5家知名的公司與研究所，選擇生物聚合物PLA、PHB和淀粉基聚合物為研究對象，開展單絲、扁絲、復絲（BCF、FDY和POY）以及生物增強復合材料的應用研究，將開展共混聚合物的性能界定，實驗室規模的驗證，探索與確定生物聚合物的改進目標以及確定產品的最適宜使用領域等。Biotext研究計劃的目的是為生物高分子材料在高端紡織品上的使用提供技術支持。
另外，雀巢、可口可樂、達能集團、福特、亨氏食品公司、耐克、P&G和 聯合利華等跨國公司已攜手聯合創立“生物基纖維開發產業聯盟”。聯盟成立的目標是引導負責任地挑選和收割農作物材料，如甘蔗、玉米、蘆葦和柳枝等用于制造生物基纖維，并將呼吁行業、學術界和社會各界的專家共同幫助推進工作的實施。旨在鑒定生物基纖維行業的潛在影響及促進這些影響的可能性措施，使生物基纖維行業新興供應鏈朝著積極向上的方向發展。
生物基纖維開發應用動向
據德國創恒斯泰技術咨詢公司的調研報告，當前在國際利用生物基技術的開發中，最熱門也最有市場應用潛力的生物基纖維材料包括纖維素聚合物、生物基聚酯類（PLA、PHB、PTT、PBT、PET等）、生物基聚酰胺類（PAll、PA6、PA66、PA69、PA610）、生物基聚乙烯類、生物基聚丙烯類、生物基PVC類、生物基TPU類以及淀粉基聚合物等。該報告還闡述了這些生物基纖維在環保、節能、康健、親膚與安全應用領域的無限效益與功能。
例如Regenerated biological basis纖維（RBB-再生生物基），具有優良的人體親和性，可廣泛應用于貼身內衣、家紡、襯衫、襪類、服裝、休閑等領域。在RBB纖維開發的紡織品中，以Chitosan纖維（殼聚糖纖維）為例，目前海斯摩爾純殼聚糖纖維等生物基纖維已突破關鍵技術并具備工業化產能基礎，總體技術水平達到國際領先。Chitosan纖維除了用于醫用紡織品與勞動防護用品外，在紡織服裝領域，Chitosan纖維吸濕排汗、抗靜電、抑菌防霉等功能性，使其特別適合做床上用品、內衣、襪子、毛巾等直接接觸皮膚的產品。
又如Elastic biological basis纖維（EBB-彈性生物基），特殊的花生殼截面使EBB纖維具有優良的吸濕排汗功能，具有抗氯性能，能經受一般彈力牛仔布所不能采用的漂白和洗滌環境。EBB纖維用來生產四面彈力織物，高檔針織面料，高彈牛仔面料，在牛仔服裝、運動服裝、襯衣、休閑裝、女性套裝、褲子等方面得到了廣泛應用。
Poly lactic acid纖維（PLA-聚乳酸），這是一種可生物降解的熱塑性脂肪族聚酯，它來源于可再生資源如玉米淀粉、甘蔗等。它最大的優點還在于它的環保性，兼有天然纖維和合成纖維的特點， 吸濕排汗均勻、快干、阻燃性低、煙塵小、熱散發小、無毒性、熔點低、回彈性好、折射指數低、色彩鮮艷、不滋長細菌和氣味保留指數低等。德國亞琛大學紡織研 究所選擇生物聚酯為原料進行了系統的紡絲成型試驗。在共混紡絲試驗中，使用PLA（80%）和PHB（20%）兩種組分，制得的長絲紗單絲直徑達20?m，其紡織品展現了十分好的使用性能，如優良的滲透性，高吸濕性和良好的水汽穿透性能。
生物基聚酯PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）作為一種新型生物基聚酯產品，具有其他材料無法比擬的綜合性能：它有尼龍（PA）的柔軟性，且有更好的色澤度；也有腈綸（PAN）的蓬松性，且避免了磨損傾向；還有滌綸（PET）的抗污性，更有很好的手感；加上本身固有的回彈性和抗靜電性，它不僅可以廣泛應用于服裝和其他紡織品，在醫療非織造領域也有較大的市場發展潛力。據了解，目前，杜邦公司是PDO產品的最大生產商，其PDO產品主要用于生產PTT纖維材料。杜邦已經掌握了PTT纖維產業鏈的頂端技術――PTT聚酯切片的生產技術。中國盛虹控股集團與清華大學合作，用粗淀粉或生物柴油的副產品――甘油，分別采用兩步法和一步法來發酵生產PDO和BDO（1.4丁二醇），開發的新工藝已經提高了克雷伯氏菌的生物量和乙二醇的總產量，并通過添加適量的反丁烯二酸，可增加PDO的生產力度。
在動物基成纖聚合物的生物技術制備方面，蜘蛛絲是力學性能十分優異的天然纖維。近年來，美國杜邦公司運用計算機模擬技術，首先建立蜘蛛絲蛋白基各種成分的分子模型，然后運用遺傳學基因合成技術，把遺傳基因植入Escherichia coli細菌和P.pastoris酵母菌，可分泌出高分子量的蜘蛛絲蛋白，從而仿制出長度可達1000個氨基酸的蜘蛛拉索絲。
加拿大Nexia公司則使用生物反應器技術，在蜘蛛體外獲得了蛛絲蛋白。方法是將能復制蜘蛛絲蛋白的合成基因移植到山羊，山羊生產的羊奶中就含有類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質，這種羊奶中含有經基因重組的蛋白質2g/L～15g/L，用這種蛋白質生產的纖維取名生物鋼（Biosteel），其強度比芳綸大3.5倍。該公司正研究如何將羊奶中的蛋白質進行紡絲的問題。他們已和加拿大國防部簽署了用這種纖維生產防彈材料的協議，還和美國軍隊及美國航天局（NASA）達成了有關合作。
為了蜘蛛絲的生產量，一些科研項目已經利用植物來生產蜘蛛絲蛋白。這種方法是將能生產蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給植物，如花生、煙草和土豆等作物，使這些植物能大量生產類似于蜘蛛絲蛋白的蛋白質，然后將蛋白質提取出來作為生產仿蜘蛛絲的原料。如德國植物遺傳與栽培研究所將能復制Nephila clavipes蜘蛛拉索絲的蜘蛛絲蛋白的合成基因移植給土豆，所培植出的轉基因土豆含有可觀數量的蜘蛛絲蛋白質，90%以上的蛋白質含有420～3600個堿基對，其基因編碼與蜘蛛絲蛋白相似。由于這種經基因重組的蛋白質有極好的耐熱性，使其提純與精制手續簡單而有效。
通過仿生紡絲技術開發高性能纖維和智能纖維，也是令人矚目的開發應用方向。日本科學家研究了蠶吐蜘蛛絲的機理。東華大學胡學超等進行了以蠶絲為原料，模仿蜘 蛛的吐絲，通過干法絲制備人造蜘蛛絲的研究。日本科學家還研究模仿酶、神經、肌肉等生物體分子纖維的功能，開發功能更高纖維的技術。例如，通過人工酶加工技術開發消臭+殺菌、止癢+消炎+抗過敏纖維；通過模仿神經開發合成高分子或天然高分子人工肌肉，并應用在調節器等功能設備中。將天然高分子與其他材料復合制備新型復合纖維，例如，絲纖朊/纖維素復合纖維、明膠/纖維素復合纖維、殼聚糖/究蘭等天然離子復合纖維等的開發和應用，在日本也是開發的熱點。
在紡絲技術的革新應用方面，以植物纖維素為原料的粘膠纖維采用濕法紡絲工藝，不但生產流程長、能源消耗大，而且污染環境。如果采用新型溶劑如NMMO得到的Lyocell纖維，該纖維具有較高的干強、濕強和濕模量，優良的尺寸穩定性，被譽為“21世紀的綠色纖維”。日本東麗公司和京都大學共同研究開發的纖維素纖維“熔融紡絲法”，在維持纖維素特性的條件下能夠自由控制分子間氫的結合強度。由于是通過熔融絲進行纖維化，可得到異形截面纖維，并可與異種聚合物生成復合纖維，應用復合紡絲技術，可生產出比天然纖維中最細的海島棉纖維（1.3dtex）更細的纖維，最細可達0.1dtex。 該公司還通過在纖維素中加入第三成分，緩解氫鍵結合強度并賦予其熱塑性，紡絲后，再除去第三成分，從而維持纖維素所具有的吸濕性、放濕性、顯色性及柔軟的手感。他們還成功生產出由天然高分子組成的纖維素類纖維絲，利用該技術不僅能夠輕松地得到異形剖面等任意剖面形狀的纖維絲，而且還能簡單地生產出與異種聚合物復合而成的混紡纖維絲等材料。因此，將纖維素改性后所得到的纖維素衍生物在一定條件下進行熔融紡絲，可最大程度地降低環境負荷，提高紡絲效率，省去溶劑使用和回收利用的步驟，縮短流程。因此，再生纖維素熔融紡絲法是最具長遠競爭力的技術創新加工方法。
生物基纖維市場發展趨勢
隨著全球經濟快速發展，能源危機與環境污染越來越受到人們的關注。如何保持經濟的可持續發展是目前需要迫切解決的問題，而生物技術的持續發展以及生物基纖維材料在常規和高性能產品的日益拓展，將會不斷進入更多新的應用領域。
據歐洲生物塑料協會的調研報告顯示，2013年全球生物基塑料產能約160萬噸，而今后生物塑料將在此基礎上逐年攀升，尤其是未來4年，全球生物塑料產能將實現劇增，生物基塑料2018年的年產量將達到670萬噸，是2013年產量的4倍左右。該調研報告指出，目前生物基聚合物占世界塑料市場的份額不足2%，但生物技術吸引了全球眾多企業的濃厚興趣，它們爭相投入了巨大的人力和財力，并取得了長足的進步。目前在數十種已商業化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基纖維系列產品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發均已相繼展開。從美國Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現狀以及通過化學催化技術制備生物基己二胺及己二酸技術的商業化現實判斷，2022年全球生物基PA66纖維產量將突破100萬噸大關。
另據世界著名IHS咨詢公司的最新研究報告稱，日益增加的消費者壓力和日趨嚴格的法規，將刺激北美、歐洲和亞洲市場對再生纖維素纖維的需求，而再生纖維素纖維資源十分豐富。據統計，目前世界上每年木材的循環量達到1.5 億噸，可用于再生纖維素加工的材料達到1500萬噸以上；竹材循環量達到4000萬噸，可用于再生纖維素纖維加工的約500萬噸；棉纖維產量達到2400 萬噸左右，可用于再生纖維素加工的棉短絨等100萬噸左右；麻類纖維材料產量達到300萬噸以上，難以直接紡織利用的麻類以及麻稈等都可用作再生纖維資源。
又據美國儒士咨詢公司的最新預測報告指出，生物基纖維材料研究的發展與社會、經濟和資源、環境的發展緊密相關，所以新的生長點和交叉點不斷涌現，并不斷向其他相關學科延伸和滲透，這既促進了生物基纖維的發展又豐富了新材料科學的內涵。其發展趨勢有：
一是研發對象不斷發展。從傳統的木材擴展到竹藤、秸稈、草本植物和藻類植物；從天然纖維材料擴展到蛋白基材料以及生物礦物材料；從可再生材料的利用擴展到可 再生能源的利用；從宏觀材料的簡單初級利用到微觀化學成分的提純、分離的再加工利用：從低價值利用到高附加值的利用。所以近年來生物基產業在主要原料定位上的發展趨勢是：由以玉米淀粉、大豆油脂等農產品為主要原料來源向著非食物性木基纖維素等植物殘體（Residues）和農林廢棄有機物基為主要原料來源的方向發展，以減少對農田的壓力和降低原料成本。
二是研發范圍不斷擴大。未來生物基纖維材料研究與相關學科不斷交叉、滲透，新的學科增長點不斷出現，從傳統的生物學科及其相關的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、復合材料學等領域。
三是更加注重材料的環保性能。自然界生物在長期進化過程中，利用最簡單的成分、最普通的條件獲得了最穩定的材料結構，人們可以從這種分級結構中得到啟發，通 過生物擬態或者仿生設計制備出性能優越的復合材料，充分發揮生物基材料可再生、可降解利用的優勢，特別是節約、降耗、降能是未來材料發展的必然趨勢。
四是更加重視材料基本性基的設計要求。未來的生物基材料研究不但注重其基本性基的改進，還注重賦予其新的功能，注重復合化、高性能化、功能化。
五是構筑生物基經濟產業。未來將會出現生物基經濟產業，生物基產業必將有非常廣闊的發展前景。必須指出的是，在生物基產業發展初期，社會、環境和戰略價值要 大于經濟價值，國家目標、政府的引導和支持是取得成功的必要條件，適時制定符合生物基纖維發展的戰略，保證生物基產業的發展從量增長到基的提高。
最近歐洲生物塑料協會指出，亞洲作為生物塑料主要生產中心的地位更受重視，因為當前規劃的項目大多將在泰國、印度和中國實施。盡管從中國或全世界看，天然生 物材料的開發利用都處于剛起步階段，生物基纖維在整個材料結構中所占的比重還很小，但是，生物基材料產業的發展潛力不可估量。中國擁有全球最大的化纖產量和纖維消費市場，目前中國的化纖總產量已占世界55%，是美國和日本等發達國家的5～10倍。因此，從國民經濟發展與產業安全、可持續發展的角度考慮，中國化學纖維的品種結構調整迫在眉睫。
生物技術的發展前景及趨勢范文6
關鍵詞：節水灌溉；技術，趨勢，建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要，也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此，筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
一、節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法，措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產量，主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施，組成一個完整的節水灌溉技術體系，包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面：（1）灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。（2）節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失，提高灌溉效率。（3）農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。（4）節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術，土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
二、節水灌溉新技術
目前，比較有發展潛力的節水灌溉新技術是：（1）與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發，在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度，使作物經歷有益的虧水鍛煉，改善品質，控制上部旺長，實現矮化密植，到達節水增產的目的。（2）應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS），遙感技術（RS）和計算機控制系統，實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息，通過信息處理與分析，按需給作物進行施水的技術，可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。（3）智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備，適時地檢測土壤和作物的水分，按照作物不同的需水要求來實施變量施水，達到最優的節水增產效果。
三、節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢：（1）噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術，其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點，要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。（2）地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題，應用推廣速度較慢，但隨著關鍵技術的解決，今后將會得到一定的發展。（3）地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟，輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。（4）農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成，達到時，空、量、質上的精確灌水，是今后攻關的重點。（5）節水綜合技術的開發利用，是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑，也是今后節水灌溉發展的方向。
四、發展節水灌溉技術的政策建議
（1）提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家，隨著人口增加、經濟發展、社會進步，農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全，只能走內涵式發展的道路，灌溉必須走節水型的發展道路。因此，我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度，使全社會都來關心節水灌溉技術，形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
（2）形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段，對農業用水需求進行有效調控，削弱低效益膨脹型的用水需求，杜絕無效益浪費型的用水需求，促進節約農業用水的需求，從而推進節約灌溉技術發展。
