基因工程技术在制药领域的应用和发展

基因工程技术在制药领域的应用和发展（共12篇）

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇1

关键词：冷冻干燥技术；制药工艺；应用情况

新世纪，物质生活不断丰富、生活节奏的不断加快使得人们对生活质量也提出了新要求，这也促使了人类对健康认识的全面。制药工艺的改革力度的不断深入，无论是生产技术还是生产理念，都出现了巨大的转变。基于这种社会发展形势，冷冻干燥技术在制药领域引起了人们的高度重视，并形成了一个涉及范围广、工作效率高的工作方式。药品冷冻技术在应用中是集制冷、真空技术为一体的综合性技术，但在工作中，由于冷冻干燥技术的应用容易受到外界环境的干扰，为此必须要提前进行严格的改革和设计，促使这门技术在应用中朝着理想、可靠的方向发展。

一、冷冻干燥技术概述

冷冻干燥技术是一种在低温条件下对产品进行干燥处理的一种工艺，其具备着常规干燥条件下不可比拟的工作优势。这种干燥技术最早出现于十九世纪世纪初期，是在食品加工领域应用较多的一种，直至上个世纪后期才在制药领域得到使用。这种技术的出现对于制药生产而言可谓是一个质的飞跃，对制药行业的发展有着极大的推动和促进作用。

1、冷冻干燥技术概念

为了生存，人类每天都需要摄取食物中所含有的水分；为了生存，人类保存食物、药物必须要除去水分，为了更好的生存，人类很多生活资料必须要彻底的去除水分。在这种时代背景下，我们便会发现干燥技术是一个多么重要的工作。干燥技术是保证物质不致腐败和变质的主要方法之一，是目前社会生产领域中最为常见的工作。冷冻干燥技术作为一项干燥新技术，在近年来的社会发展中得到了广泛的应用，尤其是在食品生产、药品生产和农副业加工等领域中，更是成为产品保鲜、保质的主要手段。所谓的冷冻干燥技术也被人们广泛的称之为动感技术，是温度在0℃以下进行水分去除的一种技术。

2、特点

在现阶段的社会发展中，干燥技术的应用不断深入，这也使得干燥技术的使用方法得到了极大的优化和改进。冷冻干燥技术作为一种工作新技术，其主要的特点表现在以下几个方面：

2.1、冷冻干燥法通常都是在低温条件下进行的，其在应用的过程中热敏性的物质在高温干燥条件下容易产生性能变化，而采用冷冻干燥方法则有效的避免了这一问题的产生。

2.2、冷冻干制品药液在冻结前进行分装，剂量十分准确，同时在制药生产中对于药品的生产优势也较为明显。

2.3、冷冻干燥过程中避免了化学、物理和霉菌等相关变化模式，其需要确保制品的物理性质不变。因此在应用之中采用冷冻干燥方法进行处理，这对于提升药品稳定性十分有效。

2.4、冷冻干燥方法的选用有助于药品稳定性。在药品生产中，冻结条件下的药性经济危机稳定，避免了药物失衡而产生的药效流失。这种方法的应用中，药物在在干燥之后，虽然其体积一定程度上缩小、变化，但是其颜色和形状以及成分基本不变，避免了浓缩现象的产生。

2.5、在冷冻干燥技术的应用中，干燥后的材料多呈现出疏松多孔的工作方式，一般都成海绵状，这种状态之下的复水性能好、溶解度较为迅速，物料在水中溶解的时候其冰晶的形态出现较多，即容易融入无机盐等相关的物料之中，避免了一般干燥无机盐随着水分表面浅议而出现变化以及硬化模式。

二、冷冻干燥技术工作原理及发展现状

在科学技术大力发展的新时代，健康越来越被人们重视。但是，要想达到良好的健康状态，就必须要更加有效的进行疾病治疗、疾病预防，减轻患者痛苦和药物所产生的副作用，在这种时代背景下，我们必须要大力发展制药新技术，这样使得冷冻技术出现受到人们的重视。

1、工作原理

药品的冷冻干燥技术的应用是一个从药品的准备、预冻、升华乃至吸收干燥、密封为一体的工作环节，其在工作中主要的工作原理是在低温作用下，将药品中的溶液迅速冻结，进而在真空的条件下进行升华干燥，同时出去在这个时候所产生的冰晶问题，再通过分解作用来去除药品中存在的水分，最终得到干燥的药品。

2、冷冻干燥技术的发展现状

在目前的制药生产工作中，冷冻干燥技术的应用极为广泛，尤其是在国内的西药制取中，更是得到了深入的使用。但是就目前的应用现状而言，由于受到各种因素的影响，使得其中还存在着诸多的问题，这些问题主要表现在以下方面：

2.1、药品准备环节

药品的成份都将会影响到冷冻干燥的效果。药液的生物活性度、药液共熔点以及药液中的液体和固体的比例都是进行药品冻干加工的重要参考指标。为保证新产品的冻干能顺利进行，制药企业应重视药品冻干加工研究，通过热分析法测定药品共熔点，还可以通过冻干实验记录下不同成份的药液对冻干过程中各项指标的不同要求，积极进行冻干效果对比，寻求最佳解决方案。

2.2、药液预冻环节

预冻是冷冻干燥技术中重要环节，预冻的目的是要固化自由水和物化结合水，并保证产品的主要性能稳定、物质结构合理。若药液预冻没有做好，产品冻结不实，会影响所产生的冰晶的形态和大小，并进一步影响药品制作后期的干燥速率及质量。

三、冷冻干燥技术的应用优势 药液在冻干前分装，分装方便！准确！可实现连续化； 处理条件温和，在低温低压下干燥，有利于热敏物质保持活性，可避免高温高压下的分解变性，以实现蛋白质不会变性； 含水量低，冻干产品含水量一般在1%～3%，同时在真空，甚至可在通n2保护情况下干燥和保存，产品不易被氧化，有利于长途运输和长期保存； 产品外观优良，为多孔疏松结构且颜色基本不变，复水性好，冻干药品能迅速吸水还原成冻干前状态。

四、结语

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇2

CAD技术将设计的不同专业和阶段有机地融合, 实现了技术集成化。以技术集成为基础, 网络技术为支持, 协同技术可以轻松实行并行工程处理作业。CAD始终以工程项目为核心, 使跨地区的生产“虚拟群体”能随时共享图形数据材料库和丰富的网络资源。由于各协同方对工程项目需要描述一致, 因此可以随时进行跨越地域和系统的信息交换, 以修改、评价CAD设计的所有环节。CAD系统大量应用智能技术和专家系统, 使其具备学习、记忆和推理能力, 优化了系统的性能, 提高了稳定性, 自由度更大, 能够适应复杂多变的工程设计的实际需要。

CAD技术也应该不断创新, 创新工作要紧盯国际计算机技术的发展, 也要适应国内需求。制作的软件的各个功能各个细节, 都要给用户良好的体验。那么如何权衡它的利弊关系, 如何更好应用它, 我们下面就从它的双重性加以分析。

1 CAD技术在辅助设计应用中的优点

1.1 工作效率高, 可重复使用

CAD的复制功能提高了设计效率。类似的工程设计, 可以在计算机中简单改一下图纸, 甚至能够直接套用。CAD软件可以将建筑施工图图纸快速变成设备底图, 使设计师在绘制底图时十分方便。并且许多CAD软件提供了丰富的通用详图和分类图库, 可以随时调用。这使得计算建筑结构的效率大大提高, 一个普通的框架结构, 用CAD系统大概一天可以出图, 而且误差小, 可以同时进行计算工作和制图工作。

1.2 减轻工作强度, 提高图面整洁度

手工绘图, 工作人员要用到许多工具, 而且不断的要变换手中用的工具, 如果有些许失误, 就要进行修改, 甚至重画, 图面修订较多。用CAD绘图基本一只鼠标就足够了。CAD软件提供统一的线型、字体, 使图面整洁统一。CAD软件所提供的UNDO功能更可以方便撤销错误的步骤。

1.3 计算功能及精度提高

建筑设计中要计算大量参数比如裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积等。在实际工程中, 要根据设计规范计算各个结构构件如梁、板、墙体等所承受的外部荷载, 再根据设计规范进行调整计算, 计算结果存在稍许偏差或参数取值不合规范, 便会酿成产品设计问题。有了CAD技术支持, 会有效避免这些问题的出现。针对一些外形特殊、规模大、较复杂的建筑, 如果不应用CAD, 后果难以想象。CAD在日照分析、室内声场分析、灯光照度分析等方面的计算精度和速度极为优秀。用CAD绘图可以同时自动计算工程量, 从而减少了设计师的工作量。

1.4 效果检验动态、实时

工程结构在设计时还要考虑与相关专业的匹配程度。如管道设备安装应避开结构梁或柱。因为工程从形态上可以拆分为各种基本形体, 所以CAD制图中, 在真色彩、真三维和光照的情况下, 可以按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体, 进行实时的演示, 通过虚拟演示检查设计成果的优点及弊端。

1.5 颠覆传统的设计理念

CAD的智能化将部分取代设计师的一些设计工作, 而CAD对设计的标准化、产业化也起着巨大的推动作用。随着信息技术、网络技术和多媒体技术的发展, 不同地区进行合作设计, 异地招投标和设计评审在逐渐为人们接受。人们可以随时随地的接受科技信息, 与世界同步。通过Internet已经可以实现SOHO办公, 不但改变了设计师的工作方式, 也影响了设计师的工作理念。

2 CAD技术在辅助设计应用中的缺点

2.1 CAD技术限制了设计师的思想和创作

建筑本身是一门融合了工业设计、科学技术、艺术文化、哲学于一体的交叉学科。建筑不但是一件商品, 更应该成为一件艺术品。某些权威人士认为滥用CAD技术会使建筑设计工作从艺术创作彻底沦为工业化甚至机械化的生产, CAD常用的复制和套用等等高效率的手段, 使得设计过程本身就影响了设计师思想的开拓。设计师越来越依赖于CAD技术, 导致设计师产生惰性。设计师们标榜技术万能, 而不再发掘自身的设计潜力。CAD技术使得建筑作品的抄袭重复屡见不鲜, 设计缺乏灵气、没有个性。而最有艺术气息的手绘建筑效果图, 也逐渐被计算机效果图取代, 计算机效果图虽然方便快捷, 但没有了手绘图的个性, 更没有设计师笔下透露的思想。

由于计算机屏幕尺寸的限制, 设计师更关注的是建筑局部设计, 影响了他们对设计全局的把握, 会导致建筑物整体的比例、体量失控。CAD系统的精确性要求其各个步骤都要有准确的数据支持, 使得方案设计中需要的抽象性、随机性被扼杀, 使得设计死板无生气。另一方面CAD软件自身功能的限制以及设计师对软件使用熟练度的影响, 使得建筑设计师不能通过CAD软件淋漓极致的发挥自己的灵感、创意, 建筑设计师的思想和灵感被束缚。

2.2 CAD技术导致资源浪费

CAD技术由于科技含量高且涉及多学科的知识, 设计师要熟练掌握CAD软件及相关设备知识需要较长时间, 所以在人员培训方面的投资可见一斑。随着科技发展的日新月异, 设计师学习和深造的步伐只会滞后于计算机硬件和软件的更新、升级。设计师不得不花费大量时间去学习。CAD技术的复杂、难懂使得设计师大伤脑筋, 因此不得不为设计师们配备计算机操作维修人员, 甚至设立专门的CAD工作部。一个优秀的设计师可能并非一个CAD高手, 这就造成人力资源的浪费。其次, CAD对物质财力的消耗也非常大。要实现CAD制图, 大量的硬件设备如:PC、工作站、UPS、绘图仪、复印机、扫描仪、服务器、数码相机等的投资不菲, 而它们的折旧率很高, 并且经常需要更新升级。如果再为这些硬件都配上必要的正版软件, 又是一笔不菲的投资。一套正版软件动辄几万元, 如果各个专业软件都配齐的话就要几十万元。

2.3 CAD技术的不稳定性

CAD技术使得设计师随时需要面对计算机病毒、木马、恶意软件及CAD软件自身的更新升级, 计算机资料的保存也存在许多不可控的因素。可能由于很小的一个设备故障, 设计师就得放下设计工作, 去解决与设计无关并且自己不熟悉的问题。也可能由于设计师的误操作或者计算机知识的匮乏, 使得辛苦几天甚至几年的设计成果被误删、被覆盖而付之东流。

综上所述, CAD技术如同一把双刃剑, 给设计师带来了方便的同时, 也有一定的局限性。但是我们必须认识到CAD技术给我们带来的益处, 同时正视它的局限性, 扬其长, 避其短。放眼世界, 计算机技术的发展不会停歇, 作为一名设计人, 都要善用先进的技术为手段, 不断发掘自身潜力, 以敬业的精神和优质的设计为工程设计行业尽一份力。

摘要：由于CAD技术具有快捷、存储方便等诸多优点, 所以在工程设计中起着不可替代的重要作用。CAD应用在建筑设计、规划、装修、施工管理等方面应用极为广泛, CAD软件绘图方便、整洁、轻松, CAD技术是工程设计人员必备的设计利器, 也发挥了他们的设计才华。

关键词：CAD,应用,发展

参考文献

[1]童秉枢编著.现代CAD技术[M].清华大学出版社.

[2]GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社.

[3]李振斌, 刘华斌编著.工程CAD技术及应用[M].中国水利水电出版社.

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇3

一、基因工程在医学美容领域的应用

目前，基因工程在医学美容领域主要应用在两个方面：细胞因子的应用和核酸的应用。

其中细胞生长因子主要包括酸性成纤维生长因子AFGF、碱性成纤维生长因子BFGF、表皮生长因子EGF、重组转化生长因子RTGF等。这些生长因子的应用范围各有不同，都可以较好地应用于医学美容领域。

根据基因工程的研究结果，AFGF是作用最广泛的生长因子，是一类来源于中胚层和神经外胚层的具有广泛生物学活性的细胞生长因子，对组织创伤、神经系统疾病有突出的治疗效果。该因子可促进组织创伤愈合、血管生成、骨骼修复、溃疡愈合、眼晶状体再生、神经组织修复、神经突起的生长以及胚胎的发育与分化。应用在美容上，AFGF还具有美白作用。不仅如此，它还可以调控人体同源基因，指导性吸收核苷酸和核酸，达到外用内调的作用。

二、组织工程在医学美容领域的应用

组织工程是一门新兴的交叉学科，所涉及到的研究领域包括细胞生物学、免疫学、材料科学等。组织工程研究主要包括四个方面：种子细胞、生物材料、构建组织和器官的方法与技术以及组织工程的临床应用。

目前，临床上常用的组织修复途径大致有s?种，即：自体组织移植、异体组织移植和应用人工代用品。第一个组织工程产品人工皮肤已于1997年3月经美国FDA批准上市，这种产品是器官基因公司培养出来的，被称为“适移植”的活性皮肤，它由新生儿的包皮细胞培植而成，呈层状结构，与正常人的皮肤极为相似，能分泌人体皮肤胶原、生长因子和结构性蛋白，可与病人自身的皮肤很好地融合，不存在排异作用，就连病人自身的血管和色素也会逐渐转移到“适移植”活性皮肤中去，愈合不留瘢痕。人工皮肤的问世使整形美容的发展方向起了划时代的变化，从此，人体的皮肤缺陷不再需要从自身的皮肤移植。

我国在组织工程方面的贡献也是颇为显著的，1996年世界上第一个在裸鼠背上复制“人耳”形成人耳廓形态软骨的试验由我国科学家完成，引起国际医学界的轰动。目前，国内关于组织工程的研究对象主要是骨和软骨，其次为皮肤。

三、基因工程和组织工程交叉学科在医学美容领域的应用

基因工程和组织工程交叉学科在医学美容领域的应用集中表现在生物缓释材料在美容整形上的应用。

简单而言，生物缓释材料就是胶细胞生长因子放在由胶元蛋白构成的支架上，该材料被人体慢慢吸收，起到长时间的修复作用。最有代表性的例子是，人的鼻子进行人工软骨替换手术或者鼻窦炎鼻腔手术时，将这种缓释材料垫在伤口处一起缝合，不但起到了快速修复的作用，而且可以使愈合质量显著提高，避免大面积疤痕和失血过多等不良反应。

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇4

主要介绍了微波技术在煤脱硫领域中的`应用.较为系统地介绍了微波脱硫技术的原理、分类号及发展,并着重对微波预处理磁选脱硫法和微波化学脱硫法的发展及效果进行了比较详细的讨论.

作 者：郝振佳 曹新鑫 焦红光 Hao Zhenjia Cao Xinxin Jiao Hongguang  作者单位：河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作,454010 刊 名：上海化工 英文刊名：SHANGHAI CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 34(11) 分类号：X701.3 关键词：微波   煤脱硫   应用  

基因工程制药的研究论文 篇5

1基因工程产业化过程中存在的问题

1.1重复投资，缺乏创新90年代以来涉及基因工程药物的企业大量涌起，但大多是仿制，很少拥有独立知识产权的药品。基因工程制药企业往往是多家生产一种产品，造成不良竞争，企业也得不到合理的利润，故对产品的研发投入更不上，很难进入良性发展轨道。

1.2开发能力落后我国在生物技术“上游”已与国外差距缩小，但“下游”技术仍有很大差距，如工艺设备、分析仪器主要依赖进口。又如高产率的分离纯化处理工艺，蛋白产品的稳定性及制剂的配方，高质量的控制鉴别和测试，执行GMP的操作规范等方法，都与国际水平存在差距。

1.3融资困难，资金不足基因工程制药产业是高科技产业，具有高投入，高风险的特点，目前其资金的主要来源还是银行贷款。这种单一的融资渠道，使的企业资金不足，很难拥有竞争力。

2增强生物基因制药产业价值的发展思路

通过上述分析，我们可以了解到，生物基因制药产业的产业链发展不完善，产业化水平较低。基于网络效应与互补性理论对生物基因制药产业的分析，本文提出以下增强生物基因制药产业价值的发展思路。

2.1加快技术创新与技术互补提高产业化水平由于一种生物基因药物的从研发到上市一般情况下需要5-的时间，而药品的专利期为，在基因药物的研发期间，需要投入大量的成本，而且成功率较小，风险较大，因此制药公司都努力使企业的研发成本降到最低，为了达到这种效果，制药公司可以和学校进行产学研结合，技术互补，联合协作，形成战略联盟，加快药物的开发进程，使药物尽快上市，实现产品价值。

2.2采取多种互补营销形式，做大企业规模目前生物基因制药企业大部分为中小型企业，生产规模和经济效益无法与国内外大公司抗衡，面对这种现状，要采取一定措施，进行优势资源互补，扶持现有优势企业做大做强。采取市场互补性营销方案，通过重点医药企业相互合作，实现市场的发展和繁荣。加大吸引外资力度，与国际跨国公司进行战略联盟，依靠其雄厚的资金和先进的管理经验，提升研发技术水平，提高产品质量和竞争力[2]。利用资源互补，加大对医药工业园的支持力度，吸引产业链中各环节强势企业进驻医药产业，调整生物基因制药产业结构，发挥医药工业园的聚集作用和集群效应，加速基因制药产业链的孵化与构建，以增强生物基因制药产业价值创造能力。

2.3加大R&D的投入,建立科研成果快速转化的机制是否具有研究、开发能力是衡量医药企业竞争力的重要因素。,药品知识产权保护是我们面临的严峻问题。因此,鼓励技术创新,加大R&D的投入,提高科研开发人员的积极性,建立一支具有较强实力的药物创新、研发队伍显得非常紧迫。在研发方面,应注重与世界各地的高科技人才的合作,借助外脑,进行虚拟研发;在政府的支持与投入下,与科研机构合作,扩大资金、技术实力,集中优势资源,建立多学科参与、多部门合作的创新体系;建立科研成果转化机制,缩短药品开发周期,提高开发效率,形成一种集产、学、研、商和风险投资为一体多赢的`研究与开发局面。美国、德国政府立法规定企业每年R&D投入不能低于年销售额的3%,且用于R&D的费用均免征税收[3]。我国也应颁布类似的法令和优惠政策,强制并鼓励企业创新。

2.4制定人才发展战略,加大人力资源的开发利用力度能否吸收和培养科技人才,推进企业的技术进步和产品升级,是企业保持核心竞争力并立于不败之地的关键。据报道,我国加入WTO后的第一个星期里,国外大型公司在北京中关村就挖走了大量国内企业优秀人才。现代市场的竞争,实质上是人才的竞争[4]。因此,企业必须树立以人为本、人才至上的观念,建立人才激励机制,制定人才发展战略,广招贤才,引进具有国际先进管理经验的人才和系列项目,以提高企业的核心竞争力。

2.5建立风险投资机制国外的大量实践证明,风险投资是解决高技术产品商品化、产业化过程中资金困难的有效途径。当前,我国应营造良好的国际风险投资环境,鼓励风险投资,吸收国外风险投资家进入我国市场,利用风险投资促进基因工程产业化发展,从而建立具有国际竞争力的企业集团。同时,我国应尽快建立适合我国高科技产业发展的融资体制,解决资金瓶颈问题,使我国的高科技产业发展步入快车道。

2.6加大对高新技术企业的优惠政策利用税收、信贷、土地资源等政策性优惠,提高企业的创新能力和规模化生产能力,提高其市场竞争力。加强对国家一类新药的市场保护机制,将国家一类新药自动列入国家基本用药目录,优先考虑国家一类新药的各地招标和进入地方/医保用药目录,为我国创新药品的市场发展提供较好的生存条件,鼓励企业的产品创新。

纳米技术在生物制药领域的创新 篇6

摘要：纳米技术即在1-100mm范围中研究物质反应与结构，并进行纳米结构检测的新型技术，纳米技术是一种新型交叉学科，纳米技术为生物医学诊断、生物分子结构的改造提供了新思路与新途径，但是，就现阶段来看，纳米技术还处于初级发展阶段，在临床中应用的品种还不多，该种技术在生物制药领域应用中最为关键的问题就是讲解产物的毒性问题，本文主要分析纳米技术的含义及其在生物制药领域的应用与创新。

关键词：纳米技术生物制药领域创新

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2014.05.606

【中图分类号】R9【文献标识码】B【文章编号】1671-8801（2014）05-0373-01

纳米技术是一门新型交叉性学科，是一门与应用开发密切相关的高新技术，纳米技术已经在生物制药领域中得到了广泛的使用，纳米产业也是未来社会发展的支柱性产业，下面就针对纳米技术在生物制药领域中的应用进行深入的分析。

1纳米技术的含义

纳米技术即在1-100mm范围中研究物质反应与结构，并进行纳米结构检测的新型技术，纳米技术为生物制药与生命科学的研究提供了高效的研究方式，当物质粒度达到纳米级别之后，其化学性质与物理性质会发生变化，这就是“纳米效应”。“纳米效应”包括量子尺寸效应、小尺寸效应、界面效应与表面效应等内容，纳米技术有着十分广泛的影响面，能够向不同的领域中渗透，并带动能源产业、信息技术以及生物技术等学科的发展。纳米生物技术即用于研究生命现象的纳米技术，其研究内容包括纳米尺度的生物分子功能、结构与动态生物过程，不仅在生物医学中有广泛的应用范围，也能够应用在其他的社会需求中。纳米生物技术属于国际生物学科的前言技术，为人们改造与研究生物分子功能和结构提供了新的思维方式与手段，也能够为人们提供新的疾病诊断方式与治疗方法。

2纳米技术在生物制药领域中的应用分析

关于纳米药物载体的研究进展。

纳米药物载体即使用纳米颗粒作为载体，将药物置于纳米颗粒或者吸附于其表面，并结合特异性配体通过细胞表面特异性受体以及靶向分析受体结合，促进靶向治疗的方式。纳米药物载体有着特殊的性质，可以将不同药物在相应的时间运动到患者身体的特定部位之中。此外，纳米药物载体也能够调节好药物的靶向给药、释放速度、透皮吸收、靶向给药，有效降低用药不良反应。

2.1磁性纳米载体。磁性纳米载体是一种现代医药与纳米技术结合的产物，有着靶向性、生物相容性、小尺寸效应与功能集团的特点，能够有效优化药物使用效果，减低药物不良反应，在疾病诊断工作中也有着良好的使用成效。

2.2纳米粒药物载体。纳米粒药物载体属于纳米级别的亚微粒药物载体输送系统，该种技术可以将药物封存于纳米粒之中，可以有效提升生物膜通透性、调节释药速度，也可以有效提升药物利用度。

2.3纳米乳药物载体。纳米乳剂微乳，是一种由水、油、助表面活性剂、表面活性剂组成的胶体分散系统，其粒径为1到100nm，大小分布均匀，液体为球形，呈半透明或者透明状，有着良好的各向同性与热力稳定性。从质点大小进行分析，纳米乳药物载体有着乳状液与胶团特性；从结构进行分析，纳米乳包括油包水型、水包油型与双连续型几种类型。纳米乳有着良好的生物利用度、稳定性，可以有效提高难溶性药物溶。纳米乳可以自动形成，但是需要大量的表面活性剂，因此，在该种技术中，需要采取科学有效的措施降低其毒性与表面活性剂用量。在纳米乳处方中助表面活性剂、表面活性剂以及油的用量确定之后，就可以使用三角相图法来分析最佳组成比，在确定后，就可以能够选择适宜的制备工艺。

2.4高分子药物载体。高分子药物载体是一种利用高分子药物聚合物作为载体制作而成的药剂，高分子药物载体能够控制药物释放速度，该种药物载体聚合体被讲解之后，药物与载体会进入靶细胞，在进入靶细胞之后，表层载体就会出现降解的情况，此时，芯部药物的疗效就会充分的发挥出来，避免药物释放在其他的组织之中。这就能够有效提升药物的治疗效果，并减少药物对机体产生的毒副作用。

3纳米中药的研究进展

纳米中药即使用纳米技术制造的粒径不足100nm的中药原药、中药有效部位与中药有效成分的复方制剂，纳米中药是中药纳米化的产物，将纳米技术应用在中药制造中能够有效提升中药生产的标准化与现代化程序，也能够有效提升中药的生物利用率与药物活性，还可能降低药物的毒副作用。

纳米技术能够有效提升药剂的生物溶解度，将其应用在外用散剂中可以有效提升药物的分散性，助于药物的附着与涂布，此外，纳米技术能够丰富中药炮制技术，优化中药的使用效果，因此，纳米技术对传统中药制造产业带来了巨大的机遇与挑战，传统中药业要想实现发展，就需要将中医药理与纳米技术进行有机结合，充分的考虑到中药成分的复杂性以及中药处方的多样性，在生产过程中，也应该限制要纳米重要的范围与制备成本。

4结束语

总而言之，纳米技术是一种新型交叉学科，纳米技术为生物医学诊断、生物分子结构的改造提供了新思路与新途径，但是，就现阶段来看，纳米技术还处于初级发展阶段，在临床中应用的品种还不多，该种技术在生物制药领域应用中最为关键的问题就是讲解产物的毒性问题，相信在研究的不断深入之下，纳米技术必将在生物制药领域中发挥出更加广阔的前景。

参考文献

[1]赵清俊，孙海.纳米技术在生物制药领域的创新绩效研究[J].企业经济，2012（07）

[2]李会东.纳米技术在生物学与医学领域中的应用[J].湘潭师范学院学报（自然科学版）.2005（02）

[3]王英泽，黄奔，吕娟，梁兴杰.纳米技术在生物医学领域的研究现状[J].生物物理学报.2009（03）

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇7

1946年, 美国通用石油公司开发了逆流连续循环移动床装置。用于分离小分子质量的碳氢化合物。它对组分的分离是基于固定相对体系内各组分的吸附能力的强弱差异而进行的。在分离过程中, 固定相由于重力作用, 自上而下地移动, 依次通过冷却区、吸附区、精馏区和解吸区, 到达底部后, 解吸完全的活性炭由气体提升到顶部重复使用;流动相 (水蒸气) 则由下而上移动。该方法在20世纪60年代得到了商业应用。由于该系统固定相流速较难控制和容易磨损, 特别是极难应用于液相色谱中, 因此没有得到进一步的发展。

20世纪70年代初期, UOP开发了一种基于模拟移动床原理的色谱技术, 采用该技术开发的色谱装置, UOP称之为Sorbex。该装置被用于分离各种石油馏出物, 其分离过程与TMB分离过程极为相似, 不同点是吸附剂颗粒被装填后不再移动, 而是由原料进口和产品液流出口不断切换的方法, 形成吸附剂颗粒和液流相对逆流运动来模拟固定相的移动。

2 模拟移动床色谱的操作和运行

模拟移动床色谱的操作单元是色谱层析, 从这一点来说, 模拟移动床色谱与普通色谱层析投有本质区别。模拟移动床色谱只是使各个色谱层析柱串联起来、各个结点配电磁阀, 保证连接并且使各个结点都有进样和出样的可能。

模拟移动床色谱的运行是通过控制各个连接点的各个阀来实现的, 在运行中控制各个阀的开闭, 使进样和出样的位置沿流动相运动方向依次变换, 其目的很简单, 就是通过进样位置的向前移动, 模拟固定相的逆流。以提高固定相与流动相的利用效率, 同时也实现了色谱分离的连续化。由于在模拟移动床中被分离物质不断在循环, 因此实际上填料被反复利用, 文献称这是模拟移动床中柱的“伸长”效应, 这使得模拟移动床可以用较步的柱实现较好的分离, 因此系统体积将比批处理系统的体积小得多, 一次性投资也比批处理小。

3 模拟移动床色谱的应用

3.1 石油化工领域的应用。

从模拟移动床色谱的发展历史就可以知道, 该技术在20世纪70年代到80年代主要用于石油产品的分离, 其本身就是在研究分离石油产品的过程中发展起来的。1969年美国UOP公司将模拟移动床色谱技术用于分离对二甲苯和间二甲苯, 该分离过程被其称为Parex过程。同时UOP公司还将该技术应用于其他工业级的石油产品的分离过程中。

3.2 糖醇的分离。

果糖在人体中的代谢不需经过胰岛素的作用, 因此常将其用于糖尿病患者。果糖来源于蔗糖的水解产物, 该水解产物是果糖和葡萄糖的混合物。由于果糖和葡萄糖是同分异构物, 因此常规方法难以将之分离。模拟移动床色谱分离果糖和葡萄糖是当前最佳的方法。UOP公司将采用该方法分离果糖和葡萄糖的过程称为Sarex过程。当前国外已有年产万吨果糖的成套商品化设备。我国早在20世纪80年代后期就开始了这方面的研究, 但至今还没有能力生产这种设备。

3.3 手性化合物的分离。

随着生物技术和医药技术的快速发展, 越来越多的手性化合物需要分离。由于模拟移动床色谱分离两组分体系的高效率, 因此在手性化合物的分离方面有着大量的应用。针对不同的手性化合物, 模拟移动床色谱分离的规模有着很大的差别。

结束语

随着生物及制药领域对分离技术的要求是越来越高, 模拟移动床色谱勃勃生机。模拟移动床色谱可使工业色谱分离过程完全实现自动化操作, 从而保证了产品质量的稳定可靠。

参考文献

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇8

[关键词]网络教育网络环境学习模式反思与总结

所谓网络教育。就是在线学习或网络化学习。学习者将根据实际需要，主要利用社区的局域网和多媒体教室、个人电脑，以Internet为媒介，来获取他们想要获取的知识。其主要表现在：

(1)人们的知识主要从网上获得。

(2)自主学习将替代灌输式教育。

(3)教学手段和学习场景将成为虚化。

基于Internet的教育网络中的教育体制不受时间、空间和地域的限制，通过计算机网络可扩展至全社会的每一个角落，甚至是全世界，在基于Internet的教育网络环境下。可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学，还可以将“个别化”与“协作型”二者结合起来，所以是一种全新的网络教学模式。这种学习方式离不开多媒体网络学习资源、网上学习社区及网络技术平台构成的全新的网络学习环境。在这个环境中，汇集了大量数据、资料、程序、教学软件、兴趣讨论组、新闻组等学习资源，形成一个高度综合集成的资源库。这样一种教学形式，对传统教育的冲击是不言而喻的。

一、基于网上资源的自主式学习模式

“自主式学习”也称作“个别化学习”。基于网上资源的自主式学习模式是指在教师的启发、引导和帮助下。学生利用现代化的网络资源提供的支持学习系统主动且有主见地参与学习。在这种学习环境下，媒体是用来创设情境、进行合作学习和交流的工具，不再是帮助教师传授知识的方法和手段。

1该模式的四个基本要素

(1)学习任务：由教师通过网络向学生提出，要求学生通过网络以作业的形式提交学习成果。

(2)信息资料：教师收集和该问题相关的各种资源，学生通过网络可随时查阅。

(3)学习指南：学生若遇到困难河南省中牟县职业高中陶德松时，可通过网络查阅学习指南，或通过网络向老师咨询，由老师给予及时的帮助。

(4)成果反馈：学生通过网络将学习成果提交后。由老师或专家对学生的学习成果进行评价，再通过网络给学生提出下一步学习的建议。

2该模式的五个主要特点

(1)个性化。学生可完全根据自己的兴趣爱好选择学习内容等，充分体现他们的个性特点，发挥他们的潜能，促使他们能全面发展。

(2)能动性。能动性的具体表现形式存自觉自律与积极主动。所以说自主式学习是一种主动和自律的学习。它以尊重信任和充分发挥学生的主体能动性为前提。

(3)多元化。这种学习模式的评价手段和评价方法是多样化的。教师对学生评价、学生对学生的评价以及学生的自我评价都可以通过网络表现出来。这样就使得参与评价的主体和内容多元化。

(4)自主性。学生自主地发现问题、提出问题，利用网络资源积极地寻求解决问题的方法。学生具有高度的自主性，学生自主选择适合自己的学习方式。

(5)开放性。学生可以随时地参与学习活动，不受时间和空间的限制。

在基于网上资源的自主式学习模式的学习过程中，学生扮演着重要的角色。这种模式非常注重学生的主体地位，充分给予学生进行学习的机会，强调掌握知识和方法同等重要。

二、基于网络通信的合作式学习模式

基于网络通信的合作式学习是指利用现代计算机网络以及多媒体等技术来建立起合作学习的大环境，再通过小组等形式来组织学生之间以及教师与学生之间进行讨论、交流和学习。从而对所学习内容有比较深刻的理解和掌握。它的特点是以学生自由选择自主学习和在线小组或团队合作学习，自己评价自己的学习成绩，把握自己的学习进展和继续努力的方向，不受时间及地点的约束。

该模式有以下四种主要形式：

第一种：竞争形式。两名或多名学生在相同的学习内容和学习情境下通过网络进行竞争式的学习，以达到教学目标的要求的程度来评价他们学习水平的高低。它一般是由学习操作系统先提出一个问题。再提供一些解决问题的相关信息。在整个过程中，学生可看到竞争对手所处的状态以及自己所处的状态，从而随时调整自己的学习策略，争取进步等。

第二种：协同形式。两名或多名学生充分发挥各人的优势，合理分工，密切合作共同完成某种特定的学习任务。

第三种：伙伴形式。通常学生先选择自己的学习内容，并通过网络来找寻正在学习同一内容的学生，从而结为学习伙伴。当一方遇到问题时，可与伙伴进行交流或讨论。双方便相互研究、帮助，直至最终解决问题。

第四种：角色扮演形式。由不同学生扮演指导者和学习者，指导者负责监控学习者的学习过程，并负责解答学习者的问题，可以随时互换角色。

网络环境下的“合作式学习”模式形成了新的以学生为主体的学习模式，创建了一个教师与学生以及学生与学生之间的充分进行学习以及交流的平台。

三、基于网上资源的探究式学习模式

网络探究式学习模式是目前我国正的兴起的一种网络环境下的教学模式。教师可以通过信息化教学设计，利用Internet资源为学生创建一个丰富的学习环境，让学生在预定的学习目标和评价标准的牵引下，围绕着特定的主题内容，以小组协作探究方式有效地展开学习活动，从而完成真实的任务或者解决实际问题，并在对学习效果的反思和评价中获得知识和发展智能，达成学习目标。

在网络探究学习中，一般都是以某些特定的主题内容而有计划地展开学习活动的，而学习任务也就围绕着主题内容而创造性地设计和实施。然而，主题探究学习应以学习者的主动愿望和满足其求知需要为根本出发点，以促使学习者能主动参与和自主投入到学习的全过程，在网络学习环境中负责任地、有效地以小组的合作方式进行协作式的网络学习，通过组内成员的分工协作完成学习任务并达成共同的学习目标。

对于网上学习，学习者必须进行自主学习，没有了教师面对面的解释，但到了百思不得其解时，及时的答疑和帮助则成了必不可少的内容。教师应该知道初学者容易遇到那些问题，学习过程中有那些常见的疑问，在进行课程设计时，可将这些问题及其答案罗列出来，放在答疑系统中。这样，当学习者遇到类似的问题时可以从答疑系统中获得迅速的解答，消除学习过程的许多障碍。也可以减轻教师在教学过程中答疑的工作量，缩短学生获得解答的时间。

在学习新材料前有针对性地提出问题，让学生带着问题去学习。不仅有助于将学习者的注意力吸引到重要的信息上，忽略无关的或不重要的信息。

四、自觉的反思与总结

无论是什么样的教学形式，测量与评价都是教学过程中的一个重要环节，是保证教学质量的重要手段之一。在经历一次网络探究学习的过程中或结束之时，师生应当养成一种反思式的学习(或反思式的教学)的意识和习惯。反思的意识与行为应当贯彻在教学活动(或学习活动)的整个过程，而自我评价和自我反思则是最有效的方法。为此，教师要指导学生对自己的学习成果与过程体验进行反思和总结。通过组织成果交流和评价以及讨论、撰写心得体会等方式，帮助学生加深对学习过程的理解和能力的迁移形成。

基因工程的诞生和发展 篇9

基因工程概述

第一节

基因工程的诞生和发展

一、基因

1．Mendel的遗传因子阶段

Mendel G.J.(1822-1884).1856-1864豌豆杂交实验。1866年发表论文，提出分离规律和独立分配规律 1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年

Mendel提出：生物的某种性状是由遗传因子负责传递的。是颗粒性的，体细胞内成双存在，生殖细胞内成单存在。遗传因子是决定性状的抽象符号。

2．Morgan的基因阶段

1909年丹麦遗传学家Yohannsen(1859-1927)发表了“纯系学说”首先提出了“基因”的概念，代替了Mendel “遗传因子” 的 概念。但没有提出基因的物质概念。

1910年以后，Morgan T.H.等提出了基因的连锁遗传规律。说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。基因不再是抽象符号，被赋予物质内涵。

3．顺反子阶段

1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念：顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。

4.现代基因阶段

（1）操纵子

启动基因＋操纵基因＋结构基因（2）跳跃基因

指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。（3）断裂基因

1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。

（4）假基因

不能合成出功能蛋白质的失活基因。（5）重叠基因

不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。

现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。

二、基因工程的诞生

一般认为1973年是基因工程诞生的元年

（S.Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)理论上的三大发现和技术上的三大发明 对于基因工程的诞生起到了决定性的作用。

（一）DNA是遗传物质被证实 1944年，Avery O.T.利用肺炎双球菌转化实验

1944年，美国洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。

（1）S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌；

（2）经DNase 处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。

（3）经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有转化作用。

不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工作被称为是现代生物科学的革命性开端。

（二）DNA双螺旋模型的提出

DNA是遗传物质已被证实，但是DNA是怎样携带并传递遗传信息的？在细胞增殖过程中，DNA是怎样复制的？因此，对于DNA结构的研究成为了当时生物学家研究的热点。

1953年，Francis Crick和James Watson搜集了力所能及的资料，提出了DNA的双螺旋模型。随后，DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明，为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础。

（三）“中心法则”和“操纵子学说”的提出

既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传信息的呢？遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢？

以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。

1961年，Jacques Monod和 Fancois Jacob提出了原核基因调控的 操纵子模型（operon model）。

（四）工具酶的发现和应用

1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II，1972年，H.W.Boyer等相继发现了ＥcoR I 一类重要的限制性内切酶。

1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶，特别是1970年H.G.Khorana等发现的T4 DNA连接酶具有更高的连接活性。

1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发现了反转录酶，完善了中心法则，用于构建cDNA 文库。

（五）载体的发现及其应用

载体主要是小分子量的复制子如：病毒、噬菌体、质粒。

1972年，美国Stanford大学的P.Berg 等首次成功地实现了DNA的体外重组；

6、重组子导入受体细胞技术

1944年，肺炎链球菌被成功转化。

1970年，大肠杆菌才被成功转化，得益于CaCl2的应用

基因工程诞生

1973年，Stanford大学的Cohen等成功地利用体外重组实现了细菌间性状的转移。1973年被定为基因工程诞生的元年。

第二节 基因工程的研究内容

一、基因工程的概念

在分子水平上，提取或合成不同生物的遗传物质，在体外进行切割、再和某一载体进行拼接重组，然后再将重组的DNA导入宿主细胞内，最后实现目的基因稳定复制和表达的过程。

二、基因工程研究的基本步骤

1、从生物体中分离得到目的基因（或DNA片段）

2、在体外，将目的基因插入能自我复制的载体中得到

重组DNA分子。

3、将重组DNA分子导入受体细胞中，并进行繁殖。

4、选择得到含有重组DNA分子的细胞克隆，并进行大量

繁殖，从而使得目的基因得到扩增。

5、进一步对获得的目的基因进行研究和利用。比如，序列分析、表达载体构建、原核表达以及转基因研究

和利用等。

第三节

基因工程的成就和前景展望

一、成就

1.医药领域

1977年，激素抑制素的发酵生产成功。Itakara等，化学合成的激素抑制素基因和大肠杆菌-半乳糖（苷）激酶基因插入到PBR322中得到重组质粒，并通过大肠杆菌生产出含有激素抑制素的嵌合型蛋白，经溴化氰处理后释放出了有生物活性的激素抑制素。首次实现了真核基因的原核表达。用价值几美元的9升培养液生产出50毫克的生物活性物质，这相当于50万头羊脑的提取量。

1978年，Goeddel等，人胰岛素的发酵生产成功。

1979年，Goeddel等，又在大肠杆菌中成功表达了人生长激素基因。1980年，Nagata等，遗传工程菌生产干扰素获得成功。

1981年，用遗传工程菌生产的生物制剂包括动物口蹄疫疫苗、乙型肝炎病毒表面抗原及核心抗原、牛生长激素等。

1982年，重组DNA技术生产的药物-人胰岛素进入商品化生产。1983年，基因工程生产狂犬病疫苗取得突破型进展。

2.植物基因工程的发展迅速

植物转基因育种的发展优势（1）扩大了作物育种的基因库

转基因育种打破了常规育种的物种界限，来源于动植物和微生物的有用基因都

可以导入作物，培育成具有某些特殊性状的新型作物品种。（2）提高了作物育种的效率

作物转基因育种不仅大大缩短育种年限，而且可成功地改良某些单一性状却不

影响改良品种的原有优良特性。（3）减轻了农业生产对环境的污染

转基因抗虫棉花的大面积种植和推广，不仅可以减少化学杀虫剂对棉农及天敌的伤害，而且可以大幅度降低用于购买农药和虫害防治的费用。另外，随着高

效固氮转基因作物及高效吸收土壤中磷元素等营养元素的转基因作物不断问世

和推广，农用化肥的利用率将极大地提高，这对减少农田污染具有重要意义。（4）拓宽了作物生产的范畴

各种有价值的蛋白产品都可以利用植物反应器进行高效生产，番茄、马铃薯、莴苣和香蕉等作物已被成功用于生产口服疫苗。另外，各种工业原料，比如纤 维素、海藻糖和可降解塑料等也可以用植物来生产。有人甚至预言，除了钢筋

混凝土之外，未来的转基因作物将可能生产出人类所需要的一切产品。植物基因组计划

水稻、玉米、棉花、大豆、高粱和番茄 植物分子育种

高产、优质、高效和多抗性 植物作为反应器

香蕉、马铃薯、番茄等 酒精、石油、工业酶等

3.工业领域

 环保工业

能降解工业废品、农药残留等基因工程菌的构建

 酶制剂工业

耐热、耐压、耐盐、耐溶剂的酶基因转化构建的工程菌

 食品工业

改善食品品质的转基因作物

 化学与能源工业

生产乙醇、甘油、丙酮等的转基因生物

二、我国基因工程部分研究进展

1.转基因抗病虫植物

我国科学家将抗虫基因导入棉花，获得了抗虫植株，对棉蛉虫的抗虫效果十分显著。抗黄矮病、赤霉病、白粉病转基因小麦和抗青枯病马铃薯也已研究成功，开始田间加代繁殖。

2.基因工程疫苗

乙型肝炎是危害我国人民健康的严重疾病，我国乙肝病毒携带者1亿 1千万人，其中40％左右的慢性肝炎可能发展成为肝硬化和原发肝癌。以往乙肝疫苗是从人血清中提取，基因工程乙肝疫苗的研制成功，不仅有巨大的经济效益，而且有巨大的社会效益。基因工程乙肝疫苗是我国正式批准投放市场的第一种高技术疫苗，在20多项指标上达到国际先进水平，获国家科技进步一等奖。继乙肝疫苗之后，我国又研制成功了痢疾、霍乱等数种基因工程疫苗，并经国家批准进入临床试验。

3.基因工程药物

干扰素是一种广谱的抗病毒和抗肿瘤高技术药物，对防治病毒性肝炎和恶性肿瘤有重要的作用。现已有了3个品种的基因工程干扰素获得国家新药证书，开始大批量生产。除此之外，我 国还研制成功了肝癌导向药物（生物炸弹）、系列恶性肿瘤辅助治疗药物等十余种基因工程药物，有些已获试生产文号或进入中试开发阶段。

4.动物克隆和转基因研究

在“神舟”五号成功着陆的同一天，包括两头转基因体细胞克隆牛在内的10头体细胞克隆牛现身山东梁山县。我国转基因体细胞克隆技术及体细胞克隆技术的研究与应用达到国际前沿水平。

冷冻干燥技术在制药工艺中的应用 篇10

【关键词】冷冻；干燥；制药工艺；应用

冷冻干燥技术指将含水物料冷冻到冰点以下使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法，是目前公认的最为环保、优良的干燥技术，因而在药品制造领域应用较为普遍。

1.冷冻干燥技术概述

冷冻干燥技术处理分为准备药品、对药品进行预冻处理、解吸与升华干燥、密封保存五个步骤，这五个处理步骤必须按照相关规范要求进行，主要因为每个步骤的处理质量会给下个步骤的处理带来直接影响，进而影响药品整体处理效果，造成不必要药品的浪费。因此，使用冷冻技术处理时技术人员应以身作则，按照处理规范对药品进行处理。同时加强对处理质量的检查，发现质量问题应及时采取有效措施解决，尝试对恢复处理材料，实在不行则只能放弃。

冷冻干燥处理技术工作原理为：将药品溶液置于温度较低的环境冻结处理，然后将其转移到真空环境中升华干燥，同时将该过程产生的冰晶清理干净，最后通过吸解干燥方法将药品中存在的结合水处理干净，得到最后的干制品。

经冷冻干燥技术处理的干制品在我国食品行业较为常见，例如在超市中见到的各种真空速冻食品等。该种技术之所以能在食品行业得到大力应用，因为经其处理后的产品不但能够满足长时间运输需要，而且对于容易变质产品的存放无疑是一种最佳选择。不过，该种技术最为显著的运用则表现在医药行业，首先，该技术使短缺药物的长时间保存成为可能，满足了救治病人方面要求；其次，之前无法进行的科学研究在技术条件下得以顺利开展，一定程度上促进了医药行业的发展。不过我们在享受冷冻干燥技术为制药等领域带来便利的同时，应注意其在发展中存在的问题，进而寻找出解决措施，为冷冻干燥技术更好的造福人类奠定坚实的基础。

2.药品冷冻干燥技术应用

冷冻干燥技术处理的各个步骤联系紧密，而且处理过程中容易受到其他因素的影响，因此实际处理时怎样采取有效措施排除来自其他因素的干扰，保证药品处理质量成为冷冻干燥技术应用的重要问题，下面针对冷冻干燥技术处理的不同步骤应注意的问题进行详细的探讨。

2.1准备药品

准备药品时首先应结合冷冻干燥技术执行标准进行选择，以此避免处理过程中给药品带来损坏；其次，认真检查用于冷冻干燥处理药品的各项参数，保证准备的药品通过性能、质量检测并经过相关部门的批准，否则本着对病人负责的态度禁止进行冷冻干燥处理，这是冷冻干燥药品的基本要求，也是技术人员应坚守的技术地线。另外，为了提高冷冻干燥技术水平及处理效果，应加强其各个处理步骤的研究，例如可以利用热分析法测定分析不同种类药品的共熔点，还可以总结之前处理药品不同成分在处理过程中的不同要求，进而制定出满足冷冻干燥技术要求的相对措施。

2.2药品的预冻处理

当各项准备工作做好之后首先对药品进行预冻处理，这是正式利用冷冻干燥技术处理药品的第一个环节，是冷冻干燥技术的基础，因此应引起技术人员的高度重视。该步骤的主要目的是将存在于药品中的物化结合水以及自由水进行固化，同时保证药品的物质结构不被破坏。对药品进行预冻处理时，应严格按照预冻操作规范进行，否则预冻质量不过关，药品就无法冻实进而影响预冻过程中冰晶的大小与形态，给下个步骤的进行带来较大影响，甚至导致使冷冻干燥处理的失败。

因此对药品进行预冻处理时应根据冷冻干燥的具体要求，采取不同的预冻处理方式。目前预冻处理方式主要分为速冻和慢冻两类，其中慢冻的重点放在了冻结的质量上，速冻体现的是对药品冻结的效率与时间的有效控制上，可以看出两种方法存在较大差别不过其各有优势，冷冻干燥时具体选择哪种方式应慎重选择。另外，预冻过程中应时刻监视结晶的状态，进而合理、灵活的操作机械，使结晶处在正常状态下。该过程的操作要求较高，首先技术人员应具备良好的职业素质，本着认真负责的态度进行处理；其次，操作的技术人员应具备扎实的专业技能，最好让经验丰富的技术人员负责该环节。

2.3升华干燥

该步骤的主要目的是将药品中结晶的自然水分除去。首先，将预冻处理合格的药品放入冻干箱，通过真空泵营造符合处理要求的真空环境；其次，为了给药品的升华干燥提供足够的热量，并给加热板加热使其上升到所需温度。因此，能够看出该步骤的重点在于对真空度与温度的控制上，如果真空度不到10pa或超过30pa则不利于热量的正常传导，不能提供合适温度会则会延长升华干燥的速率。一般情况下升华干燥的捕水器温度不能超过40℃，应将搁板温度保持在-10℃～10℃范围内。另外为了准确把握去水的量，应计算处在不同步骤中药品的比热容，以此达到较好的干燥效果。

2.4解吸干燥

上面对自然水的去除做了阐述，接下来对去除药品中的结构水进行探讨。首先，应将搁板温度调高，以此达到控制药品温度的目的，并将冻干箱中的真空度控制在10pa～30pa范围内。其次，在药品干燥处理结束前的两三小时内，将冻干箱的真空度降低到2pa～3pa范围内，保持该状态至干燥过程结束。经过大量的实践证明，解吸干燥过程所需时间的长短与冻干机的工作性能以及冻干箱的真空度有重要关系，因此在该步骤中应重点把握。

2.5密封保存

这是药品冷冻干燥技术处理的最后一个步骤由于在该过程出现的意外较少，因此技术的要求最低。不过对药品冷冻干燥实际操作处理时，应认真对待该过程的每个操作环节，切不可马马虎虎。

3.总结

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇11

蓝光光盘组织成立于2002年5月, 由支持推广蓝光光盘格式应用的9家厂商组成, 包括日立、LG电子、松下电子、先锋、飞利浦、三星电子、夏普电子、Sony和Thomson, 此后加入的4家为戴尔、惠普、三菱、TDK。虽然BD与HD-DVD谁将作为下一代的蓝光存储标准这一争议一直存在, 但这也促使两家不断推陈出新, 进行技术改革。2003年, 蓝光激光头达到投产水平, 但是适合投放市场的蓝光产品在2006年才开始出现。最终以索尼为代表的蓝光阵营还是打败了以东芝为代表的HD-DVD阵营, 北京时间2007年2月19日下, 东芝正式宣布停止推广HD-DVD, 这就意味着以东芝为代表的HD-DVD, 在与以索尼为代表的蓝光阵营的“标准之战”中彻底落败。

由图1可以看出, 与DVD相比BD采用高密化技术体现在一下几个方面:DVD技术采用波长为650nm的红色激光和物镜NA为0.6, 相邻轨道间距为0.74um, 光学透明保护层为0.6mm;而与以索尼为代表的BD技术采用波长为450nm的蓝紫色激光, 通过NA为0.85的物镜, 成功地将聚焦的光点尺寸缩得极小程度, DVD与BD聚焦光点比为5.2:1, 相邻轨道间距为0.32um, 此外, BD的盘片结构中采用了0.1mm厚的光学透明保护层。由于这些差异决定BD在驱动技术方面必须有所提高发展。

2 BD碟片的判定

表1中的数据是CD, DVD和BD三种光碟基本性能参数之间的简略比拟, 从表中我们可以看出, 三种光碟的物理规格大小相同, 是直径为120mm的圆盘。

容量方面, CD的存储容量最小, DVD次之, 单面BD盘有25GB的存储能力, 最高达50GB。

要达到精确聚焦的目的, 就必须要减少激光头所使用激光的波长, 或是提高光头物镜的光圈。因此更短的激光波长, 可以使得BD激光头发出的激光束被更准确聚焦在高密度的记录点上。BD使用405纳米波长的蓝紫激光, 相对于CD技术的780纳米和DVD技术的650纳米, BD所用的读写激光波长要短的多, 所以激光头所发出的激光束可以被更加精确的聚焦到高密度的记录点上。

相对于CD光头物镜的NA 0.45和DVD光头物镜的NA 0.6, BD光头物镜的NA值NA被提高到了0.85, 这也是为了更准确的聚焦。

BD碟片的判定的原理和实现方法都比较简单, 主要是利用CD, DVD, BD的保护层厚度不同来实现的 (CD保护层厚为1.2mm) 。碟片起动时, 先发BD laser, 以此判别BD与CD/DVD:, 由于BD laser不能到达CD/DVD记录层, 所形成的S字是由于表面的反射, 其幅值小于BD layer形成的S字。

3 倾斜对BD的影响

图2可以看出由于倾斜, 对激光束的聚焦点有不良的影响, 这种现象称为Comma收差。Comma收差正比于NA3和保护层厚度, 反比于波长, 由此可以计算出倾斜对BD和DVD的影响比为0.76:1, 这说明倾斜对BD的影响更小。

为了减小Tilt的影响, BD采取用了全面Tilt学习和内周Tilt学习。全面Tilt学习的是依据在不同disc位置处聚焦驱动出力的不同, 计算出碟片Tilt的角度, 计算公式如下:

其中FC-tilt为碟片倾斜的角度;FC drive为碟片两个不同位置聚焦出力的差;L碟片两个不同位置的距离。内周Tilt学习, 通过改变Lens tilt以寻求到MLSE的最小值, 其对应的Lens tilt即为最佳学习值Best_tilt。由于在实际系统中, 不仅碟片有Tilt, 而且Lens自身也有一定的Tilt, 因此在实际控制过程中不仅补正碟片有Tilt, 而且也要补正Lens Tilt, 而这两者补正的和值就是Best_tilt。在实际控制过程中, 对碟片不同区实时进行内周Tilt学习将花费很多时间, 而全面Tilt花费时间很少。因此, 在工程调整中调整出Lens tilt, 这个值与Lens有关, 被称为Tilt-offset

Tilt_offset=Best_tilt-FC_tilt

Tilt-offset被保存到光驱的EEPROM中, 在市场光驱读BD碟时, 用来计算Best_tilt

4 球面收差对BD的影响

由于保护层仅0.1mm, 而且激光波长短, 光点小, 受到球面收差的影响大。如图3所示, 球面收差是由于光束内外侧聚焦点不一致造成的。因此, 在BD中球面收差调整的目的就是使光束内外侧聚焦点一致。主要是通过调整光头中准直透镜, 参见图1中的保护层补正 (一般称为球面收差补正) 。球面收差补正主要是通过工程调整结果, 再次进行调整使球面收差的影响减小至最小。通过调整准直调整透镜 (球面收差补正量SA) 和聚焦位置DF取得TE信号最好的两点, 由这两点确定的斜率称为TE尾根 (工程调整值) , 沿着TE尾根, TE信号质量衰减最慢;左图沿着TE尾根, 变化SA和DF, 可以求得MLSE最小值的点 (DF0, SA0) (工程调整值) 。在市场光驱读BD碟时, 依据TE尾根和 (DF0, SA0) , 就可以快速而且准确的学习到球面收差补正的最佳值 (DF1, SA1) 。

5 TE信号极性的判别

BD_R存在两种类型的disc:普通型, disc写过后, 反射率下降 (on groove) ;新类型, disc写过后, 反射率上升 (in groove) 。因此这两种disc的TE信号的极性相反, 因此需要进行TE极性判别。判别方法:在Groove中如果TE由高向低 (图4中箭头所示) , 则disc类型为普通型, 反之为新类型。

6 其他与驱动相关的BD技术

6.1 地址格式

WBL信号有两个作用:提供记录时序和地址信息。为了防止碟片的种种不良状况:相邻轨迹记录数据的噪声, 碟片的损坏等, 将两种WBL信号的调制方式合并起来。一种调制方式称为MSK (minimum-shift-keying) , 另一种称为STW (saw-tooth-wobble) 。

6.2 信号处理技术PRML

由于BD采用的是2T17PP的编码系统, 而且记录密度高, 所以最小长度的mark (2T) 小于光点的直径, 当所记录的信号被播放时, RF信号中将产生bit错误, 尤其是最小长度记号的边缘。通过PRML的过虑, 可以与内建的标准数字信号模型相比对, 找出局部相似的地方后, 即可匹配成相应的数据信号, 从而提高了读取抗干扰能力。

7 结束语

本文简单介绍了记录媒体的发展, 以及应记录媒体发展而不断进步的驱动技术, 例举了一些驱动方面的控制技术。正如开篇所讲到的驱动技术是应光碟技术的发展而发展的。在不久的将来全息光盘储存技术的完善, 势必会带来驱动技术革命性的进步。

参考文献

[1]Blu-ray Disc association.White paper Blu-ray Disc Format Part1.A physical format specifications for BD-RE 2nd Edition.2006.2。

基因工程技术在制药领域的应用和发展 篇12

《生物技术概论》论文

浅析基因工程技术的应用现状及前景发展

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浅析基因工程技术的应用现状及前景发展

【摘要】从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。本文就基因工程的应用现状及前景分析进行综合阐述。

【关键词】基因工程技术；应用现状；前景 1.引言

基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。基因工程从诞生至今, 仅有30 年的历史, 然而, 无论是在基础理论研究领域, 还是在生产实际应用方面, 都已取得了惊人的成绩。首先,基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。其次, 基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。2.基因工程 2.1概念

基因工程(又称DNA 重组技术、基因重组技术), 是20 世纪70 年代初兴起的技术科学, 是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组, 将DNA 重组体送入受体细胞, 使它在受体细胞内复制、转录、翻译, 获得目的基因的表达产物。这种跨越天然物种屏障, 把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力, 是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。

2.2基因工程研究的内容

(1)从复杂的生物有机体基因组中, 经过酶切消化或PCR 扩增等步骤, 分离出带有目的基因的DNA 片段。(2)在体外, 将带有目的基因的外源DNA 片段连接到能够自我复制并具有选择记号的载体分子上, 形成重组DNA分子。

(3)重组DNA 分子转移到适当的受体细胞, 并与之一起增殖。

(4)从大量的细胞繁殖群体中, 筛选出获得了重组DNA 分子的受体细胞克隆。

(5)从这些筛选出来受体细胞克隆, 提取出已经得到扩增的目的基因, 供进一步分析研究使用。

(6)将目的基因克隆到表达载体上, 导入寄主细胞, 使之在新的遗传背景下实现功能表达, 产生出人类所需要的物质。

3基因工程的广泛应用

3.1基因工程应用于植物方面

农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。

由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。

随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，大大提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。

3.2基因工程应用于医药方面

目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。

目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。3.3基因工程应用于环保方面

工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的“超级细菌”，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的2/3烃类降解完，而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。它能钉死蚊虫与害虫，而对人畜无害，不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。4.前景展望

由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机。

但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。

【参考文献】