工业生物技术掀起第三次浪潮

2018-09-21 06:29:46

 以可持续发展为特征的现代新文明主要指生物经济时代,其重要技术就是工业生物技术。医药发酵展一部分是基础,是生物科学;医学的另一部分更为重要,也是医学的主体——临床医学,近十几年来医学领域兴起了一门新学科:循证医学。就是充分寻求可信的临床证据,因为我们光靠实验室得出来的这些证据,还不足以说明很多问题。如今,工业生物技术继医药生物技术、农业生物技术之后,掀起了生物技术领域的第三次浪潮,正促成一个以生物催化和生物转化为特征,以生物能源、生物化工、生物冶金等为代表的现代工业王国的形成。
工业生物技术是战略选择(xuanze)
工业生物技术是以生物质资料 源为原料,大规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料(Material)等。中国生物技术发展中心的专家认为,我国正处于全面建设小康社会、迈向中等发达国家的关键时期,大力发展工业生物技术是理想的选择(xuanze),对于实现经济、社会的可持续发展具有战略意义。
首先,它是我国实施能源替代策略、实现可供给能源多元化的重要支撑。如果能够在木质纤维素原料的生物转化利用方面取得突破,利用工业生物技术实现生物质能源的高效利用,占据生物能源知识产权(intellectual property)领域的制高点,我国就可以走出一条通往绿色生态的现代化之路。
其次,它是发展生物质资源替代化工原料、保障我国经济可持续发展的基本手段。淀粉展葡萄糖分子聚合而成的,它是细胞中碳水化合物最普遍的储藏形式。淀粉在餐饮业中又称芡粉,通式是(C6H10O5)n,水解到二糖阶段为麦芽糖,化学式是C12H22O11,完全水解后得到单糖(葡萄糖),化学式是C6H12O6。淀粉有直链淀粉和支链淀粉两类。前者为无分支的螺旋结构;后者以24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成,在支链处为α-1,6-糖苷键。石油化工原料的生物替代在技术上是可行的,部分石油化工原料的生物替代在经济上已经具备竞争力。目前,在某些化学品的生产领域如生物乙烯,工业生物技术与石油化工技术相比,已经具备了现实的经济竞争力。
再次,它是提高农业资源利用率,解决 ;三农 ;问题,推进我国传统农业向现代农业转变的一条新技术途径。农业生物技术将为工业生物技术提供大量价廉物美的工业原料,工业生物技术为农业生物技术提供资金和下游(比喻落后的地位)加工的配套服务。未来,这两者将会进一步联合,并最终形成力量强大的联盟。
此外,以生物催化技术取代传统的化学工艺是我国改善环境、源头治理的根本出路。预计到2020年,我国通过(tōng guò)生物催化与生物转化技术,将使化学工业的原料、水资源及能量消耗降低30%,污染物排放和扩散减少30%,涉及的产值预计将超过2.2万亿元/年。
重点开拓领域已经确立
6月底在天津滨海新区举办的2009国际生物经济(jīng jì)大会上,业内专家介绍,我国发展工业生物技术的战略目标(cause)是经过5~10年努力,使工业生物技术及产业跨入世界先进行列,为我国工业的全面提升与经济社会发展提供技术支撑(sustain)。医药工业展预防或治疗或诊断人类和牲畜疾病的物质或制剂。医药可预防疾病,治疗疾病,减少痛苦,增进健康,或增强机体对疾病的抵抗力或帮助诊断疾病的物质。主要研究内容包括:
在生物能源方面,开展微生物能量物质合成代谢功能优化(optimalize)改造、发酵工艺优化等技术研究,以碳(C)水化合物为原料,开发生物能源新技术与新产品,促进能源多元化体系的形成,以生物质能源缓解石油资源供应压力。具体包括燃料乙醇(酒精)、生物柴油、生物制氢(Hydrogen)、甲烷等。
在生物材料方面,开展微生物细胞与分子的功能优化改造、微生物发酵及其下游工艺研究(research),利用生物质可再生资源开发生物材料新技术与新产品,促进石油原料替代工业技术的发展,提高材料化工可持续发展的水平。具体产品为1,3-丙二醇、乳酸与聚乳酸、聚氨基酸、生物乙烯等。
在生物基化学品方面,开展(kāi zhǎn)微生物(Micro-Organism)代谢功能优化技术研究,提高溶剂以及日用与精细化学品等发酵又称酦酵生产技术水平,提高相关产业的竞争(competition)力。其中包括手性化工重大产品(Product)、有机溶剂、日用化学品、精细化学品等。
在生物催化剂方面,开展重大酶制剂(enzyme)基因改造研究(research),开发新型生物催化剂与生物友好工艺,减少化学工业的能源、资源消耗(consume)与污染物排放,包括重大工业酶制剂如耐高温酸性淀粉酶和高温糖化酶、纤维素与半纤维素酶及新型酶制剂等。
此外,开发微生物驱油、微生物冶金、微生物环保等新技术,以工业生物技术促进能源、环境领域的技术进步。同时,开展(kāi zhǎn)生物催化剂发现、优化、改造与工程化利用的共性技术研究(research),建立快速、高通量技术手段,构建现代工业生物技术关键平台,提高我国工业生物技术的创新能力。
大力创新践行历史使命
如何有效地开发工业生物技术,实现其肩负的重大历史使命?中国生物技术发展中心的专家提出了可行性建议。
一是加强体制创新。在我国现有工业生物技术研发布局的基础上,建立支撑生物产业发展的工业生物技术研发创新体系,形成政府引导、地方配合、企业出题、专家解题的新机制,逐步使企业成为工业生物技术产业化创新的中心。
二是加强技术创新。结合我国的重大需求和研究(research)基础,选择生物能源、生物材料、生物制药以及环保等领域作为研究重点,集中突破工业生物技术领域的前沿与共性技术难题,打造先进的工业生物技术平台,形成重大专利技术生产线。
三是建立生物技术行业协会。为政府相关部门制定生物技术发展规划和行业标准提供技术咨询,协调产业发展和价格规范,避免行业恶性竞争,保障工业生物技术产业的健康和持续发展。
四是大幅增加工业生物技术的投入。 ;十一五 ;期间,工业生物技术的投入应达到150亿元的总规模,形成政府、地方、企业共同投资的新模式,直接形成1500亿元的产业规模,辐射和拉动3000亿元的相关产业。
五是加强人才培养和基地的建设。专项实施过程(guò chéng)中不仅要考虑以课题支持的方式带动高水平研究(research)基地的建设,而且要注重人才,特别是企业研发人才的培养,为我国工业生物技术的长远发展提供人才储备。