生物制药技术与工程（通用11篇）
生物制药技术与工程 篇1
从古自今，生物技术都有着极其广泛的应用，誉满天下的洛阳桥又名万安桥，位于洛阳江入海处，采用著名的“筏型基础”与“种蛎固基法”。所谓“筏型基础”，就是先抛置大量石块形成石提，作为基础，然后在堤上造筏型桥墩，以分水势。桥墩至今犹存。远远望去，就像一排排小船乘风破浪并肩托起大桥。
为了巩固桥堤，又在桥下大量种植附着力强、繁殖迅速的牡蛎，创造了把生物学应用于桥梁工程建筑的先例
在科学技术飞速发展的今天，生物技术更是有着不可替代的应用。每生产1吨水泥，就会产生1吨二氧化碳气体。如今，在一项解决气候变化的计划中，研究人员正在开发一种以稻壳和煤灰生产的革命性新水泥。作为“英印教学与研究计划”的一部分，印度和英国的科学家希望通过在该项目上的合作降低水泥的碳足迹——生产水泥的二氧化碳排放占全球排放的5%。
作为混凝土主要成分的普通水泥是在高温下加热石灰石与黏土制成的。除了制作混凝土，水泥还是砂浆、灰泥以及最常见的灌浆使用的基本成分。参与该项研究的Kevin Paine博士说：“混凝土是世界上仅次于水的第二大最常用材料，所以减少它的二氧化碳排放将对气候变化起到真正的作用。”英国邓迪大学和巴斯大学的研究人员通过烧煤时产生的煤灰、炼钢时产生的炉渣等废弃物，甚至是稻壳，来代替生产普通水泥时用到的部分原料，从而找到降低水泥碳足迹的方法。目前世界各国对生物工程十分重视，我国也把生物工程列为重点发展的科研项目之一。生物工程学的研究将对人类的生产方式和生活方式产生巨大的影响。
学院：建筑工程学院
班级：土木103
姓名：郭凯
生物制药技术与工程 篇2
我国高校生物学领域有生物科学、生物技术、生物工程三个密切相关的本科专业, 并制定了相应的专业规范。如何体现各自的科学、技术及工程内涵与特色既是教育工作者的责任, 也是人才市场和报考学生和家长极为关心的现实问题。本文通过比较分析这三个专业的本科专业培养规范, 上提出一些参考意见, 以期为专业的进一步规范、教学计划的修订, 为社会及学生和家长的专业选择提供参考。
二、专业类型
生物科学专业为传统典型的理科专业, 培养科学型和教学型人才, 授理学学位;生物技术专业以理为主、以工为辅、理工复合, 培养应用研究型或技术型人才, 授理学、农学或林学学位;生物工程专业以工为主、以理为辅、工理复合, 培养应用型工程技术人才, 授工学学位。其专业类型的描述和划分比较清晰明了, 比较规范和恰如其分。
三、培养目标
从专业规范中培养目标的描述 (见表1) 来看, 生物科学与生物技术两个专业的培养目标差异很小, 仅有从事生物科学与从事生物技术之差, 但从目前的就业市场来看从事生物科学与从事生物技术差异很小, 难以界定。而从专业类型可知, 生物技术专业可授理学、农学或林学学位, 这些特色理应在培养目标中有所体现。
四、公共基础课
在三个专业的本科培养规范中, 生物科学与生物技术两个专业的公共基础课 (人文社科和自科) 完全一致 (见表1) , 而生物工程的公共基础课形式上有一定差别, 可本质上看不出有多少差别, 也缺乏需有差别的理由。从厚基础、宽口径的培养要求来看, 三个专业的公共基础课要求可统一, 学分要求也应统一, 要求工科学生在这一环节增加近一倍的学分极不公平。线性代数等可在公共基础选修要求中解决。
五、专业基础课
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程 (见表1) 。然而从科学到技术的差异很小, 仅增加了工程基础课4学分 (约11%) , 应为技术基础课, 且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化, 按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一, 且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上, 生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录, 如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷, 且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课 (见表1) 。
六、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程 (见表1) , 从科学到技术的专业课调整率达30%, 而从技术到工程的专业课虽然有较大变化, 但所列举的课程多为非典型的工科专业课 (如基因工程、细胞工程、蛋白质工程) , 回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理, 三个相近专业, 不论理科还是工科, 学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自主权。另外生物工程是典型的工艺类专业, 专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患, 故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
注:阴影为完全相同的模块;黑体为差异课程。
七、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致 (见表1) , 未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节, 但在许多学校以“毕业设计 (论文) ”的形式出现, 实际实施则只做毕业论文, 没有毕业设计, 使毕业设计名存实亡, 致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计, 许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节, 可以设计论文二者兼顾, 至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定, 唯有如此, 生物工程专业才能名符其实。
八、师资要求
师资的最低要求在规范中描述不尽一致, 应加以统一。且应规定专业课的师资要求, 因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课, 而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外, 应规定专业要求, 即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
九、其他
近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展, 统一实践等硬件条件形式较为困难, 而且也不符合时代要求。建议教室 (专用或生均面积) 、专业课实验室 (面积及专用设备) 、图书资料数据库量设定为刚性要求, 研究所 (室) 或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。
参考文献
[1]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物科学专业规范[J].高校生物学教学研究 (电子版) , 2011, 1 (2) :3-9.
[2]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究 (电子版) , 2012, 2 (1) :3-10.
[3]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究 (电子版) , 2012, 2 (2) :3-10.
[4]陈朝银, 余旭亚, 林连兵, 孟庆雄, 刘丽.生物工程课程体系的构建与实践[D].第二届全国高等学校生物工程专业课程体系与人才培养研讨会论文集, 北京:高等教育出版社, 2005.
制药工程技术的创新与改革 篇3
关键词：制药工程 创新 改革 技术
0 引言
制药工程是一门综合性和实践性极强的学科，涉及到多项领域的结合和应用。随着我国经济的不断发展，医药工程也在整个国民经济中占据着重要地位。这与社会的发展和人们文化意识的提高有着密切的关系，健康问题在当今社会是非常受重视的话题，而制药工程就是关乎到人们健康的一个重要组成部分，制药工程要想不断扩大和发展，就必须对制药工程技术进行改革和创新。只有不断提高制药的新技术，研发更多新的产品，才能满足市场的不断需求。
1 制药工程技术创新改革的意义
1.1 开拓制药领域，引领先进技术 我国制药工程是以多个学科相结合形成的一门综合性工程，从最初的中成药发展到化学制药业到药物制剂，一直到如今的生物技术制药，这一路走来的历程可以看到制药工程随着社会经济的不断进步在不断创新和改革。近半个世纪以来，我国的制药工程行业发生了翻天覆地的变化，从中国改革开放初期的空白领域发展到现在成为化学原材料的主要成产国家，所有成产的原料都符合国际专利水平。这样快速的发展与市场化的不断要求有密切关系。
1.2 制药技术的创新改革推动我国制药工程的国际地位 由于人们对健康的重视和生活水平的提高，对药物治疗的需求不断扩大，主要应用在个性化的治疗上面，面对这个市场群体的不断扩增，无形中促进了制药业的蓬勃发展。而目前国内对这一块的需求还不能完全满足，需要通过技术上的改革与创新来突破这个局面。让我国制药行业走上一条国际化发展的道路。与国际上的一些经济大国相比，我国人均药品的消费还比较低，从这个数据可以看到，目前中国市场还有很大的发展空间。因为技术的匮乏和相对落后，我国的制药业还不能在国际市场上站稳脚跟，只有不断创新研发新型的制药工艺技术才能增强我们的综合实力，奠定我国制药工程在国际市场上的地位。
2 制药工程技术改革的措施
2.1 培养创新性人才 由于我国的制药工程是这个世纪新觉醒的领域工程，在这个领域没有任何可借鉴的经验，这就需要科研人员通过自己的专业知识不断摸索探寻正确的途径和方法解决当前的问题。专业人才的培养就成了当务之急的事情。制药工程涉及的面比较广以及精通这个领域的人才有限，在目前的高校教育中该专业的设置也相应的较少。面对这样局面，我们需要做的是加大这方面的人才培养，为将来的制药工程做好准备。这批人才的培养需要以未来制药工程的发展方向为指导。培养的高级人才必须懂制药工程同时擅于管理，这就对其能力有较高的要求，充分体现其在制药工程领域中具有的优势。
2.2 以理论实验为基础，反复实践操作 制药工程与
其他工程的特殊性体现在它所研发的产品必须绝对有效而且对人体是没有伤害的，因为它作用的对象是人。因此，制药工程中存在许多反复实验的基础工作，尽管这些工作单调、繁琐，但必须按照流程一步一步地操作和总结。只有通过不断实验总结，才能从大量的实验中得出数据和结果。这个结果再经过不同方案的确认和技术处理，验证是否满足我们需要的功能要求，以及是否会对人体造成影响。在这一系列的过程中，每一项操作步骤都需要实验工作人员认真仔细地进行，因为这关系到人们身体的安全性，不能出现任何的疏忽和差错。科学技术人才只有在技术上反复实验，不断更新实验方案和思维方式，积极总结、学习，才能使整个制药工程技术改革和创新。
2.3 结合国外先进技术相互渗透共同发展创新 制药工程技术是依附在化学工程工艺技术和生物技术等上面的，因此这些领域的研发和创新也会影响制药工程技术的改革方向。面对当今新世纪的开拓创新，必须根据自身特点，结合国外先进技术手段有效地进行扩展和延伸，有利于科研工作者思维的拓展和思维模式的创新，只有不断增进新的信息和总结，学习以前成功的案例才能推进整个制药业的发展，由于与化学工程和生物工程存在一些相近的地方，在运用中也会相互涉及。這几个领域的重要技术项目需要清楚并且掌握，有利于这些科学交叉结合，为新技术的诞生做好充分的准备，面对如今较空白的国内市场和日益增大的人均需求，我们必须做出努力推动我国制药工程走上国际化的轨道上来。
3 结束语
新世纪的到来标志着生命时代的来临，健康主题得到人们广泛关注，随之带来的药品需求也受到人们的关注，目前国内市场空白造成我国制药工程需要全面的改革创新，做出合格的产品成绩为推动我国制药发展做出贡献。根据国内人民的生活水平和健康理念进行深层次的研发和创新。再结合对国外的一些先进技术，拓展思维，加大自主创新的思路，把化学与生物的工程工艺共同发展作为目标，为提高我国制药工业的水平不懈努力。
参考文献：
[1]张业旺，刘瑞江，李红霞，闻崇炜.制药工程专业实习基地的建设与维护[J].实验科学与技术，2012（04）.
[2]潘娅，刘华鼐.制药工程校内联合实验基地建设实践探讨[J]. 广州化工，2012（24）.
[3]冯书晓，刘振，李小莹，柴元武，李军波.制药工程专业大型综合性实验的开发与实施[J].药学教育，2009（01）.
[4]颜范勇，刘冬青，王兵，张慧春，陈娇娇，王东华.制药工程专业实验教学内容建设与学生素质培养[J].药学教育，2008（02）.
生物制药技术与工程 篇4
第一章 球队宗旨
第一条 球队全称为“江西农业生物科学与工程学院生物技术1002班篮球队”，是一支由生物科学与工程学院生物技术1002班学生中的篮球运动精英组成的班级篮球队。
第二条 热爱篮球、热爱训练、热爱比赛，激发队员的体育热情，广交球友，增强队员球友的身体素质，提高球队技术、战术水平，加深队员之间的了解和友谊，打造一个组织性纪律性文化性整体化一的团队,为学院体育事业贡献力量。
第二章 总则
第三条 球队主页地址为: http://blog.sina.com.cn/ct291345768。
第四条 球队不保证每场比赛的胜利，但每个队员必须有责任心和争胜的信念。
第五条 球队为一个整体，严禁个人主义。
第三章 球队管理、纪律
第六条 球队每月末定期召开一次全体队员会议。
第七条 球队不定期商定举办一系列活动，并提前两天通知队员。
第八条 队员场上、场下必须听从队长安排。如有不满，不得当众对抗，应当私下提出或在全体队员会议上提出。三次不执行者，有权提请除名。
第九条 按时训练和比赛，因故不能参加者须至少提前两小时向队长请假，两次无故不参加训练及比赛者，将给予口头警告，三次无故不参加者将视为自动离队。
第十条 队员必须于比赛、训练正式开始至少前五分钟到达。第十一条 队员在比赛中必须身着队服，否则不得上场。
第十二条 队员在场上必须克尽职守，努力拼搏，争取胜利。
第十三条 队员应处理个人情绪，不得将个人不良情绪带到比赛和训练场上。
第十四条 队员必须参加比赛、训练后的总结。
第十五条 必须爱惜训练用球等公共财产，若发现故意损坏者，将按原价赔偿。
第十六条 队员在比赛与训练不得影响自己的学习任务，因训练或比赛而影响学习成绩的，视情况给予处理。
第四章 权利义务
第十七条 所有队员都享有比赛时上场的权利，上场时间由队长安排。队员享有离队的自由，正式离队之前需要事先知会队长。
第十八条 所有的队员都有权有义务提出自己的合理化建议和意见，如遇到调配及其他不合理的地方可以向队长提出。
第十九条 原则上，球队不支持队员再参加其他训练队，如遇本队召集比赛活动时间与队员私人比赛时间冲突，则必须以本队活动为主。
第五章 罚则
第二十条 全体队员会议是队内最重要的会议，每位队员都应该参加。如不能按时参加，必须提前一日（最迟为会议正式开始前二小时）直接通知队长。迟到者在下次训练前进行体能练习的惩罚，由队长决定训练量。未请假而不到者，在接下来一周的训练中进行体能练习的惩罚，由队长决定训练量。连续两次无正当理由不参加者，由全体队员会议中出席队员过半数决定是否除名。
第二十一条 球队比赛及训练，队员必须于比赛、训练正式开始前五分钟到达。迟到但在正式开始前到达者进行当天的体能练习的惩罚，正式开始后到达者进行当天的加量的体能练习的惩罚，未请假而不到者进行一周的体能练习的惩罚，由队长决定练习量。
第二十二条 队员必须参加比赛、训练后的总结和不定期经商定举行的一系列活动。不能参加以及需要比赛、训练早退者必须于比赛开始前向队长请假，否则下次训练进行体能练习的惩罚，练习量由队长决定。第二十三条 体能练习惩罚要求严格执行，敷衍或者拒绝执行者，情况严重的视为自动离队。
第六章 安全和责任
第二十四条 每位队员必需注意安全，做好防范，尽量避免非战斗减员。为保持球队的战斗力，每位队员有控制影响个人精力等不良嗜好的义务。第二十五条 严禁打架，凡主动挑衅、打架的队员将以自动开除处理，打伤人或被人打伤责任由当事人负责。
第二十六条 队员与队员间有相互鼓励、相互支持、相互照顾的责任，凡有队员因比赛、训练受伤的队内有责任提供力所能及的支持。第二十七条 保持好的球风是我们的责任。
第七章 附则
第二十八条 球队规章制度每个队员必须遵守；遵守球队的的安排，服从领导和管理。
第二十九条 队长及队内相关管理人员必须以身作则，于队员到达前十分钟到达，受处罚时加倍。
第三十条 新队员在正式加入球队前也必须遵守球队规章制度。
第三十一条 队员轮流进行每次训练前的准备工作（如训练前拿球），每次两名队员。由队长安排。
第三十二条 本队规于发布之日起实行。日后通过集体讨论的形式予以补充和完善。凡出现本规章未涉及的情况，由队长及全体队员讨论视情况处理。
生物科学与工程学院
制药工程技术创新论文 篇5
药物合成技术在整个制药工程技术体系中处于顶端位置，具有复配型居多、药物更新快、工艺复杂、周期较长等特点，我国制药工程技术整体落后于国外发达国家，究其原因，人员因素占据很大部分。现代制药工业技术在我国起步较晚，国内缺乏完善的人才培养体系，专业知识、理论较为缺乏，尤其是涉及制药工业中创新性人才的培养，即缺乏理论方向，也缺乏必要的实践环境;因此，必须确立高新技术制药人才的重要地位，积极构建培养的环境，以最快的速度建立起我国自主知识产权的制药工程技术模式。
2.2借鉴国外发达国家的生产经验
进入21世纪，全球经济一体化的趋势越来越明显，任何产业之间都不是孤立的，再合作范围上也从国内延伸到了国际。通过借鉴国外发达国家制药工程技术的理论和实践经验，以及化学技术、物理技术、生物技术等方面的先进成果，不断弥补我国制药工业的技术缺陷，缩小与国际先进水平的差距。
3结语
离子束生物工程技术简介 篇6
离子束生物工程技术简介 离子束生物工程技术简介 工程
中科院等离子体物理研究所从上世纪 80 年代末开创了离子束生物工程学这一交叉 学科，利用低能离子束与生物体相互作用原理，发明了离子束生物工程改良品（菌）种 的方法。离子束生物学在国家自然科学基金重点、重大项目及国家 “八五”、“九五”、“十五”“十一五”重点科技攻关项目、“863”项目、农业成果转化基金等和中国科 学院及安徽省科技项目支持下，经过多年发展，基础研究和应用研究取得了一系列创新 成果，创造了显著的社会经济效益。八十年代中，正当国内外兴起离子注入材料表面改性研究时，中国科学院等离子体 所与安徽农业科学院水稻研究所科技人员用 30keV 的氮离子注入水稻干种子后发现显著 的诱变效应，以后又陆续发现一些新现象：如注入离子在种子里长距离穿射和高速率溅 射，低能离子与生物分子相互作用只要反应体系里有氮参与都有一定的几率形成氨基 酸，以及离子注入条件下出现的生物反常辐照损伤、当代可遗传突变等等现象。这些现 象后来被国内外科学家所证实。例如，低剂量下生物体呈现的“反常辐照损伤”（hyper-radiosensitive response，HRS’）现已成为辐射生物学研究的热点之一。因 此，低能离子与生物体相互作用是一个客观存在的有重大应用背景的科学问题。这一科 学问题的提出和研究在有关论著中得到高度评价。《核技术》（科学出版社）认为：“余 增亮小组利用核物理实验方法、手段、概念探索离子注入生物体后产生的物理和生物现 象…，形成了很强的交叉领域，孕育着交叉学科”。杨垂绪（美）在《太空放射生物学》（中山大学出版社）中将此列为重离子生物学发展的一个阶段，并做了详细介绍。丘冠 英在《生物物理学》（武汉大学出版社）一书中认为：这“形成了辐射生物学的一个新 领域－低能重离子生物学，引起了国内外的关注” 离子束生物技术具有很多优点：一是诱变的变异频率高，可选择注入的离子种类多 样，而且其质量、能量、电荷可有多种组合，所以其产生的诱变结果和效应也是多种多 样的；二是变异谱宽，离子束能产生较高的电离密度，使 DNA 产生严重损伤，其作用于 植物体后可获得较高的变异频率和较广的突变谱，易于筛选出先新的突变体；三是变异 稳定快，离子注入造成的损伤不以修复，突变体稳定较快；四是技术稳定可靠，简单易
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技术委员 会
得，经加速后的离子具有一定的静止质量，注入生物体后可以使质量、能量、电荷共同 作用于生物体。因此离子束生物技术成为生物培
养与改良的重要手段之一，离子束生物 工程技术经过短短二十年的探索，已经从基础理论阶段进入到理论研究与实际应用相结 合达到的阶段，在农作物诱变育种、工业微生物育种、植物转基因、人类健康等方面取 得了阶段性的成果。在市场方面，过去的产业化事例说明，离子束微生物技术具有极强的竞争力。离子 束修饰的花生四烯酸（AA）产生菌，50 吨罐发酵，占总脂 50%以上，在 AA 得率达到 5.8g/L，处于国内外最好水平。1999 年成立国内第一家生产 AA 的专业化公司武汉烯王生物工程 有限公司。当时，罗氏、巴斯夫和美国惠氏公司等正在中国推出 AA 产品。AA 产品的投 产，将国外公司挤出中国市场，并出口欧洲、美国、南美和东南亚 20 多个国家和地区。再以维生素 C 为例：我国维生素 C 年出口四万吨。1995 年罗氏、武田等跨国公司掀起价 格大战，使我国 Vc 行业损失惨重。1998 年，离子束创制的高性能维生素 C 催化剂，将 糖-酸克分子转化率从 80%以下提高到 95%以上，在江山制药公司和东北制药总厂一次试 产成功。新产品（后流入威尔康，说明我国四大 Vc 企业中已有三家使用）的投产，仅 江山制药每年增加效益就达 2000 多万元，对保住和开拓我国国际市场份额起了重大作 用。2001 年，经离子束修饰的耐高温 Vc 催化剂，使我国的竞争力再次加强。到 2002 年，终于迫使罗氏出售 Vc 生产部，巴斯夫关闭武田生产线，国家出口创汇因此增加 2000 万美元。
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生物制药技术与工程 篇7
目前,表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感技术已经引起人们的关注,现已研制出多种应用于生物、化学检测相关众多领域的SPR传感器。实践证明,SPR传感器与传统检测手段比较,具有无需对样品进行标记、实时动态检测、高灵敏度等突出优点,因此其在医学诊断、环境监测、生物技术、药品研制和食品安全检验等领域具有广阔的应用前景。
2 基本原理
1957年,Ritchie发现当电子穿过金属薄片时存在能量吸收峰。他将这种吸收峰称之为“能量降低的”等离子体模式,并指出了这种模式与薄膜边界的关系,这也是第一次提出用于描述金属内部电子密度纵向波动的“金属等离子体”的概念[1]。2年后,Powell和Swan通过实验证实了Ritchie的理论[2]。随后Stern和Farrell提出了这种等离子体模式的共振条件,并将其称作“表面等离子体共振”[3]。1968年,Kretschmann[4]和Otto[5]各自利用衰减全反射(Attenuated Total Reflection,ATR)的方法证实了光激发表面等离子体共振现象的存在。
等离子体通常是指由密度相当高的自由正、负电荷组成的气体,其中正、负带电粒子的数目几乎相等,内部不形成空间电荷。当金属受到电磁干扰时,金属中电子密度分布就会变得不均匀,从而形成价电子相对于正电荷背景的密度起伏振荡。由于库仑力的长程作用,这种局部的电荷密度振荡将引起整个电荷系统的纵向集体振荡,并以密度起伏波的形式表现出来。不难看出,金属中价电子相对于正离子背景的这种振荡与导电气体中的等离子振荡相似,故将其称为金属中的等离子振荡[6]。
表面等离子体振荡可以存在于2种介质(金属与电介质)的分界面。由这种电荷密度振动引起的电磁场沿着分界面传播开来,形成表面等离子体波(Surface Plasmon Wave,SPW)。SPW是一种偏振的横磁波,其磁场矢量垂直于SPW的传播方向,平行于2种介质的分界面,且SPW的场矢量在介质分界面达到最大值,并在2种介质中呈指数快速衰减。当外加电磁场与SPW的波矢相等时,就会激发SPR现象。
SPR传感系统一般采用入射光作为SPW的激发源。图1为棱镜耦合式SPR传感系统的结构示意图,下面以此为例说明其结构原理:入射光射入棱镜后在棱镜和金属膜的界面发生全反射,光电检测器接收反射光并测量光强,由于在金属膜上制备有一层敏感膜(其中含有可与待测生物分子反应的探针分子),因此敏感膜与样品池中含有待测生物分子的样液充分接触。
入射光在棱镜和金属膜的界面上发生全反射时会在金属膜中产生消逝波,但消逝波的传播深度非常有限,因此入射光的全部能量均可反射回棱镜中。然而,当入射光的波长及入射角满足一定条件时,检测到的反射光强度会大幅度减弱。这是由于此时发生了SPR现象,即一部分能量通过金属膜内的消逝波在金属与敏感膜的界面上传递给表面等离子波,即消逝波与表面等离子波发生了共振,如图2所示的SPR响应曲线。
共振时能量从光子转移到表面等离子体,因此可从反射光强度上看到一个反射率的最小尖峰,这个尖峰称为吸收峰,此时对应的入射光波长为共振波长,对应的入射角为共振角。由于这种共振的发生,使得反射光的能量大幅衰减,因此称这种全反射为衰减全反射(ATR)。
共振波长、共振角与敏感膜的介电常数有关,而敏感膜的介电常数在其与待测生物分子的相互作用过程中会发生变化。因此,通过检测共振波长或共振角的变化可以获得待测生物分子及其与敏感膜相互作用的信息。利用恰当的测量及数学处理手段,还可计算出待测分子在单位面积的结合量[7]及分子反应的动力学过程[8]。
3 SPR传感系统的主要参数
3.1 灵敏度
SPR传感系统的灵敏度被定义为直接检测参数(如共振角或共振波长)的变化与待定参数(如折射率、膜厚、浓度等)的变化之比。对于检测共振角的传感系统,灵敏度随着入射光波长的减小而增大;相反,对于检测共振波长的传感系统,灵敏度随入射光波长增大而增大。棱镜耦合方式的SPR传感系统的灵敏度高于光栅耦合方式。有报道称,检测共振波长的棱镜耦合SPR传感系统灵敏度可达8 000 nm/RIU(Refractive International Unit,简称RIU,折射率的国际单位)[9]。
3.2 分辨率
SPR传感系统的分辨率是传感系统能分辨的待定参数(如折射率)的最小变化。它与检测精度有关,受系统噪声的限制[10],噪声主要来自温度、光源、光电探测器等。瑞典的Linko ping大学和BIAcore研制的检测共振角度的棱镜耦合SPR传感系统的折射率分辨率高于3×10-7 RIU,一种使用声光调制器和调制频率测量方法的光栅耦合方式SPR传感系统的分辨率接近1×10-6RIU[11]。
3.3 检测范围
SPR传感系统的另一个重要参数是检测范围,定义为传感系统可检测的待定参数的取值范围,如可检测敏感膜的折射率或待测样液浓度的变化范围等。
除了这3种主要参数,衡量SPR传感系统性能的参数还包括选择性、响应时间及稳定性等。传感器的这些性能是由系统的各个组成部分决定的,如灵敏度、稳定性、分辨率主要依赖于光学系统、敏感膜及检测系统的性能,选择性和响应时间主要由敏感膜决定,检测范围则主要由棱镜的折射率决定。
4 SPR传感系统的分类
SPR传感器的检测分析方法可分为以下4种:
(1)单色光入射,改变入射角,检测反射光的归一化强度随入射角的变化情况并记录反射光强度最小时的入射角,即共振角。
(2)复色光入射,固定入射角,对反射光的光谱进行分析,得到反射率随波长的变化曲线,并记录共振波长。
(3)入射光的角度和波长都固定,通过检测反射光强度的变化分析折射率的变化。
(4)入射光的角度和波长都固定,观测入射光与反射光的相位差。
这4种方法中,前两种的应用最为普遍;第3种受扰动产生的误差较大,不太实用;最后一种方法的灵敏度最高,但系统需要一系列的高频电路。
按照SPR传感系统中不同的光学耦合结构,目前SPR传感系统可分为4种结构类型,即棱镜耦合结构、衍射光栅结构、光学波导结构以及光纤耦合结构。
4.1 棱镜耦合结构
棱镜耦合具有结构简单、易于实现且灵敏度高等特点,使用较为广泛。其中根据传感膜结构的差异,又可分为Otto结构和Kretschmann结构2种类型,如图3所示。
在Otto结构中,棱镜的底部与金属膜之间有一段空隙,其厚度d与入射光波长相近。将待测物质放置于空隙中,通过调整空隙的厚度d来激发SPW。但由于空隙厚度不易控制,制作、使用都不方便,因此很少采用这种结构。Kretschmann结构中棱镜与金属膜之间不存在空隙,待测物质放置在金属膜下方,通过调整激发光的入射角或波长来激发SPW。在这2种结构中,人们对后者的研究和应用较为广泛。
为了避免入射光在棱镜表面的折射,一般要使入射光垂直棱镜表面入射、出射,故棱镜主要分为两种:等腰三角形棱镜、半圆柱形棱镜。对于Kretschmann结构,制作棱镜耦合SPR传感器时,首先在棱镜底部制备一层厚度约为50 nm的金属膜(一般采用Au或Ag)和具有选择性的敏感膜(膜上固定有与待测分子相对应的探针分子),并将其置于样品池的上方,如图4所示。入射光在棱镜底部发生衰减全反射,激发SPW,通过对反射光的检测,便可得到共振角或共振波长,从而实现对待测样品的检测。
4.2 光学波导结构
这种结构的工作原理与棱镜耦合方式的Kretschmann结构很相似。波导中传播的光波经过表面覆盖着金属膜层的区域时,在金属层界面发生全反射,如图5所示。如果SPW的相位与光波导模式的相位一致,则会激发SPW。此时在波导的输出端可以检测到SPR峰值曲线。这种结构具有光路人为可控、易于小型化及良好的稳定性等突出优点,因此具有一定的研究价值。
4.3 光栅耦合结构
衍射光栅耦合结构的SPR传感系统如图6所示。在这种结构中,金属层与介质层构成周期性变化的光栅曲面,当入射光照射到光栅表面时便会发生衍射,不同的衍射角对应不同的衍射阶。当某一阶衍射光的波矢在界面方向的分量与SPW的波矢相等时,二者发生共振,发生SPR现象。此时对应的衍射阶光强就会大幅降低,甚至消失。所以光栅耦合结构的SPR传感系统可以通过检测衍射光强分布的方法来获得与棱镜耦合方式类似的SPR峰值曲线。
4.4 光纤耦合结构
光纤耦合结构的SPR传感器采用光纤作为光的传输媒质。由于光纤的特殊性,因此这种传感器具有其他结构传感器所没有的特点:它可以很方便地探测一些人类难以进入或者有害的地方;可以通过光纤对敏感信号的传输,实现远程检测和分布式检测,而且也可以达到较高的灵敏度。光纤耦合类传感器一般是将普通光纤部分保护层剥离,将纤芯裸露,之后在纤芯外包裹金属膜层及敏感层,如图7所示。
5 SPR传感器的主要应用领域
1982年,瑞典的Nylander和Liedberg将SPR原理应用于气体检测和生物传感器领域中。从那时起,SPR传感技术取得了持续长足的进展,各种新的SPR传感结构设计纷纷面世,并被广泛应用于物理量测量、化学检测、生物检测等领域。近年来,SPR传感技术在生物医学工程领域中的应用更是得到了飞速发展。
由于SPR传感系统在生物医学检测方面具有非常明显的优势,加之其极为广阔的应用前景,使该领域的研究受到越来越多的关注。自1982年SPR传感系统首次应用于生物领域以来,SPR生物传感系统已经被广泛应用于各种类型的生物分子检测。它可用于检测生物分子的结合作用,或是通过生物分子结合作用的检测来完成特定生物分子的识别及其浓度的测定,如早期的抗原—抗体[12]的相互作用,Streptatividin和维生素H的相互作用以及一些Ig G的检测。近年来,有关SPR生物传感技术的研究还涉及到了蛋白质之间或蛋白质与DNA(Deoxyribo Nucleic Acid)相互作用的检测以及蛋白质结构变化的检测,抗瘤蛋白质APC的生物化学属性的检测、醣蛋白与单克隆抗体动态反应过程的检测等。此外,这种传感系统检测的对象还包括细胞色素C、葡萄糖、机球素、铁蛋白、香烟中的烟碱等。SPR传感系统还可用于医学、环境领域,其对于破伤风毒素、艾滋病毒等的检测也已有文献报道。
基于SPR传感系统的诸多突出优势,其已广泛应用于疫苗研制、疾病诊断、药物靶标、药物开发以及基因测序等众多领域。甚至在疾病治疗、案件侦破、环境监测、食品安全检验和兴奋剂检测等方面也极具应用研究价值。随着国际上商业化SPR生物传感系统的出现,SPR传感技术正在成为直接实时检测生物分子相互作用领域中最重要的技术。
6 SPR传感技术的发展趋势
由于SPR传感技术与其他分析方法相比具有无可比拟的独特优势,其在很多领域,特别是生物医学领域广阔的应用前景得到了世界各国科学家的认同。然而,现有的SPR传感技术与传统分析手段相比,特别是与免疫检测手段相比,在检测成本、易用性、稳定性、检测效率以及灵敏度等方面还存在一些不足。这就决定了该技术今后几年的主要发展趋势:
(1)进一步提高检测灵敏度及分辨率。目前SPR传感技术的检测精度要求在敏感膜上的生物分子吸附量应大于1 pg/mm2,这对于低浓度、小分子量分子来说是不够的。相信通过改进仪器的结构和检测手段、增加参考通道、改进传感膜层结构、降低噪声影响和优化数据处理的算法等措施,灵敏度及分辨率还可以获得较大的提升。
(2)实现多通道检测[13]。实现多通道检测具有3个显著优点:(1)利用多通道可以一次检测多个样品,实现高通量检测,这在医药研究中极为有用;(2)可以一次完成同一样品的不同特征的检测,这一点对于医学诊断是非常必要的;(3)在多通道结构中,通过引入参考通道,可消除非特异性响应的影响。
(3)器件微型化和阵列化。SPR传感器微型化与阵列化带来的好处是价格将大大降低,从而可以更快的进入各个生化检测和分析领域;此外,微型化后的SPR传感器在稳定性上也会有很大提高,可以减少样品的使用量。因此,在未来的发展中,光纤耦合型SPR传感器和集成光学波导型SPR传感器在微型化与阵列化方面必将大有作为。
(4)降低检测成本。降低检测成本的方法除了实现小型化外,更有效的途径是制作材料的选择。如研究或开发出可以替代贵重金属的材料,如利用光学塑料代替昂贵的光学玻璃等。此外,一些传感部件的再生利用应该是降低成本的更为有效的途径。
7 展望
生物制药技术与工程 篇8
关键词：制药工程 技术 工业 水平
制药工程技术的不断改革和创新是为了满足社会不断变化的需求，在这一路发展的历程中可以看到制药工程领域技术还存在很大的技術突破问题。大部分的药物品种的科技含量不高造成药品质量并没有达到满意的效果，再加上强烈的市场竞争压力，使得各大型制药企业不能更好的生存发展，甚至处于停滞阶段。通过对制药工程工艺的创新与改革实现现代制药工业整体水品的提高，为将来制药业的发展奠定良好的基础。
1 制药工程技术的现状概括
近几年来我国药品质量问题频频上到各家媒体新闻版面，成为受到人们普遍关注的话题，药品质量的安全问题关系到人们自身的切身利益，必须引起制药企业和国家有关部门的足够重视。药品质量的提升也会推动制药工程进一步的开发和创新。我国制药的工艺水平相对于国际上存在很大的差异和不足，生产设备以及技术监控设施都相对落后，没有完整的智能化的制药装备，不能解决制药技术改革的问题。这些原因都制约着我国制药工程的发展和进步，在以技术为引导的产业结构中，制药企业不能达到质的飞跃，产品的质量自然而然的就不能达到一个很高的水平。通过我国目前对制药工业所提出的要求和发展方向，需要在整个制药业制定一个科学的发展战略，改善制药工程的施工工艺和提高制药的技术水平，在推出新产品的领域上做出彻底的改变和创新，只有这样我国制药工业才能不断进步和发展，逐渐走上国际化的发展路线。
2 制药工程技术分析
2.1 技术工艺问题分析 ①制药过程分析技术，制药过程分析的过程中需要涉及到化学、物理、生物、数学等领域的相关分析，通过这些综合因素的研究考虑，找出可能引起药品之间发生反应的一些关键因素，通过一些设计的过程降低这些风险的发生。②制药工艺优化技术，对制药工艺的各个技术进行深入剖析，解析制药工程中各个流程的具体操作步骤，在产品工艺上做到优化、精准、确保每一个环节都满足检测的要求，使制药工艺有所提升。③质量控制技术，药品质量是药品企业最为关键的性质，必须要建立一套健全的质量控制体系确保药品质量符合国家规定的合格要求。
2.2 装备技术问题分析 ①粉碎设备。粉碎设备能对药材中有效物质的溶出和浸出起到一个促进作用，也是制备胶囊、丸剂、散剂、混悬剂的基础设备。在药品制作过程会涉及到“水分”和“捣”这两个粉碎办法，这两种方法主要应用在一些矿物药、贵重药和特殊性质的药材当中。企业制药这样大规模的制药工程中这种方式不适合运用。②提取设备。许多制药企业制药提取设备比较落后，再加上生产的流程和管理措施存在不足导致成产工艺不能很好的实施，制药厂的这种情况普遍存在于各大企业中，保证提取设备的标准与否，决定着制药企业能否做出合格的产品，关系到制药工业未来的发展。③浸提设备。这个过程的作用是用溶剂将药材中的有效成分提取出来，其中主要涉及了三个方面的因素，第一关系到能否从药材中提取出有效成份；第二最大限度的获得有效成分，没有利用价值的物质能否进入到提取液中；第三保证提取物尽量均一。
3 制药工程技术发展方向
3.1 生物技术方向 生物技术是新世纪的新型发展的关键领域，在医药行业占据着非常重要的地位，对未来制药业的发展起到一个方向指引的作用，其中基因工程、细胞工程和微生物工程都是比较前沿的技术科学领域。
3.2 材料技术方向 材料技术是制药工程中最为关键的技术，科学的进步给现在制药业提供了丰富的材料基础，让制药工程有更多选择的机会，从而也产生了更多的研究方向，目前最常见的有复合材料、生物材料、药用高分子材料、新型药用包装材料等。
3.3 自动控制 与石油、化工的自动化相比，制药业的自动化存在更多的内容，之前的工艺流程的运用方法和策略有大量人工参与的环节，这就需要大量的人力资源来满足企业的发展，因此，自动化控制的研究方向是制药工业一项重要工程。
3.4 信息化技术 自进入21世纪以来，我国的制药工业取得了很大的进步和发展，在逐渐重视企业自动化过程和信心化建设的道路上，做出了不小的贡献。建立一支高新技术的制药企业链是现在大多数制药企业发展的方向，通过对国外技术的学习和借鉴来实现我国制药工业自动化、信息化的建设，推动我国整体制药工业进步和发展。
4 结束语
我国的制药工程经过长期的发展，已经到一个比较成熟的地步，随着科学技术领域的不断创新，也引领着制药工程不断发展壮大，但由于我国的制药工程产业发展的较晚以及技术的相对落后导致现在还有许多薄弱的环节。面对新时代对药品的巨大需求，应该立足于科技技术根本，大力提升制药业的工业水平，为迎接不断壮大的市场要求做好准备。
参考文献：
[1]王喜红.浅谈制药企业生产质量控制[J].价值工程，2011（03）.
[2]王丽芬，李瑞民，刘风光.超微粉碎技术在制药行业的应用[J]. 价值工程，2013（05）.
[3]雷兴翰.三十年来我国制药工业的成就和今后的展望[J].中国药学杂志，1979（08）.
生物工程技术中环境保护应用论文 篇9
化肥是农作物生长的必备材料，可以增加农作物产量。但由于使用化肥过量，我国当前已经出现了土壤板结现象，同时大量没有被植物吸收的化肥进入地下水当中，对地下水造成了严重污染。进一步威胁到池塘湖泊中的鱼类生长。再有，这些挥发性化肥进入空气中会导致氮元素增加，出现了大量的酸雨，同时也对空气层上方的臭氧层造成了破坏。因此减少化肥的使用是一件迫在眉捷的事情，利用生物技术中的固氮技术可以使植物自动吸收游离在空气中的氮元素，而不再施用大量的氮肥。如将生物工程技术应用于小麦根系当中，可以使小麦的根系和豆类植物一样能够自动吸收空气中的氮离子，然后固定在自己的根系当中。有数据显示，将这种技术应用于小麦以后其产量增加了15%左右。利用细胞融合技术可以将豆类植物的固氮本领应用于非豆类植物当中，从而不再需要施用大量的氮肥。
3.2解决农药污染问题
农作物与植物的病虫害治理也是农业生产中一件不容忽视的问题，每年用于防治农作物与林业的农药数量巨大，而农药当中大多含有有机氮与有机磷，这些物质对空气与地下水都会造成严重污染，尤其是对人类身体健康也造成了威胁。将有益昆虫或微生物防治技术应用于农作物与林业的病虫害治理当中不但可以有效杀灭害虫，而且也不会对土壤、空气造成影响，有效保护了人类与畜类健康成长。最近几年，在基因工程技术的基础上出现了高效杀虫生物技术，从而替代了农药杀虫技术，解决了污染环境的问题。
3.3改良生物品种
利用生物工程技术培育与环境友好相处的生物新品种可以实现社会的可持续发展。不但可以保证生物群体的健康发展，而且也可以利用改良物种性质使其为保护环境服务。生物工程技术在培育新品种方面有着无可比拟的优势，利用基因重组与拼接技术改变外来物种的特点，利用组织培养与细胞保存技术可以实现生物物种的多样化，使繁殖困难的物种得以延续。在应用细胞融合技术的基础上可以实现优良品种的杂交。
3.4提高环境监测质量
在监测水、土壤、食品质量过程中应用生物传感器技术可以收到较好的效果，其核心技术属于固定化微生物与电化学的结合体。主要特点是灵敏度高、准确性强，目前已经普遍应用于临床化验、发酵工程与检验产品质量当中。最近几年，我国环境污染生物监测技术也得到了快速发展，第一，出现了大量生物监测方法;第二，实现了生物综合监测;第三，将生物监测方法应用于环境质量监测当中。随着我国生物工程技术的快速更新，笔者认为其在环境保护中的作用将会日益彰显，将会有效改善人类生活质量，创建人类宜居环境。
3.5实现煤与石油的脱硫
我国工业生产与人类日常生活都会消耗大量的煤，但煤在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫，造成空气污染。如果利用微生物技术去除煤中的硫元素，则可以在煤燃烧过程中不产生有害气体。当前日本已经利用氧化亚铁硫杆菌技术去除了煤中的硫元素。在去除煤中的硫元素时，为了将煤与黄铁矿分离可以应用微生物脱硫技术与浮选工艺，有效保护了空气质量。在石油脱硫过程中也可以应用微生物技术，笔者认为大力发展微生物脱硫技术与高活性脱硫菌种将会在将来得到有效推广，将会有效改变煤燃烧产生大量二氧化硫的现象。
4结束语
总之，生物工程技术是大量学科技术的融合体，在环境保护当中引入生物工程技术可以有效保护人类生存环境，是一种保护环境的新型手段。当前在应用生物工程技术的基础上可以解决化肥污染、取代化学农药、实现生物品种改良、开展环境监测等众多问题，可以有效治理环境污染现象，还人类一个晴朗的天空，实现人与自然的和谐相处。
【参考文献】
[1]崔玉霞.生物技术在环保工程中的应用研究[J].应用能源技术,(7):47-50.
[2]张磊.水生态修复技术在河道治理中的应用与探索[J].城市建设理论研究:电子版,,5(33).
生物工程与生物制药个人简历 篇10
| 简历模板 | 生物工程与生物制药个人简历模板 | 个人简历模板 | ||||
| 姓 名： | 大学生个人简历网 | 性 别： | 男 |
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| 民 族： | 汉族 | 出生年月： | 1983年11月4日 | |||
| 证件号码： | 婚姻状况： | 未婚 | ||||
| 身 高： | 171cm | 体 重： | 52kg | |||
| 户 籍： | 广东湛江 | 现所在地： | 广东湛江 | |||
| 毕业学校： | 清远职业技术学院 | 学 历： | 专科 | |||
| 专业名称： | 生物工程与生物制药 | 毕业年份： | ||||
| 工作年限： | 三年以上 | 职 称： |
| 求职意向 | |
| 职位性质： | 全 职 |
| 职位类别： | 质量/安全管理
生物/化工/制药/医疗器械
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| 职位名称： | 化验员 ; 检验员 ; 质检员 |
| 工作地区： | 湛江市霞山区 ; 湛江市赤坎区 ; 湛江市开发区 ; |
| 待遇要求： | 可面议 ; 需要提供住房 |
| 到职时间： | 三天内 |
| 技能专长 | |
| 语言能力： | 普通话 一般 |
| 计算机能力： | 良好 ; |
| 综合技能： |
| 教育培训 | |||||||
| 教育经历： |
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| 培训经历： |
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| 时间 | 所在学校 | 学历 |
| 9月 - 207月 | 清远职业技术学院 | 专科 |
| 时间 | 培训机构 | 证书 |
| 10月 - 10月 | 国家质量技术监督行业职业技能鉴定指导中心 | 高级食品检验资格证书 |
| 工作经历 | |||||||||||||||
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生物质能源工程技术研究进展 篇11
关键词：生物质能源；工程技术；环境保护；农村发展
中图分类号： S216.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）01-0067-03
未来科技、经济和社会发展的竞争首先是能源的竞争。目前，全世界约85%的能源是通过燃烧化石燃料获得的，按现在的消费量推算，世界石油资源在今后50～80 a间将消耗殆尽。因此，开发和利用新能源来替代化石能源，已得到世界各国的高度重视。2002年，在约翰内斯堡举行的世界峰会上，各国首脑取得了共识：发展可再生能源对人类可持续发展至关重要。我国作为农业生产大国，生物质资源数量巨大，每年农业生产废弃物产量约为6.5亿t，到2015年，产量可达7.3亿t，可产生超过12 EJ的能量。
1 发展生物质能源工程技术的意义
1.1 保障国家能源安全
近年来，随着经济的持续快速发展，能源需求不断增加，我国正面临着严峻的能源安全形势。2005年，全国一次能源消耗量已达到22.2亿标准煤，约占世界能源消耗总量的15%，是世界第二大能源消耗国。“十一五”至2020年是我国全面建设小康社会的重要时期，能源需求将持续增长，因此，积极开发生物质能源、逐步减少化石能源消耗、提高可再生能源利用比重，是我国保障能源安全的重要战略举措。
1.2 保护环境及可再生资源
我国能源消费结构以煤为主，是世界第一大煤炭生产和消费国。2005年，我国煤炭消费量为21.4亿t，占一次能源消费总量的68.7%。大量燃用煤炭造成了严重的环境问题。据统计，全国CO2排放总量的90%是由燃煤造成的，酸雨面积已占全国的1/3，大气污染损失已相当于全国GDP的10%。预计2030年，我国可能成为世界第一排放大国。开发利用清洁的、丰富的生物质能是有效替代化石能源、减少污染物排放、保护环境、实现可持续发展的重要措施。
1.3 促进农村经济发展
我国有80%的人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料，不仅利用效率低，而且造成严重的室内外环境污染，危害人体健康。而在华东、华南地区，富裕起来的农民对优质能源的需求日益增加，直接燃用秸秆等低品位的能源越来越少，导致大量农业废弃物被焚烧在田间。按照全国生物质能开发利用工作会议上确定的目标设想，如果到2020年我国实现1.1亿t标准煤的开发利用量，将创造产值2 000多亿元，推动相关行业产值2 000多亿元。其中，农村经济产值将增加1 000亿元，增加就业机会50万～100万个，这对我国新农村和小城镇建设将起到十分重要的推动作用。
2 国内外生物质能源研究现状
2.1 国外
2.1.1 生物质热解气化技术 自20世纪70年代起，美国开始研究以城市生活垃圾、木材、秸秆为原料的热解回收能量技术。热解气化所得可燃气可直接燃烧，用于供暖、做饭、城市煤气和燃气发电。欧美国家的生物质气化发电技术处于领先水平，美国总装机容量已达9×103 MW，单机容量达10～25 MW，预计2020年将达3×105 MW；丹麦建有许多小型的利用木材和秸秆的气化炉，用于家庭冬季供暖；瑞典能源中心采用生物质气化和联合循环发电等先进技术在巴西建立了一座装机容量为20～30 MW的蔗渣发电系统。
2.1.2 生物质液化技术 最早从事生物质液化技术研究的是美国矿物局匹兹堡能源研究中心，其在35 ℃及高压条件下，以碳酸钠为催化剂，把木屑转化成重油。近年来，欧洲等国在生物质液化技术方面开展了大量研究。其中，德国在此方面处于较高的研究水平，如德国的Choren工业公司于2002年在Freigerg建立了一个大型的生物质液化示范工厂，使用的原料主要是木屑和秸秆。该工厂已生产出高品质的生物燃油，达到车用燃油要求，生产成本接近同热值的化石燃料。
目前，有关液化技术的研究主要集中在如何提高液化产物收率、寻求高效精制技术、降低运行成本、实现产物综合利用和工业化生产等方面。Lappas等采用循环流化床反应器对木质素类生物质进行快速直接液化，发现在生物质中加入一定比例的二氧化硅和ZSM—5后，生物质能有效地被催化裂解成液体产物，液体产物的收率高达70%以上。同时，该技术与常规液化技术相比，液体中有机物的含量明显提高，而副产物水、焦炭和气体产物的比例明显降低。
2.1.3 生物质乙醇化技术 乙醇可以通过含糖、淀粉或纤维素的生物质发酵过程得到，但以作物秸秆为原料生产乙醇的技术难度就大多了，主要的解决方法是对作物秸秆进行各种处理，以提高纤维素酶的水解效率。最有发展前景的途径是，通过基因工程技术培养出能产生高效纤维素水解酶的生物新菌种。尽管以作物秸秆为原料生产乙醇还有很大的难度，但国内外在此方面还是进行了很多的研究。在美国环保署的支持下，2001年在加州建立了一个大型的以作物秸秆为原料生产乙醇的示范工厂，以评价这种技术和工艺的经济性和应用的可行性。
2.2 国内
我国于20个世纪50年代开始秸秆气化技术的研究。到目前为止，秸秆气化技术比较完善，甚至在某些方面处于世界领先水平。
中国科学院广州能源研究所在循环流化床气化发电方面取得了一系列进展，成功开发出4MWe的秸秆气化技术。通过开展生物质整体气化联合循环技术研究，建设并运行了多套气化发电系统。西安交通大学着重于生物质超临界催化气化制氢方面的基础研究。中国林业科学院林产化学工业研究所在生物质流态化气化技术、内循环锥形流化床富氧气化技术方面取得了成果；天津大学着重于生物质流化床快速热解-催化蒸汽重整制氢及催化气化技术的开发研究，目前正在进行生物质流化床高效气化供气系统的开发；中国科技大学进行了生物质等离子体气化、秸秆气化合成等技术的研究；清华大学进行了生物质流化床热解气化及气化过程的混合神经网络模型研究；山东大学开发了下吸式固定床气化技术；山东省科学院能源研究所开发了低焦油二步法气化技术；浙江大学对双流化床气化技术进行了研究，并开发示范了中热值气化供气与发电装置；华中科技大学进行了流化床的气化研究；东南大学提出了串联流化床零排放制氢技术路线；同济大学进行了生物质固定床气化过程的研究。此外，哈尔滨工业大学、上海交通大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、江汉大学、华南理工大学、太原理工大学、河南省科学院能源研究所等单位也取得了一些特色性的研究进展。
nlc202309031317
我国是世界上开展沼气技术研究最早的国家之一。全国建有沼气池的农户在600万户以上，建成大中型沼气池460多座。大中型沼气池年处理有机废物3 000万t左右，其中主要是动物粪便和作物秸秆。目前，厌氧消化技术主要向以下几方面发展：一是大型化、工业化；二是开发以作物秸秆为主原料的厌氧消化技术；三是沼气的工业化应用。我国小型户用沼气技术已相当成熟，无论在技术上还是在推广使用上，均处于国际领先地位。但大中型沼气项目比较少，无法适应工业化的需求。北京化工大学在农业部的支持下，在山东省泰安市建立了我国也是世界上第一个以作物秸秆为“主”原料的大规模厌氧消化装置。建设9个反应器，总反应体积450 m3，年可消耗玉米秸288 t、牛粪360 t，其中，玉米秸秆的使用量占干物质总量的60%以上；年生产沼气69 120 m3，可为全村180户农户提供生活用能，同时还可生产出104 t有机肥料。该项目在技术上有两大重要突破：一是对难以生物降解的玉米秸秆进行化学预处理，明显提高了玉米秸的可厌氧消化性；二是利用太阳能加热反应器提高消化温度和效率，使反应器在春季和秋季实现中温消化，在夏季实现高温消化。结果显示，与一般的厌氧消化系统相比，该系统的消化效率和产气量可提高1倍以上。
我国开展作物秸秆液化技术的研究起步较晚。张全国等利用玉米秸秆液化技术制得生物焦油，它是由烃类、酚类、酸类、醛类、酯类等多种有机成分组成的混合物；蒸馏所得140～200 ℃轻质馏出物，各方面性能指标与车用柴油相近，可作为发动机燃料的替代品；而200 ℃以上重质馏出物可进一步加工制造焦油抗聚剂、抗氧剂、工业杂酚和生物沥青增塑剂等化学品。2004年，Song等利用热重分析法对玉米秸秆液化技术进行了深入研究，发现碳酸钠对液化过程有明显的促进作用。当碳酸钠加入量高于1.0%时，液化的活化能随之降低，差热质量分析曲线由2个峰变为1个峰；在3 mL/min水溶剂与25 MPa压力下对玉米秸秆进行液化时，其液化率可达95%以上，生物油的收率可提高到47.2%。徐保江等开发了作物秸秆液化制生物油旋转锥式生物质热解系统，该模型可为所需固体滞留期设计出适宜的反应器锥角、结构尺寸、热载体、粒径等工艺参数，提高了生物质油的收率和液化反应器的设计能力。
3 结论
生物质能应用技术的研究开发，在现阶段主要是从生态环境、环境保护的角度出发，从中长期来看，可弥补资源有限性的不足。因此，生物质能源开发利用的社会效益远远大于经济效益，需要国家的政策扶持和财力支撑，并制订相关政策鼓励和支持企业投资生物质能源开发项目。
我国有丰富的生物质资源，但人均资源相对偏小，因此，在生物质应用技术发展方向上，我国分散的能源系统应首先满足农村乡、镇、村不断增长的能量需求，重点解决居民生活用能，减少化石能源尤其是煤炭的使用。在经济条件较发达的乡村地区应大力推广木煤气化系统，同时推广成型燃料及专用取暖炉以取代煤炉取暖的小型锅炉，并着手研发专门使用生物质的直接燃料锅炉。
国家在科研项目安排方面，应给生物质能应用研究留一定的空间，强化生物质能化学转换中的催化降解、直接和间接液化机理，高产生物能基因及其变异性规律，生物转化微生物“杂交”等基础理论和应用研究，加强生物质研究领域的国际交流与合作，引进国外先进的生物质利用技术和设备，加快我国生物质开发利用的步伐，建立符合我国国情的生物质能开发利用结构体系。
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