生物技術的發展前景范文

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【關鍵詞】環境生物技術；治理應用；固體廢棄物處理

一、引言

環境生物技術是21世紀國際生物技術的一大熱點，兼有基礎科學和應用科學的特點，在環境污染治理中，主要利用微生物、少部分利用植物作為污染控制的生物，是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術，其處理污染物通常能一步到位，最終產物大都是無毒無害、穩定的物質。在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、環境污染的修復和重污染工業企業的清潔生產等各個方面，環境生物技術都發揮著極為重要的作用。

隨著細胞融合、基因工程、分子生物等技術的發展，環境生物技術得到了進一步的開發，研究領域不斷擴大，已成為一種經濟效益和環境效益俱佳的解決環境污染問題的有效手段之一。同時,隨著人們環境意識和生態概念的不斷加強,市場對生物技術、生物產品的需要明顯增多,政府也更加重視生物技術的發展，環境生物技術本身也將更加成熟。

二、環境生物技術

在廢氣及大氣污染治理中的應用采用生物技術控制和處理廢氣，將廢氣中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質，從而凈化空氣，是一項空氣污染控制的新技術。目前采用的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等，所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。

生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段，通常由一個裝有填料的洗滌器（吸收設備）和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應器（再生反應器）構成廢氣從吸收設備底部進入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經傳質過程進入液相，再進入微生物細胞內或經微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應池的底部進入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進入吸收設備進行頂部噴淋，吸收與再生兩個過程反復進行。該方法的特點是反應條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設備較多，需外加營養，成本較高，對溶解度小的化合物難以處理。

三、環境生物技術在水污染治理中的應用

環境生物技術中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法，通常被稱為生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復、生物塘和人工濕地技術等。

（一）生化處理技術

由于生化反應的過程、條件和參與反應的微生物種類的不同，生化處理技術可簡單地分為好氧與厭氧降解兩類，兩類生化反應的基本過程如下：好氧降解：有機物＋氧氣＋好氧微生物/酶水＋二氧化碳＋無機養分＋能量。厭氧降解：有機物＋厭氧與兼氧微生物/酶降解的有機產物＋無機養分＋能量。自20世紀70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應器被研制和開發出來，如厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧內循環反應器（IC）、厭氧折流板式反應器（ABR）和厭氧序列式反應器（ASBR）等。厭氧技術的應用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理，其特點是廢水處理和能源回收相結合，但出水水質難以達到直接排放的要求。

（二）生物自然凈化技術

生物自然凈化技術體系主要包括水體生物處理系統的生物塘（厭氧塘和氧化塘）和土地處理系統的人工濕地。生物自然凈化技術投資少，運行費用低，但占地面

積大，出水水質不易控制。生物塘以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生植物，利用植物吸收等方式帶走污染物以凈化水體。氧化塘中除選育合適的水生植物外，還增加了曝氣，以促進水體中生物的好氧降解。傳統的生物塘占地面積大，污水停留時間長，處理效率較差。目前通過培育高效水生凈化植物（水葫蘆、蘆葦、水萵苣等），建立組合曝氣、水生植物、水產養殖為一體的復合生態系統，增強了生物塘的處理功能，促進了水體生物處理技術的發展。

四、環境生物技術在固體廢棄物處理中的應用

利用生物技術處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農業廢棄物，主要方法是衛生填埋、堆肥和發酵沼氣。衛生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛生填埋場，填埋場下層應有不透水的自然隔水基質或人工隔水層，在填埋場設置排氣口和監測系統，每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤，并通過科學管理來恢復地貌和維護生態平衡。其原理是利用微生物將垃圾中的有機物分解。垃圾通過衛生填埋還可產生沼氣。

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關鍵詞：環境生物技術 污染治理 環境保護 發展前景

中圖分類號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

環境污染問題是當前世界所面臨的四大難題之一，我國也將環保作為基本國策之一，主要應用于環境污染治理的環境生物技術也得到了與時俱進的發展。生物技術作為高新技術之一已經具有悠久的歷史，而由環境工程技術與現代生物技術相互結合所形成的新興學科即環境生物技術只是在上世紀末期才在歐美發達區域萌芽，但其能在短時期內得到飛速的發展，成為了兼具環境效益、經濟效益并能有效解決當前復雜環境污染問題的方式之一。環境生物技術的核心是微生物學的過程，其主要研究內容有：污染物微生物的降解技術、環境污染的監控技術、環境友好材料生物的合成技術、污染場地生物的監測技術以及固體廢物的強化處理技術等，因此環境生物技術是現代生物技術在環境污染治理、監控以及監測等環節之中的重要應用手段。筆者主要從污染水、廢氣與固體廢棄物的處理與凈化、生物監測技術以及化學農藥污染清除等方面論述環境生物技術研究進展，并探討其在相關方面的發展前景。

2 環境生物技術的研究進展

2.1 污水的凈化處理

現代污水凈化處理技術便是運用微生物的新陳代謝功能將污水凈化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法以及自然生物處理法等。污水之中的有毒成分十分復雜，其包括各種氰化物、酚類、有機磷、有機酸、重金屬、醇及醛等，微生物通過自身的活動可以促使污水之中的有毒物轉化為有益的無毒物，從而有效清除污水的毒害作用。固定化細胞與固定化酶技術是生物凈化污水的酶工程技術，微生物細胞是固定化酶反應器，運用制備固定化酶的方式把微生物細胞加以固定則可催化一系列生化反應；固定化酶則可通過化學鍵合法或者物理吸附法將水溶性酶與固態的不溶性載體相互融合，使酶成為保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化細胞與固定化酶可有效地對廢水之中的無機金屬毒物及有機污染物進行凈化處理。我國運用固定化細胞技術來降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉的凈化技術取得進展，對于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均處于90%以上。除此之外，美國從土壤中分離的厭氧菌能夠有效地將毒性較強的化合物轉化為乙醇及醋酸鹽等化工原料，還利用氰化物細菌來進收集水中的銅、鋅等重金屬，使水凈化之后得到循環利用。

2.2 廢氣的凈化處理

氣態污染物的生物凈化主要先有氣相到液相的轉換過程，再在液相中利用微生物對其進行吸附降解，而其纏上的代謝物則溶入液相、析出至空氣中或者成為細胞代謝能源或者細胞物質。近期來，生物技術對廢氣的凈化處理方法有將煤的物理選煤技術之一的浮選法與微生物處理技術相互結合，進而將黃鐵礦與煤進行分離而實現脫硫的目的。荷蘭與德國運用生物膜過濾器凈化含硫化氫的廢氣，控制率高達90%以上；捷克斯洛伐克于上世紀末在其北部的煤礦中用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫，平均能夠脫去23.4%的有機硫以及78.5%的無機硫；美國運用CB1菌株能夠成功地脫離18%-47%的有機硫，都是生物技術研究進展中廢氣凈化處理的成功實例。

2.3 固體廢棄物生物處理技術

固體廢棄物主要來源于城市生活、農業生產以及污水處理后的剩余污泥。目前為止，固體廢棄物生物處理方式主要有掩埋、囤積、焚燒以及利用生物技術等，其中生物技術能夠將固體廢棄物進行資源化、無害化以及減量化的處理，培養微生物使廢渣轉化為含氨基酸及蛋白質的有益物質，從而使其變為有利于農田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一種可分為厭氧發酵法與需氧性堆制法的堆肥方法，厭氧發酵法包括高溫生物發酵法以及沼氣發酵法，主要是利用厭氧微生物造肥使得固體廢棄物無害化；需氧性堆制法是在通氣的條件下依靠需氧性微生物活動的高溫堆肥方式，例如設置堆肥工廠對城市垃圾廢料進行集中處理并使其在高溫環境之中進行發酵。

2.4 生物監測技術

傳統的環境生物技術的監測方法主要有：利用發光細菌快速地監測環境有毒有害物質、Ames實驗監測物質的致癌性及突變性、通過水中藻類生物種類數量的測定來進行物質的酶性監測以及水質監測以及利用糞便污染指數及細菌總數來對水質進行監測等。上述生物監測技術在檢驗的標準以及操作模式上已逐漸成熟，而隨著環境生物技術的不斷發展與進步，多種分子工具也被運用到生物的監測技術之中，主要有核酸探針、生物芯片與生物傳感器、生物免疫檢驗、病毒監測、PCR以及單細胞電泳等，這些監測方法具有靈敏、快速、試驗周期短以及特異性較強的優點，因此被廣泛應用于環境生物的監測技術之中。

3 環境生物技術的發展前景

3.1 完善環境污染治理

環境生物技術處理污染物的產物多數穩定持效、無毒無害，并且有效地避免了污染物的多次轉移，使得污染的資源得以重新利用并強化環境的自凈能力，因此環境生物技術以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及無二次污染的優點成為了當今世界環保應用中最為廣泛及重要的技術。環境生物技術在污染治理方面的完善在初步階段已取得發展，但在深入工程階段還存在較大的進步空間，活性污泥法與生物膜法相互結合、厭氧與好癢工藝技術相結合的污水處理技術，無害無毒化的生產工藝以及完善高效的自動化系統是今后環境生物技術在污染治理方面的主要發展方向。除此之外，高活性脫硫菌種的研制與培養、微生物脫硫技術對廢氣處理的運用還需配合清潔生產技術的研究，并考慮到充分利用微生物降解產物的有效途徑，從而為人類生活提供更多能源。

3.2 加強生物檢測手段

隨著科技的發展進步，環境生物污染的檢測應向更全面、更快捷及更靈敏的方向發展，分子生物技術可以分析污染的來源、探索環境污染物質的轉化及降解規律以及檢測污染致突變的原因，其將在研制開發生物傳感器方面發揮強大的作用。生物傳感器可以有效地滿足對環境實際情況實施連續自動的需求，并可判斷環境污染發展的趨勢，從而盡早地采取預防措施。

3.3 與其它技術相結合

環境生物技術與其他科學技術之間的相互結合可有效地提升處理效率及增強處理效果，與此同時，電子計算機的使用也能為生物技術處理工藝實現自動化，還可有助于數學模擬研究的發展。例如將聲、光、電與生物處理技術相結合對有毒有害高濃度難降解的有機廢水進行處理可以取得良好效果，電化學的高級氧化、光催化氧化以及輻射分解等都是生物技術與其他技術之間相互整合開發的新型處理技術，而這些工藝與設備組合的模塊化轉變是環境生物技術發展的新方向。

4 結語

綜上所述，環境生物技術在自然界環境中發揮強大的凈化功能的同時，還對改善現時環境污染難題以及提升世界整體環境質量水平起到了不可或缺的作用。隨著當前世界經濟不斷的發展以及環境污染治理的需求，環境生物技術的成果已逐漸地滲透進產業化與商品化的發展之中，各國對生物技術在環境領域內的運用開展了規模巨大的科研活動，并成功地研究開發了諸多環境生物技術及其產品，并被廣泛地應用于各項環境污染治理問題之中。環境生物技術具有非常廣闊的市場前景，在未來的社會發展中將發揮出愈來愈重要的作用。

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酶聯免疫吸附試驗也是一種在現代生物技術之上發展而來的疫病的診斷技術，其英文翻譯為Enzymelinkedim-munosorbentassay，因此其英文簡稱為ELISA，目前主要應用在生物體液的微量物質的檢測過程中，具有很好的檢測效果。其檢測或是診斷的一般過程為，先將抗原或是抗體或是抗原吸附在固相的載體上，然后再對于固相載體進行染色，染色劑采用的是免疫酶，最后根據實際的染色效果進行判斷。目前ELISA在豬傳染性胃腸炎、牛副結核病、牛傳染性鼻氣管炎、豬偽狂犬病、藍舌病等的診斷中已為廣泛采用的標準方法。

2現代生物技術與獸藥的發展

2.1現代生物技術與疫苗

現代生物技術的核心技術就是DNA重組技術，因此其直接進行操作的對象就是細胞機體或是基因、遺傳物質。近些年，克隆技術的不斷發展為畜禽類的疫苗的開發和研制奠定了良好的發展基礎，疫苗不僅可以減少人類很多疾病的發生率，而且對于畜禽類的疾病預防也會起到很好地作用?；诂F代生物技術基礎之上的基因疫苗對于當前的獸藥的開發以及增加牲畜的免疫抗性是具有極大的可行性和應用前景的。

2.2現代生物技術與生物制藥

現代生物技術的一個很重要的方面就是生物制藥，這對于獸藥的研制也是非常重要而又具有很好的應用價值的。生物制藥主要分為兩類，天然生物藥物和基因工程藥物。天然生物藥品：這類藥物的主要是利用生物體、生物組織或其成分，綜合運用微生物學、物理學、藥學和生物學的原理與方法制造的用來預防、診斷或治療的生物制品?；蚬こ趟幬铮褐饕抢弥亟MDNA技術生產的多肽、蛋白質、酶和細胞生長因子等。激素類、可溶性細胞因子受體類、細胞因子類是其主要的種類。

3結束語

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【關鍵詞】生物技術;食品工業;應用

生物技術能夠實現產業、社會、經濟和生態效益的統一。食品工業正向著全面深入運用生物工程技術結合設備化、智能化以及低耗高效系統工程的方向發展。生物技術包括傳統生物技術和現代生物技術。生物技術生物工程在21世紀發揮了越來越重要的作用，在生物技術快速發展的過程中，生物技術在食品中的應用得到了人們的廣泛關注。但同時，生物技術在應用過程中產生的一些安全性問題也需要引起重視。

一生物技術在食品工業中的應用

在食品加工行業，動物和植物是基本的原料。我們知道，如果原料的品質較好，那么它在貯運加工中的性能就較好，且產品質量能夠得到保障。生物技術在動植物原料和材料品質的一個重要應用是機械能改良，其本質是通過DNA重組技術，采用DNA分子克隆對蛋白質分子進行定位突變的所謂蛋白質工程。經過該工程處理之后，食品的營養價值更高，食品的加工性能更好，其科學價值極大，且應用前景是非常廣闊的。第一，生物技術在動物原料和材料品種改良中的應用。近年來，生物技術在動物原料和材料品種改良的應用發展很快，這種改良對于食品工業發展的推動作用較大。在基因工程中，生產得到的動物生長激素能夠使動物的發育和生長速度加快，從而縮短動物的生長周期，改變動物的營養品質。一個典型的案例就是把豬生長激素注入豬的體內，降低豬的脂肪含量，這樣就有利于對肉食品質進行優化和改善。又如，在牛乳的加工中，牛奶容易發生沉淀。如果使用基因操作，增加K—酪蛋白編碼基因的拷貝和置換，那么就可以使牛奶的磷酸化程度增加，這樣就可以使牛奶熱穩定性更強，還能防止煉乳凝結現象的產生。第二，生物技術在植物性食品中原料和材料品種改良中的應用。利用基因工程的培育功能，可以使植物的性能更好，比如抗高溫、抗病毒、防蟲害等。培育少脂肪的油料作物，多蛋白、富含某些營養素等優質主食（大米、小麥等）作物，提高作物的營養成分。當今，很多國家在這方面進行了深入研究。比如，對馬鈴薯進行基因改造，可使固形物的含量增加；大豆在基因改造之后，可以提高不飽和脂肪酸的比例，從而提升食用油的品質。為了使谷物蛋白質中氨基酸含量更高，生物工程學家可以使用基因工程，提高谷物蛋白的營養價值。這樣一來，就可以降低我國農業生產的負擔。目前我國已有越來越多的農民不再務農，大量的農田被荒廢，其中很大一部分原因是因為農作物生產的效益太低。如果能夠對農作物進行基因改造，使單位面積的農作物產量提高，也許能夠使該問題得到緩解。第三，生物技術在保健食品中的應用。目前，隨著人們對保健食品需求的增加，人參、西洋參、長春花、紫草等植物的細胞培養發展潛力增加。所謂植物細胞培養技術，其本質是一種無菌培養技術。該技術把植物組織、感官或細胞在特質的培養基進行培養，最終得到所需要的生物產品。細胞工程大量控制性的培養技術在免疫球蛋白以及生長激素的生產中應用廣泛。在具體的生產過程中，通常是基因工程技術重組分子，對動物細胞進行培養，實現批量生產。

二生物技術在食品工業中的應用前景分析

1.充分利用生物資源，研發新型生物技術產品

在我國輕工業食品的產業發展規劃中，未來發展的總目標是要充分利用生物資源研發新型生物技術產品。通過把現代生物技術跟食品技術結合起來，對新型生物技術產品進行研發。其中，重點研究領域包括這幾個方面：新酶品種開發及其應用、遺傳育種、生物法替代化學合成，生產安全性能更好的食品添加劑；使用生物技術深度加工原料，在這個過程中，需要保障對環境產生的污染最低化。另外，在食品加工產業發展的過程中，我們發現生物技術產物的分離提取水平不高，這也是其中一個瓶頸，因此，我國應當重視這方面技術的研發。另外，在監控生產方面，可研發功能更加完善的生物傳感器。

2.生物技術推動經濟、生活及應用科學的發展

在對生物技術逐步深入研究的過程中，生物技術對經濟和生活中的改變是我們能夠感知到的。世界上有很多國家把食品工業中的生物技術作為重點發展對象。在食品資源改造以及生產工藝改良方面，生物技術提供了極大的方便。另外，生物技術在加工產品包裝，以及儲存和運送、食品檢測等領域的應用前景非常廣闊。生產基因工程食品從預言變為了現實。在生物技術發展的過程中，為基因重組技術的發展與進步帶來了巨大的推動作用。另外，生物技術在全球社會發展重大問題上能夠起到積極的作用。比如，糧食短缺問題和生態環境惡化問題在生物技術的幫助下，這些問題正在逐步得到緩解。

3.發展生物技術被國家列入國策是大勢所趨

最近幾十年來，國外一些發達國家，比如美國、日本等國家的生物技術對經濟發展的促進作用是有目共睹的。我國把生物技術作為高新技術中的第一位，對生物技術給予了高度重視。在生物基因工程技術的幫助下，食品更加豐富、更加健康營養，品種更加多。我相信，在不久的將來，生物技術將給食品工業帶來巨大的改變。綜上，隨著生物基因工程的發展，農業將會發生巨大的變化，農業生產能夠得到產量更高的糧食作物。在未來，生物技術將增加食品的種類，提高食品的營養價值；在安全性方面，生物技術可以提供對人們更加健康安全的食品；在環境友好方面，生物技術有利于食品工業的長久發展。生物技術在食品工業中的應用范圍非常廣泛，本文介紹的內容只是冰山一角。*作者單位：張易葳，湖北省宜昌市葛洲壩中學。

參考文獻

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[關鍵詞] 生物技術 畜牧獸醫 應用

[中圖分類號] S8-1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）01-0242-01

隨著DNA重組技術等生物技術的快速發展，生物技術產品被廣泛應用于飼料工業、畜禽疾病控制、動物生產等領域，并在其中發揮著巨大的作用，有效的提高了畜禽的生產能力、飼料的產量和質量，減少了畜禽疾病的發生率和死亡率，改善了環境污染。生物技術在畜牧獸醫領域中的應用主要有以下幾個方面。

一、生物技術在動物育種中的應用

動物育種中廣泛應用的生物技術主要有轉基因技術、動物克隆技術、DNA重組技術以及胚胎工程技術等等。運用現代生物技術進行分子育種可以有效的改善傳統育種方式中的培育周期長等問題，大大的加快了育種的進展，提高了育種的質量。比如，利用生物技術可以把特種功能的基因簇或者是單個基因插入某個生物品種的基因組中，并成功表達，再運用相關的生物技術進行診斷和檢測，選擇出能夠達到預期標準的小組，不僅可以有效的提高育種的準確性，加快育種的速度，還能提高畜牧品種的生產能力和經濟性狀。

二、生物技術在操縱動物生產中的應用

生物技術操縱動物生產主要表現在運用相關生物技術對動物原有的內在和環境系統進行目的性的干預，使動物機體所達到的新的代謝平衡向人類期望的方向移動。比如，通過生物技術人工合成的生長激素，可以達到和動物天然的生長激素相同的作用，可以有效的促進動物的生長，降低動物的采食量，并且對動物及人類健康都不會產生不良影響，有效的促進了畜牧業的發展。

三、生物技術在防治與診斷動物疫病中的應用

在防治動物疫病方面，運用生物技術培育的基因工程獸用疫苗與常規疫苗的生產相比生產周期更短，疫苗的種類更多，效果更強大，并且降低了由于殘毒和污染而造成的生物污染的機率。常見的有預防禽痘病毒的活病毒載體重組疫苗、基因缺失疫苗、核酸疫苗等等。在畜禽疾病診斷方面，隨著生物技術發展而產生的限制酶分析法、免疫印跡法、核酸探針法以及聚合酶鏈反應法等多種分子生物學的診斷方法都是畜禽疾病有效的診斷方法。

四、總結

生物技術是一門神奇而復雜的綜合性技術，生物技術應用在畜牧獸醫領域中，不論是在動物育種、動物生產、動物疫病的防治與診斷，還是在新生物制品和制劑的研制上，都發揮著重要的作用，生物技術為畜牧獸醫領域的發展有著巨大的推動作用。

參考文獻

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【關鍵詞】環境污染 生物技術 應用 前景

中圖分類號：Q933

1我國生態環境的現狀

我國生態環境污染日趨嚴重，如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農用地膜污染、農用化肥和農藥污染等，造成水資源嚴重短缺，土地荒漠化日益加劇，森林覆蓋率劇減，草場嚴重退化。生態環境的惡化，時刻威脅著人們的生命財產安全，疾病發病率也迅速提高。因此，必須積極發展高新技術，如現代環保生物技術等，采用防治結合的方式，解決當前的環境危機，維護生態平衡，已迫在眉睫。

2環境生物技術簡介

生物技術是建立在生命科學的基礎上，通過直接或間接的方式利用生物或生物有機體的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生產工藝或能夠高效凈化環境污染，同時又能生產有用物質的工程技術。主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程、染色體工程、生化工程等。生物技術在環保領域發揮著越來越重要的作用，正衍生出一門新興的學科與技術，即我們所說的“環境生物技術”，亦稱“環境生物工程”。其特點如下：

2.1 實現對污染物的循環利用

對垃圾廢棄物的降解生成的產物或副產物，一般都可重新利用。這樣，可把污染降到最小程度，不僅可解決長期污染的問題，還實現了對固廢的循環利用。

2.2安全可靠、效果明顯

利用發酵工程技術治理，產生的物質基本屬于穩定無害的物質，常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且，多數都是一步到位，無二次污染。因此，該技術既安全、徹底又高效。

2.3簡化流程，節約成本

生物技術是建立在酶促反應基礎上的生物化學過程。酶作為生物催化劑，實質是一種活性蛋白質。一般在常溫常壓或近乎中性的條件下即可發生反應。因此，絕大部分生物治理對環境條件要求不高，并可就地實施。

3.環境生物技術在三廢處理中的應用

3.1在廢水處理方面的應用

廢水中含有許多有毒有害物質，比如，酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇、蛋白質等。廢水生化處理經近百年的發展，現已形成了許多新工藝、新技術。通過生物技術治理廢水，主要借助微生物的降解作用完成。它分為耗氧降解技術與厭氧降解技術兩種。耗氧降解技術又分為：活性污泥法與生物膜法。目前，采用較多的是固定化酶與固定化細胞技術，它屬于酶工程技術。固定化酶又稱為水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法，導致水溶性酶和固態的不溶性載體結合起來，從而使酶不再溶于水。微生物細胞猶如一個天然的固定化酶反應器。微生物細胞的固定可采用制備固定化酶的方式。對于污水中的多種污染物，均可通過固定化酶或固定化細胞進行治理。國內外有很多這方面的成功案例。

3.2在廢氣凈化方面的應用

廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術高效凈化廢氣也成為重要的研究課題。目前采用的方法包括生物過濾、生物洗滌、生物吸附和植物修復法等。常用的生物反應器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據微生物在廢氣處理過程中的具體形式，分為兩大類：生物吸附法與生物過濾法。前者可治理含胺、酚和乙醛等氣體，后者可降解惡臭性廢氣。植物修復技術是把太陽能作為動力，依靠植物的同化作用達到凈化氣體的目的。它屬于一種綠色技術。現在，全球都有很多成功處理廢氣的案例。美國利用微生物作用來凈化工業惡臭氣體，效果明顯，且還不會出現二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術可除掉超過90%的硫化氫。我國相關學者也在此方面取得了不錯的成果。比如，利用生物膜填料塔處理橡膠再生脫硫過程中產生的低濃度的有機廢氣，經試驗表明，該方法是可行的，若相關條件控制適度，凈化效果顯著，凈化率可超過90%。相比原有的廢氣處理方法，生物技術法有著很多優勢：節約成本、效果好、安全可靠、沒有二次污染等。

3.3在處理固廢方面的應用

工農業生產、城市建設與日常生活都會產生很多固體廢棄物。傳統固體廢棄物的處理方式，不僅浪費資源能源，還會污染環境。利用生物技術處理城市生活垃圾和農業廢棄物，不但可以把這些廢棄物變為優質的有機肥料，實現廢物的資源化，更有利于生態環境的良性循環。常見的處理方式包括衛生填埋、堆肥和發酵制沼氣等。

4.環境生物技術在環境污染修復中的應用

4.1污染土壤的生物修復

隨著農業的發展，各種化學殺蟲劑、農藥被大量使用。而這些農藥很多都會殘留在土壤中，。尤其是那些極難降解的農藥給生態環境造成難以估量的損害。通過相關生物技術處理，可以把這些污染物質進行有效分解，生成水與CO2。不僅不會造成對環境的破壞，還能防止出現二次污染。但是是分解周期較長，不符合農業生產的需求。重金屬屬于土壤污染中重要的污染物。重金屬污染的生物治理機制是：借助生物作用（酶促反應）導致重金屬的化學形態改變，將其固定在土壤中，或減輕其毒性。這樣，可有效制約重金屬在土壤中的移動。通過生物的吸收、代謝作用后，會進一步固定重金屬或減小其毒性，從而凈化土壤。此外，生物修復污染土壤的過程中，還能提高土壤有機物的數量，調動相關微生物的活性，從而優化土壤生態結構。同時，還能強化對土壤的固定作用，避免土壤受到風蝕、水蝕的破壞，預防水土流失。

4.2.水體生物自然凈化技術

環境生物技術中通過植物吸收達到凈化水體與土壤的方法被稱為生物自然凈化技術。分為生物塘與人工濕地兩種。前者把太陽能作為初始能源，利用塘中植物的同化作用將水中的污染物吸收掉，從而凈化水體。生物塘中可栽植的高效凈化植物有水葫蘆、蘆葦、水萵苣等。同時，還應構建集組合曝氣、水生植物、水產養殖一體化復合生態系統，進而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態系統中的物理、化學、生物等作用達到對水體的凈化作用。由于人工濕地處理系統出水水質較好，可用于飲用水源的處理，并且所需成本也比常規處理方法要低。

4.3白色污染的治理

采用生物技術治理可從兩方面入手，一是篩選具有降解塑料與農用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分離克隆出帶有降解功能的基因，再將其植入到特定的土壤微生物內，如根瘤菌。這樣，既能發揮兩者各自作用，還有利于加快對塑料垃圾的降解速度。此外，還應重點對預防白色垃圾技術進行攻關與研發。個別微生物可以生成一些高分子化合物，類似于塑料，被稱為聚酯。為進一步節約成本、提高產量，人們正致力于通過DNA重組技術，試圖改造某些微生物。比如，當前一個重點研究課題就是通過微生物發酵生產聚-β羥基烷酸（PHAs），相關研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產菌種。通過把PHAs重組菌發酵后，積累數量眾多的PHAs，再添加一些信號物質，從而生成裂解蛋白，然后細胞壁被破壞，PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程，達到節約成本的目的。

4.4降解廢水中微量油脂

含油廢水屬于一種量大面廣的污染源。廢水中的少量油脂并不能通過原有的物理或化學方法處理掉。上海交大生命科學技術學院和日本日立化成公司合作，從5種活性污泥或土壤中馴化分離出六種菌，分析了它們在低溫條件下對低濃度植物類油脂的實際降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，發現兩種菌的除油效果很好，除油率高達92.80% 和95.49%，相關特性還有待進一步研究。

4.5化學農藥污染的消除

經統計資料顯示，每合成一噸農原藥需消耗3-4噸化工原料，多余的原料作為未反應物或中間副產物隨水排出，每年數百家農藥廠排出的廢水上億噸，危害極大。中科院成都生物所經過反復試驗，終于找到了解決處理農藥（樂果）廢水的方法。他們將高效微生物菌種用于SBR設備處理有機農藥廢水，效果顯著，使有機磷轉化率達96-99%，其技術指標達到了相關排放標準。一般情況下施用的農藥化肥約有80%的殘留，特別是難降解的氯代烴類農藥，給生態系統帶來了極大的滯留危害，必須依賴基因工程構建的高效菌種來進行處理。但要想徹底消除化學農藥的污染，還必須全面推廣生物農藥。生物農藥是指由生物體產生的具有防治病蟲害和除草功能的一大類物質的總稱，大多是生物體的代謝產物，主要有微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。

5.環境生物技術在環境監測方面的應用

應用在環境監測領域的生物技術主要有以下幾種：①監測水質，利用細菌的數量、某些糞便指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②檢測物質致突變性和致癌性，通常使用鼠傷寒少門氏菌來檢驗。③通過發光細菌對環境中的毒物進行檢測，速度較快。④根據對水中藻類的生長情況測定，對水質進行監測或檢測某些物質的毒性。近年來，國際上在這一領域的重點研究對象包括PCR技術（應用聚合酶式反應技術）、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術可用于當前還無法培養的微生物檢測，一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環境標本的細胞檢測。

隨著今后技術的不斷完善，對于水質的檢測，核酸探針與PCR技術極有可能取代現在的常規微生物檢測方式。此外，生物酶法具有良好的發展潛力，它適用于快速檢測與現場測定。生物傳感器具體有酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器，通過酶、微生物、抗原、抗體等生物材料作為分子識別元件，從而把外部對其理化特性的影響轉化為電磁信號。它可用于對特定污染物的快速檢測，并且操作簡便、結果精確。

5環境生物技術現狀及前景展望

5.1現狀

環境生物技術雖有諸多優點，并能有效解決各種污染問題。但實際應用中依然存在種種局限：

①反應速度較慢，并且需要大型的反應器，需占用過多的土地面積。

②對于原水水質有著十分嚴格的標準，不然，不利于微生物的生長。

③運行過程中會發生一些問題，如污泥膨脹或流失，余下的污泥也不易處理。

④通常的微生物也極難解決人工合成物，尤其是難生物降解的污染物。

⑤實驗室有可能泄漏某些活的有害菌體。大規模的微生物應用會給生態環境帶來潛在的風險。

5.2發展前景

5.2.1各種新工藝新方法不斷涌現

比如，國內有關專家利用高效反應器治理印染廢水時，結合三種新技術，以提高生物處理效率。即在厭氧流化床中加入高效的脫色菌，通過聚集-交膠固定法，把脫色菌固定到活性污泥中。再在反應器中加入磁粉以構成穩恒弱磁場，從而對微生物產生正的磁生物效應以加快生化反應速率。此外，還有利用基因工程克隆生物生長基因控制植物生長、構建高效的細菌來治理各種污染問題，以及利用遺傳工程處理農業固廢中難降解的五碳糖等等新技術。

5.2.2綜合利用

為了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同時，讓資源得到充分利用，生物治理技術也更趨向綜合性利用，如利用降解后形成的微生物菌體、微生物體內酶、有關代謝產物、或其產生的能源。當前，“沼氣田”發電是比較成熟的生物技術，投資少、成本低、使用管理方便，正受到很多國家的推崇。英國有的污水處理廠采用乳酸細菌降解農用工業垃圾生成乳酸。

5.2.3和其它現代科技有效結合

近年來，現代科技的發展特別是IT技術的快速發展，促使生物治理技術取得了極大的進步。生物處理工藝正實現自動化控制，并且，生物技術方面正積極開展數學模擬研究。據有關報道顯示，目前已研制出電子計算機輔助系統。該系統分為分析程序與處理程序，進一步降低了廢水處理廠設計方面的難度。隨著自控技術的發展，連續性運行的大型氧化溝也隨之產生。

5.2.4重點研究極端微生物與超級工程菌

極端微生物是指在一般生物無法生存的條件下能生存的生物。比如在高溫、高酸、高堿、高壓、高鹽、低溫等極端條件。這類微生物具有特殊的生理機制，有很高的環保應用價值。Whyte等經研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烴、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等發生礦化。隨著技術的進步，對現有微生物的有效改造，不斷研發出新的具有特殊功能的微生物。通過質粒工程技術，把分別降解芳烴、多環芳烴等的質粒接合到降解酯烴的細菌體內，形成一種“超級菌”。這種細菌在治理石油污染方面有著很好的應用前景，可以把60%的烴分解。同時，相比一般菌種，其幾小時就能達到一般菌種凈化一年左右的效果。

5.2.5轉變觀念，從治理轉向預防

目前，隨著環境問題的日益突出，世界各國都意識到環境保護的重要性。生物技術的發展也會從單純地治理過渡到防治結合，以預防為主，最終實現清潔生產。比如，生產微生物農藥、源于微生物體又能生物降解的表面活性劑等。今后還可應用于諸多領域，如洗滌劑制造、油類回收處理、感光乳劑穩定、植物病害防控、細胞破碎、微生物的快速測定等方面。目前，正嘗試通過基因工程技術把PHBV基因植入某些植物體內，實現從植物體內獲取塑料，從而解決嚴重的塑料污染難題。

5.3.展望

隨著全球環境的日劇惡化，使人類的生存和發展遭到了一場前所未有的挑戰，迫使人們進行一場‘環境革命’來振救人類自己。這場環境革命的意義就像18世紀的工業革命一樣重大，而且需要更深入和徹底。在這場革命中，借助現代生物工程技術解決環境問題，縱然有其巨大的發展潛力與優勢，也還存在諸多局限與不足，所以，面對環境危機日益惡化之勢，不僅要建立健全相應的環境規劃、法規、資金投入等生物技術良性應用環境，鼓勵、資助研發更新更高效的環境生物技術，并使之得到產業化與商品化發展，還要把生物技術和其它各種相關技術有效地結合起來，才能切實有效解決當前困擾世界各國的生存危機的問題。

【參考文獻】

[1]劉涵戈 淺談生物技術在環境保護中的應用 新教師教學 2011，（1）河南省項城市，河南，項城，466200

[2] 謝丹麗1 雷鳴2 生物技術在環境保護和污染修復中的應用 環境保護科學 2007，33（5）1. 中南大學湘雅二醫院污水處理中心 長沙 410007； 2. （湖南農業大學資源環境學院 長沙 410128

[3]張偉鋒 現代生物技術在環境保護工作中的應用 綜合論壇2011 新密市環境保護局河南鄭州452370

[4]郭顏偉 生物技術在環境保護工作中的應用探討 科技傳播 2011（11）新鄭市環保局，河南新鄭 451100

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[關鍵詞]西藥制藥；生物技術；制藥；應用

中圖分類號：G276 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）25-0266-01

近年來，生物技術、制藥技術的聯合日趨全球化，在整個制藥生產當中居于首位。就以現代化西藥制藥生產技術而言，它在應用的過程中取得了優異的成績，為制藥行業的進步做出了巨大貢獻。以生物制藥技術為主的制藥工藝應用不僅為人類解決目前存在病癥提供了技術指導，也有效的消除了營養不良、延長人類壽命，提高生命質量。

1.生物制藥技術現狀

當今社會經濟發展中，生物藥品的開發與消費數量驚駭世俗，其開發資金也十分的巨大。就改革開放至今，我國生物制藥技術總體投入了100多億人民幣，無論是在技術上還是設備上，都投入了相當大的精力。在目前的生物技術應用工作中，其主要是從基因工程、酶以及細胞固定化技術和細胞工程等方面入手的。

1.1 基因工程

在當今的生物研究當中，激素以及多性因子是調節人體生理代謝和技能的主要物質手段，其活性強、臨床效果十分的明顯。但是這些物質在自然界中十分的稀少，從人體以及動物體重大量的攝取難度極大、來源限度極為嚴格，在供需矛盾上存在著嚴峻的缺陷。而在現代化生物制藥技術當中，其為臨床工作的開展提供了廉價、高效的藥品，為人們身體健康做出了重要指導。胰島素作為治療糖尿病的主要激素之一，它在提取的過程中存在著資源匱乏、價格昂貴的特性，而利用基因工程則有效的解決了這種現象，并且有效的實現了生物制藥技術的發展流程和要求。

1.2 酶和細胞固定化技術

微生物在轉化成為酶或者細胞固定化技術的過程中，這一技術已經廣泛應用在各類制藥工藝當中，逐漸彌補了酶中存在的不足，在制藥領域的應用中極為顯著，其無論是優勢還是在制藥模式上，都出現了翻天覆地的變化。生物制藥技術在目前的應用中，最為常見的技術體系包含了固定化細胞、特別為生物等等。

1.3 細胞工程

細胞工程是生物工程領域中最受歡迎的一項，也是最為關鍵的技術體系之一，它的應用為藥物資源開辟、微生物原料利用提供了充足的技術指導，為保護生態平衡發揮出至關重要的意義。時至今日，無論是在西醫還是中醫方面都有所涉及，其重要方面的應用數量高達90%以上，而西藥更為常見，幾乎涵蓋了西藥生產各個領域，為西藥生產技術的發展指明了新方向。

2.生物技術在西藥制藥工程中的應用

近年來的社會發展中，生物制藥技術經過二十多年的努力已經創造出了許多重要的臨床治療藥物，其年銷售額更是高達70多億。就生物技術的應用進行分析，它在西藥制藥生產中的應用不僅為需要生產打下堅實基礎，更是為西藥功能的發揮提供了更高效的技術水準。

2.1 生物制藥技術在腫瘤藥物中的應用

近年來，就全球各種疾病引發的死亡數量進行分析，因為腫瘤而引起的死亡率高居榜首，就我國而言，每年所診斷出的腫瘤人數高達百萬以上，因為腫瘤病癥而死亡的人數高達50萬。就我國每年就腫瘤藥物的研究費用高達一百五十多億。其中腫瘤作為多種機制導致了復雜的疾病，現在就早期診斷、手術、治療等手段的選擇上，更是呈現出翻天覆地的變化。我們可以預計，在未來十多年時間里腫瘤藥物會迅速的增多。如果在利用的過程中將其進行綜合研究和分析，其整個工作在擴散的過程中都是以下系統化、全面化進行的。在目前的當今社會發展的過程中，整個工作流程的應用都是整個腫瘤治療制劑中最多的一項，它也很快得到廣泛的應用。

2.2 神經藥物

神經系統藥物在利用生物技術治療老年癡呆、腦中風等多種藥物體系，在應用和研究的過程中它包含了胰島素生長因子等多種新藥物的選擇。目前，已經在許多醫院的臨床診療工作中得到重視。用于治療末梢神經炎和腦萎縮硬化癥的神經生長因子（NGF）以及腦源神經營養因子（BDNF）都開始Ⅲ期臨床試驗。全國每年中風患者大概60萬，每年死于中風患者達15萬。現在有效治療中風癥的藥物不多，特別是很少有可治療不可逆腦損傷的藥物，CerestaL已被證明能對中風患者的腦力有顯著改善和穩定作用，已經進入Ⅲ期臨床試驗。

2.3 免疫性藥物

很多疾病都是由于自身免疫缺陷引起，如紅斑狼瘡、哮喘、多發性硬化癥、風濕性關節炎等。我國風濕性關節炎患者多達4000多萬，每年花費巨額醫療費，很多制藥公司正對這類疾病進行研究。如Genentech公司研制出一種治療哮喘的單克隆人源化免疫球蛋白E抗體，進入了Ⅱ期臨床試驗。美國Cetor’s公司開發出一種用于治療風濕性關節炎的TNF-α抗體，治療的有效率達80%。有些公司運用基因療法治療糖尿病，治療方法是把胰島素基因導入到糖尿病患者的皮膚細胞，然后把這些細胞注入人體，讓這些工程細胞可以進行全程胰島素供應。

2.4 冠心病治療藥物

我國每年有接近一百萬人死于冠心病，每年都要花費高額的治療費。未來10年，防治冠心病的藥物將推動制藥工業迅速發展。Cen-tocor′sReopro公司利用單克隆抗體對冠心病引起的心絞痛治療以及對心臟功能的恢復取得了成功，這標志著誕生了一種新型冠心病治療藥物。隨著基因組科學的建立以及基因操作技術的迅速發展，目前基因治療與基因測序技術正在進行商業化開發，推動了治療學的發展。利用轉基因技術構造轉基因動物和植物，都以實現產業化開發，以轉基因綿羊為載體生產蛋白酶ATT抑制劑，來治療囊性纖維變性和肺氣腫疾病，進入到了Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗。

3.生物技術在西藥制藥中的應用前景分析

今后10年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。

4.結束語

綜上所述，隨著現代生物制藥技術的不斷研發與應用，在西藥制藥中如何合理、科學應用生物制藥技術，將成為影響現代西藥制藥行業發展趨勢的重要因素，也是提高整體醫藥生產水平和工藝的關鍵。 [科]

參考文獻

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1　分子生物技術概述

分子生物技術也稱之為生物工程，是現代生物技術的主要標志，它是以基因重組技術和細胞融合技術為基礎，利用生物體(或者生物組織、細胞及其組分)的特性和功能，設計構建具有預期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結合進行生產加工，為社會提供商品和服務的一個綜合性技術體系，其內容包括基因工程技術、細胞工程技術、DNA測序技術、DNA芯片技術、酶工程技術等。現代分子生物技術的誕生以70年代DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用為標志，迄今已走過了30多年的發展歷程。實踐證明在解決人類面臨的糧食、健康、環境和能源等重大問題方面開辟了無限廣闊的前景，受到了各國政府和企業界的廣泛關注，是21世紀高新技術產業的先導。醫學領域是分子生物技術最先登上的舞臺，也是目前現代分子生物技術應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。據統計，國際上分子生物技術領域所取得研究成果的60%以上集中在醫學領域。

2　分子生物技術在醫學領域的重要應用

2.1　分子生物傳感器在醫學中的應用

分子生物傳感器是利用一定的生物或化學固定技術，將生物識別元件(如酶、抗體、抗原、蛋白、核酸、受體、細胞、微生物、動植物組織)固定在換能器上，當待測物與生物識別元件發生特異性反應后，通過換能器將所產生的反應結果轉變為可以輸出、檢測的電信號和光信號等，以此對待測物質進行定性和定量分析，從而達到檢測分析的目的。分子生物傳感器可以廣泛地應用于對體液中的微量蛋白、小分子有機物、核酸等多種物質的檢測。在現代醫學檢驗中，這些項目是臨床診斷和病情分析的重要依據。能夠在體內實時監控的生物傳感器對于手術中或重癥監護的病人都很有幫助。

2.2　分子生物納米技術在基因診斷中的應用

基因診斷是利用分子雜交及熒光技術檢測DN段，已經為基因診斷在臨床上的應用帶來了巨大的發展前景。研究表明，利用納米技術，如利用金納米微粒結合雜交DN段，很容易進入機體細胞核，并與核內染色體組合，具有較高的特異性，可以克服目前基因診斷所面臨的一些困難和問題，進一步提高了基因診斷在實驗室中的地位。科學家通過超順磁性氧化鐵納米粒脂質體對肝癌的研究，提高了直徑3 mm以下的腫瘤檢測率。結論表明，納米微粒對腫

瘤早期發現、早期診斷具有重要意義。

2.3　分子生物技術在醫學制藥中的應用

分子生物技術發展的一個重要方向是醫學制藥的研究與開發。與傳統的化學合成制藥相比，它不僅具有針對性強、療效好、副作用較小的優點，同時對蛋白質藥物改造、提高療效、降低毒性、提高穩定性具有重要作用，并且能夠利用生物系統，將自然界中存在的含量極低的有效生物活性物質進行大規模生產以及建立起高效、快速、準確、簡便的分子診斷技術和開發出新藥，更重要的是可以預防和治療一些應用傳統治療方法無法克服的疾病。目前這一領域的應用主要包括以下幾個方面：生產基因工程藥物；生產發酵工程藥物；生產核酸類藥物；利用生物系統加工天然藥物；從海洋生物中純化提取藥物。

2.4　分子納米技術在基因療法中的應用

基因治療是臨床治療學上的重大發展，其基本原理是:質粒DNA進入目的細胞后，可以修復遺傳錯誤，或可產生治療因子，如多肽、蛋白質、抗原等，納米技術能使DNA通過主動靶向作用定位于細胞。將質粒DNA縮小到50～200nm，帶上負電荷進入到細胞核，插入到細胞核DNA的確切部位，起到對癥治療效果。同時分子納米技術能夠快速有效地確定基因序列、基因和藥物的體內走向、傳送和定位傳遞，使臨床診斷和治療過程效率得以提高。同時無機納米顆粒體積小，可在血管中隨血液循環，透過血管壁進入各個臟器的細胞中，作為新型非病毒型基因載體能有效介導DNA的轉導，并使其在細胞內高水平的表達，從而為基因表達、功能研究及基因治療提供了新的技術和手段。

2.5　分子生物芯片技術在醫學檢驗中的應用

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關鍵詞：高新技術；采油工程；應用現狀；展望

在市場經濟迅速發展的現代化時代背景下，石油在我國各行各業中的應用范圍不斷擴大，同時，我國的工業生產、社會生活、交通運輸等方面，對石油資源的需求量也在不斷增加，基于這樣的原因，采油工程面臨著更加嚴峻的挑戰?，F階段，采油工程中，各種高新技術的應用，為降低采油成本、提高采油效率做出了重要的貢獻，必須加強對高新技術的進一步研究與應用。

1采油工程中各種高新技術的應用現狀

1.1微生物技術在采油工程中的應用現狀

微生物技術作為一項高新技術，近年來在我國采油工程中的得到了非常廣泛的應用，相比較于其他技術，其具有反復使用率高、操作性好以及成本低的顯著優勢?，F階段來說，微生物技術在降低石油粘度、低滲透驅油以及清蠟等方面發揮著良好的效果，與化學試劑相比，微生物技術也更加有效，對生態環境造成的污染相對較小，可有效保護地層環境、原油品質，有利于實現采油工程經濟效益與社會效益的提高。優良菌種培養上的問題，嚴重制約著微生物技術在采油工程中的廣泛應用，同時，為了實現微生物技術的良好發展，必須提高其精確性與科學性。

1.2人工智能技術在采油工程中的應用現狀

隨著石油產業信息化、智能化程度的不斷加強，近年來，采油工程中越來越注重對人工智能技術的發展與應用[1]。人工智能技術主要由硬件、編程、網絡、計算機以及信息技術等多種科學技術構成，其在采油工程中的應用，能夠改變現階段存在的井下不可控的局面，在計算機程序的控制下，利用零部件或機器人，便可以實現井下操作的可見即可得。例如，井下存儲測試便是依托人工智能技術而研發的，通過網絡實現感應設備、傳感器之間的有效連接，收集傳感器數據的同時，計算機芯片能夠進行實時監控，并將數據存儲起來，進行相應的計算與測試，最終得出最優操作方案。

1.3納米技術在采油工程中的應用現狀

納米技術指的是，在驅油過程中使用新興納米物質材料的一種技術，采油工程中應用較為廣泛的是納米MD驅油膜[2]。通過利用這種技術而生產出來的產品，相比較于普通的表面活性劑，驅油膜有很大的不同之處，呈現的狀態為“非膠束”。其是由水溶液聚合物所構成的，主要包括生物酶、大分子以及蛋白質等，通過利用水這一介質，可以產生非常高的靜電排斥效果，從而有利于降低巖石表面與石油之間、石油分子之間的粘附力，從而有利于降低石油開采難度、提高石油開采效率。1.4熱超導技術在采油工程中的應用現狀熱超導技術是一種建立在熱超導物質基礎上而興起的新興技術，對一些物質進行相應的特殊處理后，使其熱阻無限接近于零，實際應用過程中，將復合化學劑注入封閉導管，這時，導管兩端會出現受熱不均現象，其中的介質迅速出現相變，形成氣體分子狀物質，從而帶動原油在管道內加速傳遞，這就實現了采油效率的有效提高。

2采油工程中高新技術的應用前景與展望

采油工程中，應用比較廣泛的主要有微生物技術、人工智能技術、納米技術以及熱超導技術等高新技術。同時，在實際應用過程中，也取得了一定的成功經驗，并逐漸發展成熟，基于此，這四種技術也是接下來發展過程中的重點。與傳統采油技術相比，高新技術具有一定的先進性與良好的優勢，但不可否認的是，這些高新技術也有著一定的缺點與不足之處，主要表現在，應用領域、適用范圍相對較小[3]。高新技術之所以稱之為高新技術，關鍵在于“新”，這也就代表著，其尚存在一些不完善、不成熟之處。以人工智能技術為例，其在實際應用過程中，不僅要充分考慮原件的構成材料，還要全面考慮信息技術、計算機的局限性，這就嚴重制約了人工智能技術的普及應用。與此同時，高新技術應用規模普遍較小，相比較于傳統技術，高新技術通常情況下是針對某一油井或者是某一油田進行作業，無法實現大規模普及應用。但是，從未來的發展前景來看，高新技術有著廣闊的應用區間與旺盛的生命力。石油是一種礦石能源，具有不可再生性，因此，必須實現對石油資源的充分利用，避免出現不必要的資源浪費，以確保社會效益的最大化。傳統技術往往需要較高的成本，從而降低了采油工程的經濟效益與社會效益，而在采油工程中利用高新技術，便可以同時改善這兩個問題。如，納米橡膠產品的應用，可以實現分隔器耐磨性的加強，有利于延長井下工具的壽命，從而能夠降低維護費用，減少采油成本。

3結語

綜上所述，就現階段的情況來看，采油工程中，應用比較廣泛的主要有微生物技術、人工智能技術、納米技術以及熱超導技術等高新技術。這些高新技術在采油工程中的有效應用，有利于降低采油成本、提高采油效率，從而能夠實現采油工程經濟效益與社會效益的提高。

參考文獻：

[1]朱信博.淺談高新技術在采油工程中的應用現狀及展望[J].石化技術,2017,(03):282.

[2]張云鶴.新技術在采油工程中的應用及展望[J].石化技術,2017,(01):227.

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關鍵詞：玉米；生物技術；育種；轉基因

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-09-0262-2

生物技術是人們利用微生物、動植物體對物質原料進行加工，以提品來為社會服務的技術；生物工程則是生物技術的統稱，簡單的說，生物工程就是將活的生物體、生命體系或生命過程產業化的過程。從屬于生物工程的基因工程則將不同生物的基因在體外剪切組合，并和載體（質粒、噬菌體、病毒）的DNA連接，然后轉入微生物或細胞內，進行克隆，并使轉入的基因在細胞或微生物內表達，產生所需要的蛋白質。在農業上，可以通過生物技術與傳統育種手段相結合的方式，培育所需品種，或通過基因工程方法，對玉米品種進行遺傳改良，從而獲得所需形狀。

轉基因育種：轉基因育種是在分子水平上進行基因操作， 可突破物種間的遺傳障礙、跨越物種間的不親和性。目前基因工程已形成了成熟的實驗流程， 且新方法、新技術不斷涌現。

1 轉基因育種的國內外研究進展

孟山都公司利用分子標記定位了12個影響玉米子粒含水量的QTL， 基于標記輔助選擇使玉米自交系和雜交種子粒的含水量分別下降了3.9%和2.5%。根據孟山都公司的報道， 利用500個分子標記進行回交選擇，BC1可以回復到90%；BC2可以回復到98%；BC3可達到99.5%。利用分子標記進行兩代的輪回選擇， 產量比常規育種方法增加862kg/hm2。華中農業大學利用分子標記輔助選擇將質量性狀基因 RF3成功地轉育到不同遺傳背景的玉米自交系中。孟山都為中區玉米種子市場的更大份額， 每天處理的用于玉米育種的單個分子標記數據達到20萬個，分子標記的類型也逐步由 SSR標記轉向選擇效率更高的SNP標記。該公司已經能夠利用分子標記在早代直接對玉米的抗倒性， 抗葉斑病等性狀進行選擇。近年來， 孟山都公司借助與分子育種的技術優勢， 在美國玉米種子的市場份額以每年1%～2%的速度增加，對競爭對手產生了巨大的壓力。在“十五”863計劃的支持下，我國的科研單位也開始分子育種的研究。中國農業大學和中國農業科學院利用SSR分子標記分析了我國優良玉米自交系的遺傳變異，對其進行了雜種優勢群的劃分， 為更有效地利用我國現有的種質資源， 進一步提高玉米雜種優勢水平提供了有價值的信息。四川農業大學利用抗玉米紋枯病QTL緊密相連鎖的分子標記， 對抗性分子標記輔助選擇， 獲得多個高抗玉米紋枯病自交系。從整體上講， 我國玉米分子育種才剛剛起步， 集中國內優勢單位， 深入開展我國玉米的分子育種工作， 對保持我國玉米育種在國際上的先進水平、與國際跨國種子公司的競爭具有重要意義。

2 轉基因技術存在的問題

伴隨著轉基因玉米產業化進程的不斷推進，轉基因技術在玉米育種中將發揮出越來越重要的作用，以基因工程為核心的分子育種的前景顯而易見地顯示出來。在轉基因玉米研究與產業化過程中，需要培養大批有操作能力的技術人員，并引進相關的儀器設備，所以所需資金龐大，是限制我國發展轉基因技術的原因之一；而轉基因食品的安全性具有爭議，許多人不愿購買轉基因產品，也在一定程度上打擊了研究人員的工作積極性；再次，不是所有的轉基因植株都是目的植株，還得需要多種程序的進一步鑒定，才能確定它的價值同時還有基因沉默現象，即新插入的基因常常是關閉的；目前許多科學家正在研究植物基因開關原理，并試圖對這一過程進行操作。關于表達量低的問題，可以對基因進行修飾，使用強啟動子、增強子、內含子等，現已取得了比較好的效果?；虻谋磉_需要特定的內環境，包括插入的位點、拷貝數等，目前來說這些都還不精確，所以最有效的方法就是加大轉化群體進行選擇淘汰。如果只限于特定的幾個基因型，再好的基因也將很難應用于實際生產，這也將成為轉基因育種無法逾越的障礙。基于現在還沒有很好的辦法解決這一難題，所以應該考慮 DNA 轉入時不同方法交叉使用。

3 玉米轉基因育種的應用前景

通過對玉米輔助育種技術的說明，不難發現輔助育種技術的發展前景巨大，不過只有通過不間斷的研究實驗，并利用國外研究成果，結合我國實際情況，充分發掘我國特有玉米種質資源中的優良基因，把輔助技術同常規玉米育種的實踐相結合，將實驗結果轉化為知識產權并盡快地應用到育種實踐中，為我國玉米育種事業做出貢獻。

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