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篇生物技術(shù)的特點范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
女,教授,兼河南科技學(xué)院學(xué)報編輯部副主任、九三學(xué)社河南科技學(xué)院委員會副主委、政協(xié)新鄉(xiāng)市委員會常委。主要從事蔬菜學(xué)科的教學(xué)、科研和社會科技服務(wù)工作,主講的《蔬菜栽培學(xué)》被評為省級優(yōu)秀課程。50余篇,出版著作12部。獲省級科研成果獎6項,廳級成果獎6項。河南省跨世紀學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象、河南省優(yōu)秀教師、河南省巾幗建功標(biāo)兵、河南省對經(jīng)濟建設(shè)有突出貢獻的先進個人。
菜蚜是為害十字花科蔬菜的蚜蟲統(tǒng)稱,又稱蜜蟲、膩蟲等。主要有桃蚜或稱煙蚜、蘿卜蚜或稱菜縊管蚜、甘藍蚜3種。在河南省蔬菜上3種蚜蟲?;旌习l(fā)生,形成混合種群,其中以桃蚜為主,其次為蘿卜蚜,甘藍蚜發(fā)生很少。2007-2009年在新鄉(xiāng)市調(diào)查:瓜類蔬菜種植面積減少,十字花科蔬菜種植面積相應(yīng)增大,且以連作方式為主,為菜蚜的發(fā)生提供了豐富的食料;并且氣候條件有利于菜蚜的發(fā)生。如2007-2009年春季氣溫較常年偏高,適宜于菜蚜的發(fā)生,早春田間菜蚜基數(shù)較大,利于后期菜蚜嚴重發(fā)生。3月至4月中旬氣溫較常年偏高,降雨量較常年偏少,導(dǎo)致早春田間蟲源較多,后期發(fā)生為害重。另外,菜蚜蟲體小,早期不易發(fā)現(xiàn),并且隨著農(nóng)藥使用量的逐年加大,蚜蟲的抗藥性逐年增強,對不少藥劑產(chǎn)生了抗性,因此,為了提高對菜蚜的防治效果,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用次數(shù)和使用量,提升蔬菜質(zhì)量,保護生態(tài)環(huán)境,在蔬菜生產(chǎn)中必須進行蚜蟲的無公害防控。筆者自2007年以來,對菜蚜的發(fā)生、為害特點及生活習(xí)性進行了調(diào)查,并做了藥劑防治試驗,現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果概述如下。
1 為害特點
3種蚜蟲對寄主的偏嗜性不同。其中,桃蚜寄主約352種,主要為害十字花科蔬菜、茄子、菠菜、番茄、馬鈴薯、辣椒等蔬菜及多種果樹、花卉。蘿卜蚜寄主約30種,主要為害白菜、蘿卜等十字花科蔬菜。甘藍蚜寄主50余種,主要為害甘藍、花椰菜等。都是以成蚜或若蚜成群密集在菜葉或菜心上刺吸汁液,造成葉片卷曲變形,影響包心,且大量分泌蜜露,污染蔬菜,誘發(fā)煤污??;同時為害留種株嫩莖、葉、花梗及嫩莢,使之不能正常抽薹、開花和結(jié)果。此外,菜蚜還傳播多種病毒病,給蔬菜造成的為害遠大于蚜害本身,受害嚴重的菜株大量減產(chǎn)甚至全株死亡。
2 主要形態(tài)特征
①桃蚜,體綠色,有時黃色至櫻紅,長約 2 mm,無蠟粉層。
②菜縊管蚜,較小,體黃綠色,長約 1.8 mm,表皮粗糙,蠟粉層較薄。
③甘藍蚜,無翅胎生雌蚜體,暗綠色,大,長約 2.5 mm,全身覆蓋一層較厚的白色蠟粉。
3 發(fā)生特點
3.1 桃蚜
在河南一年發(fā)生20~30代,以卵在桃樹枝條上、菠菜上、窖藏白菜或溫室內(nèi)越冬。翌年2~3月,越冬卵孵化,3~4月產(chǎn)有翅蚜,遷飛到油菜和十字花科蔬菜上繁殖為害;夏季遷飛到煙草、馬鈴薯、茄子、白菜等作物上為害。秋季又從夏季寄主上遷飛到油菜和十字花科蔬菜上繁殖為害,直到9~10月,遷回到越冬寄主上,產(chǎn)生性蚜產(chǎn)卵越冬。在河南省加溫溫室內(nèi)可終年繁殖為害。桃蚜最適發(fā)育溫度為24℃,當(dāng)溫度高于28℃或低于6℃對其發(fā)育和繁殖不利。因此,在5~6月和8~9月形成2個為害高峰期。
3.2 蘿卜蚜
在河南每年發(fā)生10~20代,以無翅胎生雌蚜和卵在大田越冬菜上越冬,在南方溫暖的地區(qū)或溫室中,終年以無翅胎生雌蚜繁殖,無明顯越冬現(xiàn)象。翌年3~4月孵化為干母,在越冬寄主上繁殖幾代后,產(chǎn)生有翅蚜轉(zhuǎn)到大田十字花科蔬菜上為害,以4~6月、9~10月為害重,全年以秋季對白菜、蘿卜為害最重。蘿卜蚜的適溫比桃蚜稍廣,為15~26℃,在較低溫的情況下,蘿卜蚜發(fā)育快(9.3℃時17.5天,而桃蚜在9.9℃時需24.5天)。
3.3 甘藍蚜
在河南省,每年發(fā)生約10 代,以卵在晚甘藍及球莖甘藍、蘿卜、白菜上越冬。越冬卵一般在4 月開始孵化,先在越冬寄主上繁殖,5 月中下旬以有翅蚜轉(zhuǎn)移到春菜,再擴大到夏菜和秋菜,10 月上旬開始產(chǎn)卵越冬。繁殖適溫為20~25℃,繁殖速度快,世代周期短。若蚜經(jīng)過6~7天發(fā)育為成蚜,開始孤雌生殖繁殖后代,世代重疊十分明顯。
4 無公害防控技術(shù)
4.1 農(nóng)業(yè)防治
①消滅蟲源 木槿、石榴及菜田附近的枯草,蔬菜收獲后的殘株病葉等,都是蚜蟲越冬的主要寄主,因此,冬前、冬季和春季要徹底清潔田間雜草和殘株病葉,減少蟲源。
②盡量避免連作,實行輪作 適當(dāng)早播, 使蚜蟲發(fā)生期推遲到植株長大以后, 可減輕蚜蟲的為害程度。
③合理施肥 蚜蟲喜食碳水化合物,要多用腐熟的農(nóng)家肥,盡量少用化肥。不能一次性施肥太多,尤其是氮肥。
④植物驅(qū)蚜 韭菜揮發(fā)的氣味對蚜蟲有驅(qū)避作用,可將其與其他蔬菜搭配種植,降低蚜蟲密度,減輕蚜蟲為害。
4.2 物理防治
①黃板誘蚜 利用蚜蟲對黃色強烈的趨性,可在田間插上一些高60~80 cm、寬20 cm的木板,上涂黃色油漆,在春、秋季誘殺有翅蚜蟲,可降低蟲口密度。
②銀灰膜驅(qū)蚜 菜蚜對銀灰色有負趨性,在蔬菜生長季節(jié),可在苗床或棚室周圍掛5~15 cm 寬的銀灰色塑料條, 或鋪銀灰色地膜,每1 hm2用膜約75 kg,均可收到較好的避蚜效果。
③紗網(wǎng)育苗栽培 在蔬菜育苗時,播種后在育苗畦上覆蓋40~45目(孔徑0.295~0.351 mm)的白色或銀灰色網(wǎng)紗,可杜絕蚜蟲接觸菜苗,減少為害。
4.3 豬膽汁液法
將10%濃度豬膽汁液和少量洗衣粉或小蘇打,加適量水噴霧,防治蚜蟲效果較好。
4.4 撒石灰粉法
將石灰粉撒在有蚜蟲的菜葉上,可很快殺死蚜蟲。
4.5 尿洗合劑法
將尿素、洗衣粉、水按1∶4∶100 的比例混合制成尿洗合劑,每667 m2噴藥液30 kg。
4.6 洗衣粉滅蚜
每667 m2用洗衣粉400~500倍液60~80 kg,連噴2~3次,可收到較好的防治效果。
4.7 植物滅蚜
①煙草磨成細粉,加少量的石灰粉撒施。
②辣椒或野蒿加水浸泡一晝夜,過濾后噴灑;桃葉加水浸泡一晝夜,加少量的石灰過濾后噴灑。
③蓖麻葉粉碎后撒施,或與水按1∶2相浸,煮
10 min后過濾噴灑。
4.8 天敵的利用
在菜田菜蚜的天敵較多,例如:數(shù)種食蚜瓢蟲、蚜繭蜂、食蚜蠅、草蛉、蚜霉菌等,應(yīng)保護和利用這些天敵。
4.9 化學(xué)防治
氣溫為16~22℃時最適宜蚜蟲繁育,雨后初晴溫濕度適宜, 十分有利于蚜蟲的發(fā)生。因此,抓住雨后初晴進行防治,是最有效的防治時機。菜蚜繁殖速度快,大量暴發(fā)時,必須以化學(xué)防治為主,其他措施輔助防治,關(guān)鍵是要抓住防治的適期,當(dāng)田間蚜蟲點片發(fā)生階段即為田間防治適期。常用的藥劑和使用方法如下。
關(guān)鍵詞:無人直升機;特高壓輸電線路;安全風(fēng)險;電力能源;電力系統(tǒng) 文獻標(biāo)識碼:A
中圖分類號:TM73 文章編號:1009-2374(2015)34-0044-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.34.023
我國幅員遼闊,隨著西部經(jīng)濟的迅速發(fā)展及沿海發(fā)達城市的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,電力的使用量與日俱增,隨之建設(shè)的大大小小的跨地區(qū)的輸電線路,很好地解決了電力能源的分配問題,但隨之而來的是越來越繁重的輸電線路的運行維護工作。目前在輸電線路運行維護中,無人直升機憑著能解決輸電線路維護中持續(xù)周期長、成本高、對于高山大嶺環(huán)境惡劣的地區(qū)巡視難度大等諸多缺點的優(yōu)勢,很快成為國內(nèi)各電力企業(yè)在輸電線路管理中的重點發(fā)展項目,但面對我國民用無人直升機的發(fā)展境況,再加上作業(yè)環(huán)境惡劣,各企業(yè)在此項目的訓(xùn)練及作業(yè)過程中,無不涉及無人直升機失控、墜落等情況,在輸電線路特別是在跨地區(qū)特高壓輸電線路上的應(yīng)用中是有諸多安全風(fēng)險的。
1 輸電線路影響無人直升機運行的因素
目前,無人直升機在輸電線路上的應(yīng)用主要有線路桿塔常規(guī)巡視,搭載紅外、紫外及可見光成像設(shè)備對輸電線路桿塔開展預(yù)試定檢工作,輸電線路故障查找,精確定位線路桿塔GPS坐標(biāo)等地理信息,對輸電線路進行航拍取照(多為固定翼無人機)等工作。無人直升機在進行上述工作時,其工作環(huán)境有兩大特點:
1.1 貼近輸電線路工作
無人直升機在大部分作業(yè)中都要貼近輸電設(shè)備飛行或懸停,在其間帶電的輸電設(shè)備產(chǎn)生的空間密度不一的電場、磁場由于電磁感應(yīng)原理,會使無人直升機設(shè)備中金屬部分如導(dǎo)線、信號線等部分電信號電路產(chǎn)生污染,導(dǎo)致無人直升機工作異常,其作為定位及輔助增穩(wěn)的GPS模塊、電子指南針、電子陀螺儀也會因為磁場的影響不能正常工作。按無人直升機的工作原理(圖1),在實踐中的表現(xiàn)就是在無人直升機在接近輸電線路到一定距離時會突然不受控制或控制困難,地面站各項數(shù)據(jù)波動較大、GPS連接的衛(wèi)星數(shù)量突然減少的情況,特別是對于用增穩(wěn)模式加GPS坐標(biāo)點自動巡航的無人直升機還會出現(xiàn)墜機導(dǎo)致輸電線路跳閘及設(shè)備損壞的后果。
圖1 無人直升機的工作原理
1.2 不可預(yù)知的微氣象環(huán)境
跨區(qū)域的輸電線路走廊距離長,一般都在人煙稀少的山區(qū)或廣袤的平原丘陵地區(qū),地形環(huán)境復(fù)雜,隨之產(chǎn)生的是一個個不可預(yù)知區(qū)域的微氣象環(huán)境。目前輸電線路所使用的無人直升機為小型油動或電動直升機,重量輕,飛行中對復(fù)雜的氣象環(huán)境的抵抗力較弱,在微地形及大氣候的作用下,微氣象區(qū)域會無規(guī)律性地產(chǎn)生橫風(fēng)、渦流、小型龍卷風(fēng)及亂流等氣象條件,無人直升機會在飛經(jīng)此區(qū)域時突然遭受這些氣象,導(dǎo)致無人機失控或控制困難。
除上述兩方面外,無人直升機在實際應(yīng)用中,由于機體元件布置不合理,在飛行中,高頻震動或高溫(主要針對油動機)對傳感器或飛行控制器產(chǎn)生影響,致使PWM信號的輸入輸出異常,也會導(dǎo)致飛行器短時或長時間失控。另外,由于操作人員誤操作或誤撥操作鈕導(dǎo)致無人直升機失控的情況也時有發(fā)生。
2 安全風(fēng)險分析
相對于低壓輸電線路,特高壓輸電線路有電壓等級高、輸送容量大、電流密度大、安全半徑大等特點,在無人直升機作業(yè)過程中,對于接近帶電體的飛行,對跨區(qū)域特高壓電力設(shè)備存在著很大的威脅。目前相關(guān)電力規(guī)程規(guī)范尚無關(guān)于無人直升機與帶電體之間安全距離的規(guī)定,但理論上可參照《電力安全工作規(guī)程》(GB 2685-2011)電力線路部分中“在電力桿塔上工作與帶電體的安全距離”一欄對安全距離的規(guī)定(見表1)。
從表1可以看出,電壓等級越高,其禁止進入半徑就越大,特別是在±800kV直流輸電線路中,其禁止進入半徑達到10.1m,即截面積為320.3m?的環(huán)形區(qū)域,在無人機的操作中,由于視覺誤差及人員對空間距離判斷的誤差,操作者很容易把無人機操作至危險半徑以內(nèi),除此之外,無人直升機在高電壓、高密度與高強度的電磁場環(huán)境中作業(yè),很大程度上會導(dǎo)致失控墜機事故,造成輸電線路事故及對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。
2.1 無物理傷害導(dǎo)致的線路跳閘事故
在無人直升機作業(yè)過程中,由于外部因素干擾,或操作不當(dāng)造成無人機與帶電體之間的安全距離或組合間隙不夠,導(dǎo)致線路跳閘。此種跳閘一般為暫時性故障,交流可通過自動重合閘裝置,直流可通過直流再啟動裝置重新使線路復(fù)電。但因為是跨地區(qū)輸電線路,其電壓等級高、輸送容量大,所以在一定程度上會對變電站或換流站設(shè)備造成沖擊,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生諧波震蕩,影響主網(wǎng)的穩(wěn)定運行,如系統(tǒng)頻率變化等,造成嚴重的電力事故事件。
2.2 由物理傷害導(dǎo)致的線路跳閘
在使用油動無人直升機或較大體型的電動旋翼機(如AF25B油動無人直升機,其機體長1.78m、寬0.5m、高0.7m,凈重16.12kg,滿載27.6kg,翼展達2.15m)進行作業(yè)時,由于內(nèi)、外部環(huán)境等復(fù)雜因素,導(dǎo)致失控墜機,其高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳會打擊導(dǎo)桿塔塔材導(dǎo)致變形,如果擊中導(dǎo)線致導(dǎo)線斷線,則會造成線路永久性故障。以中國南方電網(wǎng)公司±800kV楚穗直流線路為例,其輸送容量為雙極2×2500MW,是連接云南省與廣東省的大動脈。如果造成線路永久性故障導(dǎo)致雙極閉鎖,系統(tǒng)將切除兩座大型發(fā)電站將近4000MW的機組,廣東和云南的500kV交流斷面有越限的風(fēng)險,在直接造成巨額的經(jīng)濟損失的同時,主通道電壓大幅度下降,系統(tǒng)頻率可下降0.2~0.4Hz,將構(gòu)成特重大電力安全事故。
2.3 對周邊人員傷害及財產(chǎn)損失
以AF25B油動直升機為例,因為其翼展達2.15m,即直接傷害半徑為2.15m,如果在人群密集區(qū)域墜機可導(dǎo)致重大的傷亡事故,在山區(qū)其所產(chǎn)生的直接傷害及次聲傷害的概率較小,但亦可對個人或社會財產(chǎn)損失產(chǎn)生一定的風(fēng)險。
3 結(jié)語
無人直升機在跨區(qū)域特高壓輸電系統(tǒng)的應(yīng)用解決了跨區(qū)域高壓輸電線路運行維護中的諸多問題,但其風(fēng)險也是與其電壓等級成正比的。在帶來利益及便捷的同時也存在較高的安全風(fēng)險,本文所闡述的安全風(fēng)險可為開展輸電線路無人機工作風(fēng)險辨識與評估提供一定依據(jù)。此項作業(yè)現(xiàn)在電力行業(yè)無人機應(yīng)用正值初級階段,在不久的將來,經(jīng)過不懈的探索,無人直升機在特高壓輸電線路中將發(fā)展為集成作業(yè)審批、風(fēng)險辨識、風(fēng)險分析、完備安全措施的完整的一套流程。
參考文獻
一、課程教學(xué)內(nèi)容安排
生物工程的內(nèi)容十分豐富,有限的課時內(nèi)不能面面俱到地進行較為深入的講授。因此,教師在教學(xué)內(nèi)容的安排上,既要保證突出重點內(nèi)容,又要兼顧知識內(nèi)容的全面性。此外,還需要引入一些學(xué)科前沿成果,以跟蹤迅速發(fā)展的生物技術(shù)的進步。我們對于課程教學(xué)內(nèi)容的安排,特別注意了以下幾個問題。
1.組建課程模塊,合理安排教學(xué)內(nèi)容。以生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展為導(dǎo)向,將本課程的教學(xué)內(nèi)容劃分成三部分:①緒論,介紹生物工程沿革及前沿。②生物技術(shù)基礎(chǔ),詳細講述基因重組技術(shù)、蛋白質(zhì)和酶工程、細胞工程的基本原理,技術(shù)路線及特點,旨在幫助學(xué)生建立牢固的理論基礎(chǔ)、掌握相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方法。③生物技術(shù)的工程化應(yīng)用及發(fā)展,重點介紹發(fā)酵工程、生物醫(yī)藥工程和環(huán)境生物工程,通過多個與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)的案例的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生綜合知識的能力、融匯創(chuàng)新的能力。
2.讓學(xué)生了解生物工程學(xué)科的全貌。課程的緒論部分分別從生物工程的沿革、生物工程的原理及特點、生物技術(shù)的應(yīng)用及前沿發(fā)展、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)所發(fā)揮的巨大的社會和經(jīng)濟影響力等角度進行講授,幫助學(xué)生標(biāo)繪出一副生物工程的全貌圖:從基礎(chǔ)理論的研究突破、生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展、到滲透至各國民經(jīng)濟主要領(lǐng)域中產(chǎn)生的巨大影響,期間產(chǎn)生的反作用又促進生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究突破。這個過程周而復(fù)始地推動著社會的變革與進步。
3.寬泛基礎(chǔ)知識面,強調(diào)理論聯(lián)系實際。生物工程是一個具有豐富學(xué)術(shù)內(nèi)容的領(lǐng)域,而本課程課時有限,不能詳盡地涉獵各個知識點,因此,如何設(shè)置課程內(nèi)容就成了影響教學(xué)效果的主要因素。本課程對基礎(chǔ)知識的教授強調(diào)的是“寬泛”而非“深入”,要求課程設(shè)置的基礎(chǔ)知識教學(xué)能夠滿足學(xué)生理解生物技術(shù)的基本原理即可,而對于生物技術(shù)的實踐應(yīng)用則給予了重點關(guān)注。課程堅持理論聯(lián)系實際,運用綜合性案例,讓學(xué)生了解從基本原理出發(fā)到實踐應(yīng)用的過程,學(xué)習(xí)綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的方法,培養(yǎng)科學(xué)思維方式。
4.以生物技術(shù)的應(yīng)用為導(dǎo)向設(shè)置教學(xué)內(nèi)容,跟蹤學(xué)科前沿。在對課程的基本原理講授后,根據(jù)學(xué)生的工程專業(yè)教育背景和將來作為社會工作者的特點,我們引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)工程化應(yīng)用方法,這是更為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。這部分教學(xué)內(nèi)容占據(jù)了整個教學(xué)內(nèi)容的相當(dāng)大的比重。如,微生物發(fā)酵工程、細胞培養(yǎng)技術(shù)使生物技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;生物醫(yī)藥工程中集中了生物技術(shù)研究的前沿方向和熱點,各種生物技術(shù)在此融合;環(huán)境生物工程致力于建立人類與環(huán)境的和諧關(guān)系,以實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。本課程分別選擇這些領(lǐng)域中的主要內(nèi)容作為重點講授部分,如轉(zhuǎn)基因動物制藥、單克隆抗體技術(shù)應(yīng)用、固定化酶技術(shù)及酶法分析、環(huán)境污染的生物治理等,安排了較多的教學(xué)時間,以使學(xué)生更好地了解生物技術(shù)的新進展。
二、教學(xué)方法探討
生物工程學(xué)是生命科學(xué)與工程技術(shù)結(jié)合所形成的一門綜合性學(xué)科,基于研究對象(核酸、蛋白質(zhì))及層次(分子、細胞、個體)不同構(gòu)建了不同的生物技術(shù)分支領(lǐng)域,同時基于應(yīng)用領(lǐng)域的不同也形成了各自富有特點的應(yīng)用技術(shù),如生物醫(yī)藥領(lǐng)域中蛋白類藥物的生物構(gòu)建和生產(chǎn)、環(huán)境治理與保護中微生物的生物轉(zhuǎn)化過程技術(shù)等。由于教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣,為了提高教學(xué)效果,本課程在教學(xué)方法上進行了以下幾個方面的探索。
(一)以生物技術(shù)原理為主線貫穿教學(xué)活動
本課程的教學(xué)活動以生物工程的原理為主線展開,形成了基因工程、蛋白質(zhì)和酶工程、細胞工程、發(fā)酵工程等章節(jié),以使學(xué)生在較短的時間內(nèi)掌握各種生物技術(shù)的原理和應(yīng)用方法。同時,通過對生物技術(shù)應(yīng)用較為深入的生物醫(yī)藥工程、環(huán)境生物工程等內(nèi)容的安排,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)應(yīng)用對象的特點和要求綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識的能力。
(二)理論聯(lián)系實際,引入案例教學(xué)
發(fā)酵工程是將生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié),包含了從菌種培養(yǎng)到制備合格產(chǎn)品的過程。[5]菌種決定著發(fā)酵生產(chǎn)工藝方法,發(fā)酵工程中高產(chǎn)菌種常常是采用生物技術(shù)方法構(gòu)建的。發(fā)酵過程調(diào)控是基于微生物的生命代謝過程,培養(yǎng)條件的變化可以影響代謝途徑。發(fā)酵產(chǎn)物的提取純化是依據(jù)待分離目標(biāo)物質(zhì)的特性及待分離目的產(chǎn)物和雜質(zhì)之間物性的差異來進行的,是決定生產(chǎn)成本高低的關(guān)鍵因素。如果只是按照發(fā)酵工程的過程來講解技術(shù)基礎(chǔ)及過程應(yīng)用技術(shù),涉及知識點多,知識點之間的相關(guān)性較弱,這對于剛開始接受專業(yè)課程教育的本科三年級同學(xué)來說,接受起來有一定的難度。而以具體物質(zhì)的發(fā)酵生產(chǎn)為例進行分析,更為形象化,也容易被學(xué)生理解和接受。授課時,我們以紅霉素的生產(chǎn)為例,分析了工程菌的構(gòu)建方法與高密度發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用,基于組分分離要求的分離純化工藝方法的建立等,并將自己多年科研的成果結(jié)合至授課內(nèi)容中。僅就紅霉素的提取純化而言,工程菌的引入及發(fā)酵調(diào)控技術(shù)的成熟,使紅霉素發(fā)酵單位由原來的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分離技術(shù)的應(yīng)用成為現(xiàn)實。目標(biāo)產(chǎn)物的分離工藝由傳統(tǒng)的“板框過濾-溶劑萃?。?jīng)過中間體鹽的結(jié)晶純化”發(fā)展為“微濾膜過濾-(納濾膜濃縮)-層析分離-結(jié)晶純化”新的分離工藝。該工藝利用層析操作的高分離效率實現(xiàn)了活性組分紅霉素A與雜質(zhì)組分紅霉素B、紅霉素C的分離;通過結(jié)晶過程中關(guān)鍵因素的調(diào)節(jié),如結(jié)晶體系的組成及組成物的濃度變化、pH、溫度、攪拌等,實現(xiàn)對產(chǎn)品粒度和晶形的控制,從而獲得純度高、藥理活性強的產(chǎn)品。案例的分析過程加強了學(xué)生們的工程概念,如發(fā)酵產(chǎn)物的提取往往會涉及結(jié)構(gòu)相似組分的分離,其分離方法的選擇需兼顧分離效率高、分離條件溫和的要求;微生物發(fā)酵是純種培養(yǎng)過程,工程設(shè)備必須滿足無菌操作的基本要求,發(fā)酵罐需要具備良好的混合能力,較高的傳質(zhì)、傳熱速率,且不能對菌體產(chǎn)生剪切破化;藥物的晶形和粒度與藥物的生理活性相關(guān),現(xiàn)代藥物質(zhì)量控制指標(biāo)除了純度和雜質(zhì)含量要求外,還有晶體的晶形粒度等結(jié)構(gòu)指標(biāo)要求;發(fā)酵產(chǎn)品的經(jīng)濟成本和社會成本概念等等。實現(xiàn)一個抗生素藥物的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)需要融合現(xiàn)代基因工程、細胞工程、化學(xué)工程的知識。
(三)課堂講授與專題案例的調(diào)研相結(jié)合
本課程通過典型實例的剖析,加強了學(xué)生對基本原理的理解,并傳授了生物技術(shù)的應(yīng)用方法。我們時時跟蹤生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,對授課案例進行更新,以使教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系生物工程的新發(fā)展、新成果,體現(xiàn)該領(lǐng)域新技術(shù)、新水平,使學(xué)生感受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的巨大魅力,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。但是,本課程的教學(xué)課時有限,課堂上不可能對生物技術(shù)各領(lǐng)域均充分展開。為了彌補這一局限,本課程在教學(xué)上設(shè)置了“專題調(diào)研+課堂談?wù)摗杯h(huán)節(jié),把生物工程應(yīng)用專題案例的調(diào)研工作,以作業(yè)形式布置給學(xué)生去完成,并通過課堂討論及提交論文的方式加以考查。[6]專題論文的完成及交流以小組為單位進行,教師組織學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組,要求各學(xué)習(xí)小組在給定領(lǐng)域范圍內(nèi)對感興趣的專題進行調(diào)研和論文的撰寫。教師在組織學(xué)習(xí)小組之時,就將學(xué)習(xí)小組兩兩結(jié)對,要求各小組在完成本組專題調(diào)研的同時,對結(jié)對小組的課題也進行相應(yīng)調(diào)研,并作為主審方在課堂上對結(jié)對組的專題內(nèi)容設(shè)置提問,引導(dǎo)課堂討論,而其他同學(xué)則可以對自己感興趣的專題自由發(fā)表觀點。
本課程要求,小論文要按照《華東理工大學(xué)學(xué)報》的稿件規(guī)范撰寫,這也是對本科生撰寫科學(xué)論文的訓(xùn)練,是專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的一部分。這種“專題調(diào)研+課堂談?wù)摗苯虒W(xué)模式,能讓學(xué)生自動參與多專題的調(diào)研學(xué)習(xí),達到鞏固基礎(chǔ)知識、拓寬知識面、深化專業(yè)認知的目的,同時能夠較全面地訓(xùn)練和檢驗學(xué)生專業(yè)文獻查閱、分析材料、歸納總結(jié)及思辨應(yīng)對的能力。實踐表明,這樣的學(xué)習(xí)方式效果突出。學(xué)生李曉陽在聽課小結(jié)中寫道:“分組演講、課程論文,每小組七八個人,不僅可以讓我們自己動手獲取知識,鍛煉了動手能力,還能夠培養(yǎng)我們團結(jié)協(xié)作的能力。只有分工合作才能把這項工作做好?!睂W(xué)生閆天一在小結(jié)中寫道:“老師講到了我國生物發(fā)酵工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,雖然我國(抗生素)產(chǎn)量居世界之首,但生產(chǎn)效率比較低、產(chǎn)品附加值低、污染嚴重,主要以半成品(原料藥)為主,這些都深深觸動了我。在化學(xué)制藥領(lǐng)域,我們?nèi)允且苑轮扑帪橹鳌T?1世紀,我想我們大學(xué)生的責(zé)任就是讓中國不僅是世界的工廠,也要成為研發(fā)的中心?!?/p>
三、結(jié)束語
[關(guān)鍵詞]專利保護創(chuàng)造新標(biāo)準生物技術(shù)創(chuàng)新
生物技術(shù)在改善人類健康狀況及生存環(huán)境、提高農(nóng)牧業(yè)以及工業(yè)的產(chǎn)量與質(zhì)量方面正在發(fā)揮著越來越重要的作用,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將最終解決世界人口、糧食、環(huán)境、健康、能源和海洋等影響二十一世紀人類生存的重大問題,所以,21世紀被稱為生物技術(shù)的時代。本文探討生物技術(shù)專利保護的創(chuàng)造性標(biāo)準對生物技術(shù)創(chuàng)新和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響,從而提高生物技術(shù)的自主創(chuàng)新能力,促進創(chuàng)新型國家的建設(shè)。
一、生物技術(shù)的發(fā)展前景及其專利保護的研究現(xiàn)狀
“生物技術(shù)”一詞最早是由匈牙利工程師Karl Ereky 于1917年首先提出的。美國商務(wù)部認為,生物技術(shù)是用生物體或者它們的細胞、亞細胞或者分子成分來生產(chǎn)產(chǎn)品或者修飾特定的植物、動物和微生物的技術(shù)。它包括基因重組技術(shù)、分子生物學(xué)和其他領(lǐng)域發(fā)展出來的診療兼并的方法、動物和植物馴化技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)、生物信息學(xué)等。在發(fā)達國家,生物技術(shù)已經(jīng)成為一個新的經(jīng)濟增長點,其增長速度大致是在25%~30%,是整個經(jīng)濟增長平均數(shù)的8~10倍左右。中國在該領(lǐng)域已經(jīng)具備了較好的基礎(chǔ),當(dāng)初中國參加國際人類基因組計劃的時候,只爭取到了人類基因組1%的測序任務(wù),但現(xiàn)在中國科學(xué)家經(jīng)過持續(xù)的努力,已經(jīng)獲得了國際蛋白質(zhì)組計劃的主要項目――國際人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)。中國將承擔(dān)整個國際蛋白質(zhì)組計劃20%以上的任務(wù)。生物技術(shù)的迅速發(fā)展和美好前景的實現(xiàn)離不開法律制度尤其是專利制度對其有效的保護,但是由于生物技術(shù)的專利保護會涉及宗教、倫理道德和人類自身的安全等問題,所以對生物技術(shù)的專利保護不僅是法律問題,而且是社會問題。雖然有關(guān)專利制度對技術(shù)發(fā)展的作用的爭議由來已久,但專利制度對技術(shù)尤其是現(xiàn)代技術(shù)的推動作用是不言而喻的。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,絕大多數(shù)國家不但建立專利制度,而且修訂頻率不斷加速就是專利制度對科學(xué)技術(shù)發(fā)展具有巨大推動力的很好例證。近年來在專利制度的研究領(lǐng)域,有關(guān)現(xiàn)代技術(shù),特別是計算機技術(shù)和生物技術(shù)的專利保護問題成為學(xué)者研究的熱點。不過,有學(xué)者認為,盡管生物技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)問題對中國來說很重要,但是中國在生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護方面的研究還極為薄弱。就生物技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)研究,尤其是專利保護研究來說,近年來研究主要集中在生物技術(shù)的可專利性方面。在專利的實質(zhì)要件中,創(chuàng)造性不但最重要,而且最復(fù)雜。
二、專利保護的創(chuàng)造性標(biāo)準與技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)系
專利法規(guī)定發(fā)明的創(chuàng)造性是指同申請日以前已有的技術(shù)相比,該發(fā)明有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。創(chuàng)造性是一個相對的概念,是與申請日(享有優(yōu)先權(quán)的,是指優(yōu)先權(quán)日)以前的已有技術(shù)對比來說的。專利法所說的已有技術(shù)是指“申請日(享有優(yōu)先權(quán)的,是指優(yōu)先權(quán)日)前在國內(nèi)外出版物上公開發(fā)表、在國內(nèi)公開使用或者以其他方式為公眾所知的技術(shù),即現(xiàn)有技術(shù)?!眲?chuàng)造性不是一個可以用尺子來衡量的客觀標(biāo)準,對它的判斷要靠人的思維才能作出。這個人就是所謂的“發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員”,他是一個假想的人,他了解所屬技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù),具有該技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員所具有的一般知識和能力。而且他的知識水平隨著時間的進展而有所不同。所以審查員在判斷創(chuàng)造性時,要參照這樣一個假想的人的認識水平來衡量,而不能完全有自己主觀認定。當(dāng)然,“在這條試圖走向‘客觀性’終點的道路中,已經(jīng)布滿了主觀性的荊棘。”因此,專利保護的創(chuàng)造性標(biāo)準問題是一個客觀性和主觀織在一起復(fù)雜而又重要的問題,其重要性不僅體現(xiàn)在它決定著是否發(fā)明受專利法保護,更為重要的是它關(guān)系到技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟繁榮的重大問題。
提高專利保護的創(chuàng)造性標(biāo)準是否一定會推動技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展呢?應(yīng)該具體問題具體分析。生物技術(shù)創(chuàng)新與其他技術(shù)創(chuàng)新一樣,離不開研發(fā)主體的大量投資。對一個理性的經(jīng)濟人而言,研發(fā)投資數(shù)量的多少,在一定程度上取決于該項投資的經(jīng)濟回報。換句話說,企業(yè)花費多少的資金搞研發(fā),研發(fā)什么樣的項目,是由它們對不同的研發(fā)項目回報的預(yù)期利潤決定的,或者說,企業(yè)總是將有限的資源投放在預(yù)期回報率最高的項目。研發(fā)項目帶來的預(yù)期回報由多種因素決定,如研發(fā)成本、取得發(fā)明的可能性、發(fā)明獲得專利保護的可能性和專利保護期內(nèi)的利潤率等。這些因素之所以重要,是因為如果研發(fā)成本低,取得發(fā)明的可能性和發(fā)明獲得專利保護的可能性大,企業(yè)的研發(fā)投資回報率就高。專利法對研發(fā)投資的回報體現(xiàn)在兩個方面:(1)專利法規(guī)定了可專利性客體范圍和客體被授予專利的可能性;(2)專利法的規(guī)定直接影響著研發(fā)投資者在專利保護期內(nèi)利益回報率。如果專利法降低可專利性標(biāo)準,尤其是采用較低的創(chuàng)造性標(biāo)準,會對研發(fā)投資的回報產(chǎn)生兩種作用相反的效果。一方面隨著可專利性標(biāo)準,尤其是創(chuàng)造性標(biāo)準的降低,未來會有更多的發(fā)明創(chuàng)造受到專利保護。企業(yè)對源于他人專利的創(chuàng)造獲得專利保護的可能性就會增加。另一方面企業(yè)也會因為競爭對手對其模仿動力的加大而失去一些利益。企業(yè)要想在競爭中獲勝,最好的、也是最重要的手段是創(chuàng)造、擁有和有效地使用自己的專利。但是,如果從專利中獲得的利益越來越少,那么專利的價值也就越來越小,企業(yè)的研發(fā)投資數(shù)量也會越來越少,從而使得技術(shù)創(chuàng)新能力越來越低,反之依然。對立法者而言,關(guān)鍵在于他們認為哪一種影響更為重要。如果發(fā)明取得專利保護的可能性的增加小于專利價值下降的幅度,研發(fā)的預(yù)期回報就會增加,從而刺激新的研發(fā)投資,提高創(chuàng)新能力,取得更多的創(chuàng)新成果。不過,如果取得專利保護的可能性的增加大于專利價值下降的幅度,研發(fā)的預(yù)期回報就會減少。這將阻礙企業(yè)進行研發(fā)投資,從而降低研發(fā)主體的創(chuàng)新能力。
三、國際公約與不同國家對生物技術(shù)專利保護及其創(chuàng)造性條件的判定
《巴黎公約》第一條第三款:“對工業(yè)產(chǎn)權(quán)應(yīng)作最廣義的理解,不僅應(yīng)適用于工業(yè)和商業(yè)本身,而且也應(yīng)該同時適用于農(nóng)業(yè)和采掘業(yè),適用于一切制成品和天然產(chǎn)品,例如,酒類、谷類、煙葉、水果、牲畜、礦產(chǎn)品、礦泉水、啤酒、花卉和面粉。”TRIPS協(xié)議的第27條第一款規(guī)定,在符合本條第二款(保護公共秩序或道德的例外)和本條第三款(人類或者動物的診療方法和動植物品種的例外)的前提下,一切技術(shù)領(lǐng)域的任何發(fā)明,無論產(chǎn)品發(fā)明或者方法發(fā)明,只要其新穎、含創(chuàng)造性并可付諸工業(yè)應(yīng)用均應(yīng)有可能獲得專利。美國對生物技術(shù)方法發(fā)明非顯而易見性有其特殊規(guī)定。生物技術(shù)方法專利重要成果是對美國專利法第103條的修改(即增加103(b)),即對于一項生物技術(shù)方法,如果其使用的原料或/和生產(chǎn)的合成物具有可專利性,那么該生物技術(shù)方法是具有顯而易見性的。歐洲專利局的審查員通常應(yīng)用問題與解決方案的方法來審查專利申請的技術(shù)是否具有創(chuàng)造性,同時在審查發(fā)明的創(chuàng)造性時,歐洲專利局的審查指南要求考慮發(fā)明創(chuàng)造的輔標(biāo)記(第二標(biāo)記),如發(fā)明克服技術(shù)偏見、需要解決的問題存在時間的長短、發(fā)明對長時間需求的滿足、發(fā)明在商業(yè)上的成功以及發(fā)明的意想不到效果等。日本生物技術(shù)發(fā)明的創(chuàng)造性判定的基本原則是:如果獲得該與基因相關(guān)的發(fā)明是容易的,而該發(fā)明又不具有不能預(yù)見的優(yōu)越的效果,則該發(fā)明不具有創(chuàng)造性;盡管獲得該與基因有關(guān)的發(fā)明是容易的,但該發(fā)明具有不能預(yù)見的優(yōu)越性,則該發(fā)明具有創(chuàng)造性。中國專利法(以下簡稱專利法)規(guī)定,授予專利權(quán)的發(fā)明和實用新型,應(yīng)當(dāng)具備新穎性、創(chuàng)造性和實用性。創(chuàng)造性,是指同申請日以前已有的技術(shù)相比,該發(fā)明有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步,該實用新型有實質(zhì)性特點和進步。盡管生物技術(shù)在許多國家已經(jīng)得到知識產(chǎn)權(quán)保護,然而,中國在2000年修訂通過的專利法依然沒有把生物技術(shù)發(fā)明納入保護范圍。2001年公布的《專利法實施細則》對《專利法》中的“授予專利的條件”避而不作解釋和說明。但是在第25、26條增加了“新的生物材料”的申請與實驗的規(guī)定。這實際上等于在某種程度上,承認了生物技術(shù)的可專利性。
四、適度降低生物技術(shù)專利保護創(chuàng)造性標(biāo)準,促進生物技術(shù)創(chuàng)新
創(chuàng)造性標(biāo)準的降低對特定產(chǎn)業(yè)中研發(fā)活動的影響取決于該產(chǎn)業(yè)最初的創(chuàng)新速度;這種創(chuàng)新速度又取決于該產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步和致力于推進這些技術(shù)進步的資源的機會。一些產(chǎn)業(yè),如生物技術(shù)、計算機技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新速度要快于其他一些產(chǎn)業(yè),如鋼鐵、采礦和石油冶煉等產(chǎn)業(yè)。一般而言,一些相對較老的夕陽產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新速度要慢一些。對這類產(chǎn)業(yè)而言,推出有益于競爭的新專利技術(shù)需要花費更多的時間,同時,其他企業(yè)要模仿該技術(shù)或者作出該發(fā)明創(chuàng)造的周邊發(fā)明創(chuàng)造并取得專利保護需要相對較長的時間。由此加劇的競爭對專利價值的影響可能較小,從而使專利發(fā)明具有較高的價值。如果提高創(chuàng)造性標(biāo)準,該產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)的發(fā)明創(chuàng)造獲得專利保護的機會增加幅度大于專利價值下降的幅度,從而使該企業(yè)可以獲得更多的經(jīng)濟利益,進而促使企業(yè)進一步加大研發(fā)投資,促進技術(shù)創(chuàng)新。相反,如果降低創(chuàng)造性標(biāo)準,則就會在一定程度上阻礙該類產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。當(dāng)然,對現(xiàn)代技術(shù),尤其是生物技術(shù)而言,推出有益于競爭的新專利技術(shù)需要花費較少的時間,同時,其他企業(yè)要模仿該技術(shù)或者作出該發(fā)明創(chuàng)造的周邊發(fā)明創(chuàng)造并取得專利保護需要相對較短的時間。由此加劇的競爭對專利價值的影響可能較大,從而使該發(fā)明的專利的價值降低。如果提高創(chuàng)造性標(biāo)準,該產(chǎn)業(yè)中的企業(yè)的發(fā)明創(chuàng)造獲得專利保護的機會增加幅度小于專利價值下降的幅度,從而使該企業(yè)可以獲得的經(jīng)濟利益減少,進而促使企業(yè)進一步減少研發(fā)投資,阻礙技術(shù)創(chuàng)新。相反,如果降低創(chuàng)造性標(biāo)準,則就會在一定程度上促進該類產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步,提高創(chuàng)新能力。換句話說,在生物技術(shù)等高科技產(chǎn)業(yè)中,降低可專利性標(biāo)準,尤其是創(chuàng)造性標(biāo)準,會使得取得專利保護的可能性的增加小于專利價值下降的幅度,從而刺激新的研發(fā)投資,提高創(chuàng)新能力,取得更多的創(chuàng)新成果。
參考文獻:
[1]魏衍亮:生物技術(shù)的專利保護研究[M],知識產(chǎn)權(quán)出版社,2004,7
[2]鄭成思:知識產(chǎn)權(quán)法:新世紀初的若干研究重點[M].法律出版社,2004,39
[3]湯宗舜:專利法教程(第三版)[M].法律出版社,2003,93
[4]鄭成思:知識產(chǎn)權(quán)論(第三版)[M].法律出版社,2003,298
[5]郝曉峰:生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護問題的由來和發(fā)展[J].知識產(chǎn)權(quán),1996,(2)
[6]鄭成思:WTO知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議逐條講解[M].中國方正出版社,2001,104
關(guān)鍵詞:生物技術(shù)藥物;生物制藥;活性
生物技術(shù)藥物是21世紀最富希望和發(fā)展?jié)摿Φ男屡d高科技藥物。生物技術(shù)藥物也稱生物藥物,目前在治療糖尿病、心臟病、艾滋病、癌癥等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。生物技術(shù)藥物的問世,更加擴展了新藥開發(fā)的領(lǐng)域?qū)挾?,隨著生物技術(shù)藥物的發(fā)展,新開發(fā)出的藥物的安全性和有效性都得到了提高。
1.生物技術(shù)藥物的范圍
現(xiàn)階段,從狹義上界定生物技術(shù)藥物主要是指那些把重組DNA技術(shù)作為核心,把生物體作為原料生產(chǎn)出的用于預(yù)防、診斷及治療的藥物[1]。從廣義上界定生物技術(shù)藥物一般是指采用生物技術(shù)生產(chǎn)出的在生物體內(nèi)存在的天然活性物質(zhì)[2]。而定義中的“生物技術(shù)”包括目前廣泛應(yīng)用于生物制藥領(lǐng)域的基因工程、酶工程、細胞工程、蛋白質(zhì)工程、微生物發(fā)酵工程等技術(shù)[3];“天然活性物質(zhì)”是指生物技術(shù)藥物的來源是細菌、植物、昆蟲、哺乳動物等各種生物體內(nèi)的特征細胞產(chǎn)物[4]。
2.國外生物技術(shù)藥物的發(fā)展現(xiàn)狀
歐洲的生物技術(shù)藥品市場占據(jù)了全球28%的市場份額[5],目前,歐洲已經(jīng)有290種蛋白質(zhì)藥物進入臨床試驗,其中已經(jīng)批準上市的有29種[6]。專家預(yù)計,在未來的5-10年,歐洲的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將對美國、日本形成激烈的市場競爭。
美國的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)有多年的歷史。到2010年為止,美國的食品藥品監(jiān)督管理局總共批準了包括激素、細胞因子、重組抗體、酶及其各種長效修飾物等制品在內(nèi)的110種生物技術(shù)藥物上市[7],這些生物技術(shù)藥物在人類多種疾病的治療中發(fā)揮越來越重要的作用,產(chǎn)生的經(jīng)濟價值不斷提高。
截止2011年全世界共有1714項基因治療臨床試驗方案得到批準,其中有300余項進入Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗階段[8],基因治療的范圍不斷擴展,疾病譜從腫瘤為主迅速發(fā)展到其他各種病癥,成熟的生物技術(shù)藥物已進入“井噴”期;以治療性細胞疫苗技術(shù)為代表的體細胞治療技術(shù)已經(jīng)進入臨床使用的成熟期[9]。各國都致力于生物技術(shù)的研發(fā),而這些研發(fā)成果超過60%都集中在醫(yī)藥領(lǐng)域[10]。生物制藥領(lǐng)域的干細胞治療、基因治療、免疫細胞治療、誘導(dǎo)性多功能干細胞和細胞再生工程技術(shù)等的發(fā)展和不斷突破都在加速其快速發(fā)展,昭示著生物制藥領(lǐng)域有著更加美好的發(fā)展前景。目前,世界上生物制藥的主流是應(yīng)用哺乳動物細胞表達系統(tǒng)來生產(chǎn)重組蛋白藥物,其市場份額已經(jīng)超過全世界生物技術(shù)藥物銷售總量的67%[11]。
第一個基因治療產(chǎn)品“今又生”是我國批準上市的[12],第一個免疫隔離化細胞治療產(chǎn)品“APA-BCC”陣痛微囊也在我國批準上市[13]。近些年來生物技術(shù)藥物在醫(yī)藥領(lǐng)域的生產(chǎn)份額逐年加大,地位日益提高。
3生物技術(shù)藥物的特點
生物技術(shù)藥物是生物藥學(xué)和生物醫(yī)學(xué)理論及實驗的發(fā)展產(chǎn)物,生物技術(shù)藥物與傳統(tǒng)的化學(xué)藥物有很多不同,傳統(tǒng)的化學(xué)藥物主要是小分子化合物,而生物技術(shù)藥物主要是包括細胞或組織、核酸、單克隆抗體、基因重組蛋白、基因重組多肽、滅活或者減毒的細菌或病毒等大分子物質(zhì)。
3.1結(jié)構(gòu)不能完全確認
生物技術(shù)藥物的活性主要靠其空間結(jié)構(gòu)和氨基酸序列來表達。生物技術(shù)藥物因其具有較大的分子量和復(fù)雜的空間構(gòu)型,現(xiàn)有的分析方法不能完全確認其化學(xué)結(jié)構(gòu)。
3.2種屬特異性
不同種屬的動物的同類受體的功能和結(jié)構(gòu)可能也存在不同,而生物技術(shù)藥物的作用部位主要是抗原表位或受體,因此,同一種生物技術(shù)藥物可能對某種動物有效,而對另一種動物無效。
3.3生物技術(shù)藥物具有多功能性
在一個生物體內(nèi),生物技術(shù)藥物的受體可能廣泛分布,從而產(chǎn)生廣泛的藥理活性或毒性作用。
3.4免疫原性
生物技術(shù)藥物對于動物體來說是異源性大分子,具有免疫原性,誘發(fā)動物產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,而這種誘發(fā)的免疫反應(yīng)會影響藥物安全性。
3.5極高的反應(yīng)活性
雖然生物技術(shù)藥物在生物體內(nèi)的含量要低于一般的內(nèi)分泌激素,但是其引發(fā)的生物學(xué)反應(yīng)卻被放大。例如干擾素的使用劑量是10-30ug[14];白細胞介素-12的劑量是0.1 ug;表皮生長因子的劑量在納克水平。
3.6 可獲得非天然的生理活性物質(zhì)使之成為新藥
1985年,為了治療侏儒癥,從人腦垂體中提取出了人生長激素,導(dǎo)致了可雅病傳播[15],目前,應(yīng)用基因重組技術(shù)重組hGH,既保證了治療效果又可以避免這種疾病傳播風(fēng)險。
3.7可批量生產(chǎn)確保臨床和科研需要,經(jīng)過改造可提高生理活性
生物技術(shù)使多肽基因、活性蛋白能夠在動物細胞、植物反應(yīng)器、動物反應(yīng)器和微生物中高效表達,從而可以獲取以前很難獲取的生物活性物質(zhì),并可以形成批量生產(chǎn),適應(yīng)臨床的需要量。采用生物技術(shù)改造后,提高了生物制劑的活性,從而達到降低用量的目地,藥效提高。
4生物技術(shù)藥物的前景
目前,全世界生物技術(shù)的研發(fā)重點主要集中于基因組學(xué)研究上,有預(yù)測稱人類基因組學(xué)計劃的測序工作完成后,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將在生物芯片、生物信息產(chǎn)業(yè)、基因治療、藥物基因組學(xué)等方向有更多的發(fā)展。
我國新型生物技術(shù)藥物主要集中于疫苗、基因治療劑、單克隆抗體、可溶性治療蛋白、反義藥物五個類型[16]。
我國在生物技術(shù)藥物方面正處于有序的發(fā)展階段,首先,我國以國家科委及國家生物制品研究機構(gòu)組織研發(fā)血液制品和肝炎疫苗等項目[17];其次,仿制某些國外的在中國不受知識產(chǎn)權(quán)保護的品種[18];最后,人類基因組框架初步形成后,使人們逐步認識的生物技術(shù)的經(jīng)濟價值,吸引更多投資,加速生物技術(shù)的更快發(fā)展。
目前,生物技術(shù)藥物在癌癥、心腦血管、遺傳性疾病、傳染性疾病、自身免疫性疾病、糖尿病和神經(jīng)退化性疾病等疾病的治療都有很好的療效。
參考文獻
[1] 曾浩, 羅萍, 郭剛,等. 藥學(xué)專業(yè)生物技術(shù)制藥教學(xué)改革的實踐[J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生, 2008, 24(4):630-631.
[2] 肖斌, 郭剛, 毛旭虎,等. 生物技術(shù)制藥創(chuàng)新型實驗教學(xué)平臺的探索與實踐[J]. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生, 2009, 25(22):3511-3512.
[3] 趙廣榮, 向志軍, 元英進,等. 中藥現(xiàn)代化研究的生物技術(shù)[J]. 中草藥, 2004, 35(5):481-484.
[4] 錢迎倩, 馬克平. 生物技術(shù)與生物安全[J]. 自然資源學(xué)報, 1995, 7(4):322-331.
[5] 胡顯文, 陳惠鵬, 湯仲明,等. 美國、歐盟和中國生物技術(shù)藥物的比較[J]. 中國生物工程雜志, 2005, 25(2):82-94.
[6] 馬述忠, 黃祖輝. 關(guān)于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干思考[J]. 中國軟科學(xué), 2001(8):61-65.
[7] 文淑美. 全球生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢[J]. 中國生物工程雜志, 2006, 26(1):92-96.
[8] 張蕊, 田澎. 生物制藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析及我國企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 工業(yè)工程與管理, 2005, 10(5):107-111.
[9] 吳梧桐, 王友同, 吳文俊. 21世紀生物技術(shù)和生物制藥 一、生物技術(shù)藥物發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 藥物生物技術(shù), 2001, 8(1):1-3.
[10] 胡顯文, 陳惠鵬, 張樹庸. 全球生物制藥產(chǎn)業(yè)概況[J]. 中國醫(yī)藥生物技術(shù), 2009, 4(2):85-89.
[11] 胡顯文, 馬清鈞. 生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析[J]. 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè), 2007(1):16-31.
[12] 陳志南. 基于抗體的中國生物制藥產(chǎn)業(yè)化前景[J]. 中國醫(yī)藥生物技術(shù), 2007, 2(1):2-5.
[13]馬勇, 杜德斌, 周天瑜,等. 全球生物制藥業(yè)的研發(fā)特點與我國制藥研發(fā)的應(yīng)對思考[J]. 中國科技論壇, 2008(11):47-51.
[14] 潘玉泉, 朱小寧. 不同劑量干擾素治療毛細支氣管炎臨床分析[J]. 臨床醫(yī)藥實踐, 2006, 15(1):29-30.
[15] 王珍燕, 盧洪洲. 克雅病診治[J]. 中國感染與化療雜志, 2013, 13(5):400-404.
[16] 陳志南. 基于抗體的中國生物制藥產(chǎn)業(yè)化前景[J]. 中國醫(yī)藥生物技術(shù), 2007, 2(1):2-5.