納米生物技術(shù)學范文
時間:2024-04-11 18:14:05
導語:如何才能寫好一篇納米生物技術(shù)學,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
【關(guān)鍵詞】納米金;生物醫(yī)學技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀
1前言
如今納米技術(shù)隨著時代的發(fā)展已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,成為了科學研究的熱點,納米金是指直徑0.8~250mm的締合金溶膠,它屬于納米金屬材料中研究最早的種類,納米金具有良好的納米表面效應(yīng)、量子效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng),它具有很多良好的化學特性,比如抗氧性和生物相容性。
2納米金在病原體檢測技術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
近些年來生物醫(yī)學界對于流行病學的研究和對病原微生物的診斷已有了不小的進展,傳統(tǒng)的分離、培養(yǎng)及生化反應(yīng)逐漸被時代所淘汰,運用納米金的免疫標記技術(shù)作為新的高通量的、操作簡單的檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床病原體的檢測,這種檢測技術(shù)快速且準確,十分適合在臨床上使用。1939年,兩位科學家Kausche和Ruska做了一個小小的納米金實驗,他們將煙草花病毒吸附在金顆粒上,并在電子顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)金離子呈高電子密度,就此打下了納米金在免疫電鏡中的應(yīng)用基礎(chǔ)。從1939年后生物醫(yī)學技術(shù)不斷發(fā)展,納米金標記技術(shù)也廣受世人關(guān)注,成為了現(xiàn)代社會四大免疫標記技術(shù)之一。作為一種特殊標記技術(shù),納米金在免疫檢測領(lǐng)域受到了廣泛的應(yīng)用,使用納米金粒子做探針,觀察抗原抗體的特異性反應(yīng),放大檢測信號,由此檢測抗原的靈敏性。納米金技術(shù)具有良好的檢測靈敏性,在早期還支持診斷并監(jiān)控了急性傳染性病毒,根據(jù)這一特性,秦紅設(shè)計了快速檢測黃熱病病毒的技術(shù),在納米金顆粒上標記上金SPA-復合物的標志,通過免疫反應(yīng)實驗我們發(fā)現(xiàn)病毒抗體與納米金顆粒結(jié)合,并形成了人眼可見的紅線。這種檢測方法的優(yōu)點有:不需要器材、簡單、迅速、廉價、高效,極大地推動了黃熱病病毒檢測技術(shù)的更新,在黃熱病的防控事業(yè)上有著深遠意義。利用納米金作為免疫標記物來檢測的除了黃熱病病毒,還有致病寄生蟲。我國的民族種類多樣,一些少數(shù)民族人民由于自身的文化特點,喜食生食或半生食物,這就形成了寄生蟲病的傳播,我國經(jīng)濟大發(fā)展后,人民的生活水平得到了提高,但還是喜食半生動物肉或者內(nèi)臟,造成了食源性寄生蟲病發(fā)病率的上升,嚴重影響人民身體健康。目前我國的臨床診斷寄生蟲病技術(shù)包括三方面:病原學檢查、免疫學檢查以及影像學檢查。運用納米金檢測技術(shù),不僅縮短了取材時間、縮小了取材范圍,而且檢出率高、創(chuàng)傷性小,受到了患者的廣泛歡迎。
3納米金在核酸、蛋白質(zhì)檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀
納米金粒子具有特殊的表面等離子體共振現(xiàn)象,被應(yīng)用在核酸構(gòu)建和分析檢測蛋白質(zhì)領(lǐng)域中,可以把生物識別反映轉(zhuǎn)換為光學或電學信號,因此人們將其與DNA、RNA和氨基酸相結(jié)合,在檢測核酸和蛋白質(zhì)方面收效頗豐,并且這種檢測方法制備簡單,同時還具有很多優(yōu)點,比如良好的抗氧化性和生物相容性,下面具體講一下納米金檢測技術(shù)在核酸和蛋白質(zhì)檢測中的應(yīng)用。首先是在核酸檢測中的應(yīng)用。美國首先利用納米金連接寡核苷酸制成探針檢測核酸,將納米金做標記與靶核酸結(jié)合形成超分子結(jié)構(gòu),由此來檢測核酸。利用納米金技術(shù)檢測特定病原體和遺傳疾病首先要做的就是檢測核酸的特定序列,在芯片點陣上整齊排列納米金顆粒,利用TaqDNA連接酶識別單堿基突變,等待連接后,就可以經(jīng)過一系列步驟得出單堿基突變結(jié)果,得到所需信息。在臨床應(yīng)用中使用納米金技術(shù)的表現(xiàn)有高靈敏檢測谷胱甘肽和半胱氨酸的新型電化學生物傳感器,這種機器對于谷胱甘肽和半胱氨酸的檢出限值更低,在檢測及預(yù)防糖尿病、艾滋病等疾病方面具有很大的臨床優(yōu)勢。其次是在蛋白質(zhì)檢測中的應(yīng)用。納米金與蛋白質(zhì)的作用方式非常多樣,有物理吸附方式、化學共價結(jié)合方式以及非共價特異性吸附等等方式,在此背景下,我們可以利用納米金檢測并治療疾病和檢測環(huán)境污染。
4納米金在生物傳感器制備中的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前納米金在生物傳感器檢測中的應(yīng)用受到了人們的普遍關(guān)注,如上文所說,納米金具有特殊的表面等離子體共振現(xiàn)象,這是制備生物傳感器的基礎(chǔ)。利用這種特性,科學家們做了許多實驗,比如拉曼光譜試驗,使用Uv-Vis光譜和拉曼光譜儀測試金納米顆粒的表征,得出結(jié)論是可以根據(jù)納米金顆粒的不同形貌制作不同濃度分子的探針,受外周環(huán)境介電特性和顆粒尺寸大小的影響,納米金顆粒會表現(xiàn)出不同的形貌特征,比如吸收光譜、發(fā)生藍移。納米金是屬于一種非常微小的貴金屬,作為貴金屬,它具有很好的導電性能,利用納米金進行免疫檢測時會大量聚集納米金,從而增強反應(yīng)體系的電導,順利通過電導檢測免疫反應(yīng)。利用納米金的高檢測靈敏性可以進行電化學免疫傳感器的制備。
5其他領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前納米技術(shù)的研究中,納米金在生物醫(yī)學技術(shù)中的應(yīng)用研究是重要研究課題,除了上文中說到的病原體檢測、核酸以及蛋白質(zhì)檢測還有生物傳感器制備中的應(yīng)用,納米金技術(shù)同時也被廣泛應(yīng)用于腫瘤的診斷與治療、藥物載體以及CT成像。納米金具有特殊的組成結(jié)構(gòu),它可以輕易被修飾并負載化合物,可以用于檢測并治療腫瘤,還可以被用于肺癌的檢測及治療,目前的大量數(shù)據(jù)都表明納米金技術(shù)在診斷并治療肺癌上有極大的優(yōu)勢。
6結(jié)語
21世紀生物醫(yī)學技術(shù)領(lǐng)域最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是納米金標記技術(shù),作為一種十分精細的技術(shù),它幾乎不影響生物分子的活性,就這一點而言,它是非常好的標記物。我們可以想見,納米金技術(shù)因其自身的諸多優(yōu)點,必會獲得更大的生物醫(yī)學發(fā)展空間。
參考文獻:
[1]艾桃桃.納米金在生物醫(yī)學領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].陜西理工學院學報(自然科學版),2010,04:63~68,95.
[2]王英澤,黃奔,呂娟,梁興杰.納米技術(shù)在生物醫(yī)學領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀[J].生物物理學報,2009(03):168~174.
[3]李家萌,曹穎,趙媛,楊毅梅.納米金在生物醫(yī)學技術(shù)應(yīng)用的研究現(xiàn)狀[J].中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志,2016(02):1~5.
篇2
關(guān)鍵詞:納米技術(shù) 材料 生物 能源 環(huán)境
人類對自然界的認識長期以來一直沿著宏觀宇宙的大尺度和基本粒子的微觀尺度兩個方向發(fā)展。從20世紀中期開始,人們逐漸發(fā)現(xiàn),介于宏觀和微觀之間的尺度——介觀尺度也具有重要意義,它是一個人類遠未深入了解的尺度范圍,納米科技就是處于這一介觀世界中“納米尺度”上的科學技術(shù)。
納米科技是指在納米尺度(1~100nm)上研究物質(zhì)(包括原子、分子的操縱)的特性和相互作用,以及利用這些特性的多學科交叉的科學和技術(shù)。它使人類認識和改造物質(zhì)世界的手段和能力延伸到原子和分子。納米科技的最終目標是根據(jù)原子、分子及物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出來的新穎的物理、化學和生物學特性,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。
一、納米材料的應(yīng)用
從材料的角度看,納米技術(shù)是通過綜合控制材料到納米尺度,引起材料性能發(fā)生顯著改變,從而用于制備特定功能的產(chǎn)品。納米材料的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質(zhì)和大塊固體相比有顯著的不同。
納米材料大致可分為納米粉體、納米纖維、納米薄膜、納米塊體等四類。
納米粉體材料可用于高密度磁記錄材料、防輻射材料、單晶硅和精密光學儀器拋光材料、先進的電池電極材料、太陽能電池材料、高效催化劑、各種藥物制劑或藥物載體等。納米纖維可用于新型激光或發(fā)光二極管材料、高強度纖維(如碳納米管)等。納米薄膜可用于氣體催化材料、光敏材料、平面顯示器材料、超導材料等。納米塊體的主要用途為超高強度材料、智能金屬材料等。
二、納米生物技術(shù)的應(yīng)用
納米生物技術(shù)是納米生物學的應(yīng)用,即用先進的物理學、納米科技手段研究生物學基本問題,特別是在單分子水平上研究生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能和相互作用;應(yīng)用物理學定量的、大規(guī)模信息處理的思路和方法革新研究方法,開拓嶄新的研究領(lǐng)域。如生物芯片、DNA計算機和生物信息學等等。納米顆粒能用作醫(yī)學診斷和治療的工具,納米生物技術(shù)的方法也用于發(fā)展具有多功能特性的新材料和新器件,如納米生物傳感器等。
三、納米與能源
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,高效率、低成本的太陽能發(fā)電將成為現(xiàn)實。
太陽能電池主要是以半導體材料為基礎(chǔ),其工作原理是利用光電材料吸收光能后發(fā)生的光電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。除了發(fā)展環(huán)保的可充電電池外,超級電容器作為一種新型的儲能器件,具有無可替代的優(yōu)越性。它儲存電荷的能力強,并具有充放電速度快、效率高、對環(huán)境無污染、循環(huán)壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點。納米材料應(yīng)用于超級電容電極的研究,已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。以碳納米管為例,它具有大的比表面積、導電性好、化學性能穩(wěn)定,被認為是理想的超級電容電極材料。
四、納米技術(shù)在環(huán)境問題中的應(yīng)用
隨著納米材料和納米技術(shù)的日益發(fā)展,納米環(huán)保技術(shù)也迅速發(fā)展,不僅拓展了人類利用資源和保護環(huán)境的能力,而且為徹底改善環(huán)境和從源頭上控制新的污染創(chuàng)造了條件。
納米材料因具有超大的比表面積及表面原子活性高等特點,對各種有毒有害氣體具有很高的吸附效率,通過表面修飾及摻雜等工藝,還可以獲得對某些微量物質(zhì)的特別高的選擇吸附功能,可廣泛用于空氣凈化和尾氣排放無害化、水凈化與污水排放無害化、電磁及噪聲污染的有效控制、節(jié)能與資源的有效利用等領(lǐng)域。
利用納米技術(shù)還可以制備非常好的催化劑,其催化效率極高。經(jīng)它催化的石油中硫的含量小于0.01%,因而在燃煤中可加入納米級助燃催化劑,以幫助煤充分燃燒,提高能源的利用率,防止有害氣體的產(chǎn)生。納米級催化劑用于汽車燃燒催化,有極強的氧化還原性能,使汽油燃燒時不再產(chǎn)生一氧化硫和氮氧化物,根本無需進行尾氣凈化處理。而各種納米光催化氧化材料,可以利用光能降解有機物,抗菌除臭,在凈化環(huán)境、保護健康方面起著越來越重要的作用。
篇3
信息、生物、新材料三大前沿領(lǐng)域
信息、生物、新材料是21世紀前30年發(fā)展最快、最熱門的三大領(lǐng)域,它們集結(jié)了當今世界最強勢的研究力量。但在這些關(guān)系未來發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域中,我國許多核心技術(shù)仍依賴追蹤、模仿和引進國外技術(shù),原始創(chuàng)新能力明顯不足。
從更寬的視野來看,不僅僅是這三個領(lǐng)域的發(fā)展需要高揚“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實際上,整個中國科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力:對外要適應(yīng)國際科技競爭的緊迫形勢,對內(nèi)要滿足經(jīng)濟社會發(fā)展進程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱,已成為當前和未來相當長時期內(nèi)影響我國整體競爭力的極大障礙。
面向未來15年的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》即將,科技部等有關(guān)部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關(guān)于中國科技“未來”的探討與關(guān)注,在最近一年多來達到了前所未有的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中,“自主創(chuàng)新”成為人們關(guān)于中國科技發(fā)展的共識。
帶著這個共識,再來看中國科技發(fā)展面臨的“壓力”,在很大程度上已經(jīng)變成了未來發(fā)展的重大機遇。未來10年,中國在這三大領(lǐng)域中最有可能實現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)群究竟有哪些?有限的科技經(jīng)費究竟應(yīng)當投入到哪些突破口?
下一代移動通信技術(shù)
移動通信是人類社會發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月,全球(蜂窩)移動通信用戶總數(shù)已達17億以上,超過已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過去10年,移動通信技術(shù)完成了由第一代模擬通信技術(shù)向第二代數(shù)字通信技術(shù)的過渡,當前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代(3g)移動通信技術(shù)過渡的進程中。
目前,世界發(fā)達國家紛紛投入力量進行第三代及下一代移動通信標準、技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)。
——3g移動通信:國際電信聯(lián)盟(itu-t )批準為3g 的三大標準分別是歐洲的wcdma,美國高通公司的cdma2000和中國大唐電信的td-scdma。3g已在全球30多個國家開始商用。
——增強型3g(enhanced 3g):為了克服3g 技術(shù)不能很好支持流媒體等業(yè)務(wù)的不足,國際電信聯(lián)盟已在制定增強型3g技術(shù)標準。專家預(yù)測,增強型3g技術(shù)將進入商用。
——4g(或beyond 3g):下一代移動通信即所謂超3g(以下統(tǒng)稱beyond 3g)技術(shù)的研究是國際上的熱點。beyond 3g具有更高的速率與更好的頻譜利用率。 歐盟、日本、韓國等國家已開始4g框架的研究,預(yù)期beyond 3g技術(shù)可望在2010年后開始商用。
中國移動用戶總數(shù)已達3.34億,居世界第一,總體技術(shù)水平與國際同步,處于由第二代向第三代的過渡時期。我國3g移動通信技術(shù)已經(jīng)具備了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力,我國大唐電信2000年5月提出的td-scdma標準已成為國際電信聯(lián)盟正式采納的三大標準之一。此外,在國家“863”計劃的支持下,開展了beyond 3g技術(shù)的研究,預(yù)期該技術(shù)可望在2010年后開始商用。
beyond 3g技術(shù)對我國經(jīng)濟社會發(fā)展和國防建設(shè)具有十分重要的意義。 德爾菲專家調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示,我國研發(fā)水平比領(lǐng)先國家落后5年左右, 通過自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā),在未來5年可能形成自主知識產(chǎn)權(quán)。以華為、 中興為代表的一批高技術(shù)通信設(shè)備制造業(yè)公司,在第三代移動通信設(shè)備(3g)等研發(fā)方面緊跟國際前沿,打破了國外公司對高技術(shù)通信設(shè)備的壟斷,開始參與國際通信標準的制定,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),具備了參與國際競爭的能力,具備實現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機。
中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系
下一代網(wǎng)絡(luò)(ngn)泛指以ip為核心,同時可以支持語音、 數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的因特網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)。
世界各國和國際通信標準化組織都在積極開展下一代網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)工作。國際電信聯(lián)盟電信標準化部門(itu-t)、歐洲電信標準化協(xié)會(etsi)、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(ietf)、第三代伙伴組織計劃(3gpp)等,都在致力于下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究。目前,美國、日本、韓國、新加坡以及歐盟都已啟動了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計劃,全面開展各項核心技術(shù)的研究和開發(fā)。
我國在下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方面已取得了較大進展?!熬盼濉逼陂g,863計劃建成了“中國高速信息示范網(wǎng)”(cainonet)、國家自然科學基金委支持的“中國高速互連研究試驗網(wǎng)nsfcnet”等重大項目,目前已開始基于ngn的軟交換技術(shù)在移動和多媒體通信中的應(yīng)用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的ngn解決方案;在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上,中興、港灣網(wǎng)絡(luò)等推出的高端路由交換機,可應(yīng)用于國家骨干ip網(wǎng)絡(luò)建設(shè),以及大中型寬帶ip城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國內(nèi)公司還開始自行設(shè)計高端分組交換定制asic芯片。我國已成為少數(shù)幾個能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設(shè)備的國家之一。
下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對促進我國高新技術(shù)的發(fā)展,以及對改造和提升我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用,對國家安全至關(guān)重要。從總體上看,我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跟隨國外發(fā)展,在技術(shù)選擇上缺乏系統(tǒng)研究,走過一些彎路,至今與國外仍存在較大差距。無論網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼,應(yīng)不失時機地開展中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究、應(yīng)用試驗、關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網(wǎng)那樣,技術(shù)、標準都是外國的,給國家安全造成隱患。
納米級芯片技術(shù)
當前,集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”,即其集成度和產(chǎn)品性能每18個月增加一倍,按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設(shè)計技術(shù)優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。
自上世紀90年代以來, 全球集成電路制造技術(shù)升級換代速度加快。 當前國際上cmos集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術(shù)是130nm, 英特爾等部分技術(shù)先進的芯片制造公司已在用90nm進行高性能芯片生產(chǎn)。2005年,美國amd公司已開始量產(chǎn)90nm的高性能芯片,國際上對65nm技術(shù)的開發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術(shù)的升級, 考慮到擴大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本,大多數(shù)公司將使用12英寸替代8英寸硅基片, 這也必將帶來半導體設(shè)備的大量更新。
近年來我國一些先進集成電路制造公司的崛起,使國內(nèi)集成電路制造工藝技術(shù)與國際先進水平的差距有了顯著的縮小,但整體水平仍與先進國家相差2~3代。目前,我國集成電路設(shè)計公司年設(shè)計能力已超過500種,主流設(shè)計水平達到180nm,130nm技術(shù)正在開發(fā)中,90nm技術(shù)的研發(fā)也開始著手進行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看,我國集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設(shè)計公司、若干家關(guān)鍵材料及專用設(shè)備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體,設(shè)計、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢。以中科院計算所為代表的研究機構(gòu)和企業(yè)在cpu研發(fā)方面所取得的新進展,標志著我國集成電路設(shè)計具有較強能力,與國際先進水平的差距進一步縮小。目前我國芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動保障、身份識別、防偽等領(lǐng)域,ic卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場的20%左右。
世界第一顆0.13微米工藝td-scdma 3g手機核心芯片10月9日在重慶問世
今后的ic是納米制造技術(shù)的時代,而納米級芯片技術(shù)是我國趕超國際的關(guān)鍵,它的成功將會是我國ic工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動力,專家認為應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。
中文信息處理技術(shù)
包括漢字和少數(shù)民族文字在內(nèi)的中文信息處理技術(shù),是漢語言學和計算機科學技術(shù)的融合,是一門與語言學、計算機科學、心理學、數(shù)學、控制論、信息論、聲學、自動化技術(shù)等多種學科相聯(lián)系的邊緣交叉性學科。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,中文信息處理技術(shù)已滲透到社會生活的各個方面。1994年,微軟開始進入中文軟件市場,微軟的word把國產(chǎn)wps擠出了市場,繼而windows中文版又把國產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強大的優(yōu)勢地位,使國產(chǎn)的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的windows、office等占據(jù)了大部分的中文軟件市場,使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。
經(jīng)過二三十年的努力,我國的中文信息處理,包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術(shù)已經(jīng)實用化,目前正在逐漸擺脫“字處理”階段,處于向更高級階段快速發(fā)展的時期。包括中文的文字識別機和手寫文字識別、語音合成、語音識別、語言理解和智能接口等技術(shù)的研究已獲得進展。中文的全文檢索、內(nèi)容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機器翻譯等技術(shù)也正在開發(fā)、研制,并取得了較大進展,涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。
隨著中國加入wto與世界各國交流的逐漸擴大以及網(wǎng)絡(luò)信息時代的來臨, 中文信息處理技術(shù)越發(fā)顯得重要,其自動化水平的提高,將大大促進我國科技、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展,同時使中華民族的文化在信息時代得到新的發(fā)展。未來無疑應(yīng)當加強中文信息處理技術(shù)的研發(fā)投入與政策傾斜。
人類功能基因組學研究
20世紀末啟動的人類基因組計劃被公認為生命科學發(fā)展史上的里程碑,其規(guī)模和意義超過了曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃。隨著人類基因組、水稻基因組以及其他重要微生物等50多種生物基因組全序列測定工作的完成,國際基因組研究進入到功能基因組學新階段。
功能基因組學已成為21世紀國際研究的前沿,代表基因分析的新階段。它是利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物,發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段,通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能,使生物學研究從對單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個基因或蛋白質(zhì)同時進行系統(tǒng)的研究,是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對基因組動態(tài)的生物學功能學研究。從1997年迄今已發(fā)表的有關(guān)功能基因組學的論文數(shù)以千計,其中不少發(fā)表在《細胞》《自然》《科學》等國際著名刊物上。
目前功能基因組研究的重點集中在四個方面:一是基因測序技術(shù)研究。預(yù)計今后幾年內(nèi),測序技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展,特別是有一些重要的改進將直接用于功能基因組的研究;二是單核苷多態(tài)性(snp)以及在此基礎(chǔ)上建立的snp單體型研究;三是基因組有序表達的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達與轉(zhuǎn)錄組研究、蛋白和蛋白質(zhì)組研究、代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝分子研究、基因表達調(diào)控研究等;四是計算生物學和系統(tǒng)生物學研究。
近幾年來,在國家“863”計劃、國家重大科技專項等的資助下,我國功能基因組學研究取得了一系列進展。中華民族占世界人口的1/5,有豐富的遺傳疾病家系資源,這是我國發(fā)展功能基因組研究的有利因素?!笆濉逼陂g,我國參與國際蛋白質(zhì)組計劃、國際人類基因組單體型圖計劃,高質(zhì)量按時完成了項目中所承擔的21號染色體區(qū)域的任務(wù),建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關(guān)基因snps及其單倍型的數(shù)據(jù)庫的建設(shè),在國際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學術(shù)論文,申報了一批國家專利,收集、保存了一批寶貴的遺傳資源,并初步建立了遺傳資源收集網(wǎng)絡(luò)和資源信息庫的采集管理系統(tǒng),組建了一批國家級基地,培養(yǎng)了一支隊伍,建立了一批技術(shù)平臺。但總體而言,我國在功能基因組研究及應(yīng)用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少,還不能為醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識和產(chǎn)品。
未來研究重點包括:
——功能基因組研究。重點開展植物功能基因組研究、人類功能基因組研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因組研究;
——蛋白質(zhì)組學研究。蛋白質(zhì)組學是一個新生領(lǐng)域,目前還處于初期發(fā)展階段,仍有許多困難有待克服。我國應(yīng)選擇具有特色的領(lǐng)域開展研究;
——生物信息技術(shù)。我國的研究重點應(yīng)集中在生物信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建、生物信息的開發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面;
——生物芯片技術(shù)及產(chǎn)品。通過微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學分析系統(tǒng),以實現(xiàn)對細胞、蛋白質(zhì)、dna以及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、生化反應(yīng)芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點是高通量、微型化和自動化。我國生物芯片研究緊跟國際前沿,它將對我國生命科學研究、醫(yī)學診斷、新藥篩選具有革命性的推動作用,也將對我國人口素質(zhì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護等作出巨大的貢獻。
專家認為,我國人類功能基因組學研究的研發(fā)水平比領(lǐng)先國家落后5年左右, 若能高度重視,充分利用我國已有的技術(shù)和資源優(yōu)勢,未來10年我國可能實現(xiàn)人類功能基因組學研究的跨越發(fā)展。
蛋白質(zhì)組學研究 隨著被譽為解讀人類生命“天書”的人類基因組計劃的成功實施,生命科學的戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)移到以闡明人類基因組整體功能為目標的功能基因組學上。蛋白質(zhì)作為生命活動的“執(zhí)行者”,自然成為新的研究焦點。以研究一種細胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學自然就成為功能基因組學中的“中流砥柱”,構(gòu)成了功能基因組學研究的戰(zhàn)略制高點。
目前蛋白質(zhì)組學的主要內(nèi)容是建立和發(fā)展蛋白質(zhì)組研究技術(shù)方法,進行蛋白質(zhì)組分析。為了保證分析過程的精確性和重復性,大規(guī)模樣品處理機器人也被應(yīng)用到該領(lǐng)域。整個研究過程包括樣品處理、蛋白質(zhì)的分離、蛋白質(zhì)豐度分析、蛋白質(zhì)鑒定等步驟。
附圖
自1995年蛋白質(zhì)組一詞問世到現(xiàn)在,蛋白質(zhì)組學研究得到了突飛猛進的發(fā)展。我國的蛋白質(zhì)組研究也在迅速開展,并取得了許多有意義的成果,中國科學家已經(jīng)在重大疾病如肝癌,比較蛋白質(zhì)組學的研究等方面取得了重要成就,在“973 ”計劃的資助下,我國已經(jīng)開始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術(shù)和蛋白質(zhì)組鑒定質(zhì)譜技術(shù)研究等。
如何抓住國際上蛋白質(zhì)組學研究剛剛啟動的時機,迅速地進入到蛋白質(zhì)組學研究的國際前沿,是擺在我國生命科學研究發(fā)展方向上的一個重要課題。
目前我國在該領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)較好,只比先進國家落后5年左右。 蛋白質(zhì)組學屬科學前沿,專家建議結(jié)合我國現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國特色或優(yōu)勢的領(lǐng)域開展研究,不要重復或追隨國際已有的工作,而應(yīng)走自己的路,未來10年內(nèi)有可能取得重大科學突破。
生物制藥技術(shù)
生物制藥被稱為生物技術(shù)的“第一次浪潮”,其誘人前景引起了全世界各國政府、科技界、企業(yè)界的高度關(guān)注。
在過去的30年間,全球生物技術(shù)取得了令人矚目的成就。據(jù)美國著名咨詢機構(gòu)安永公司2004年和2005年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術(shù)年度報告分析,2003年全球生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)營收達410億美元。目前已有190余種生物技術(shù)產(chǎn)品獲準上市,激發(fā)起投資者對生物技術(shù)股與融資的興趣。
近20年來,我國醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了長足的進步,據(jù)《中國生物技術(shù)發(fā)展報告2004》統(tǒng)計,我國已有25種基因工程藥物和基因工程疫苗,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的上市藥物達9種,重組人ω-干擾素噴鼻劑2003年4月獲得國家臨床研究批文,可用于較大規(guī)模高危人群的預(yù)防。但總體上與世界先進水平相比還存在很大的差距,醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷售額的7.5%左右。
為加快我國生物制藥技術(shù)的發(fā)展,今后的研究開發(fā)重點是:
——生物技術(shù)藥物(包括疫苗)及制備技術(shù)。圍繞危害人民健康的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷,應(yīng)用基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術(shù),開發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質(zhì)藥物和基因工程疫苗,拓寬醫(yī)藥新產(chǎn)品領(lǐng)域;
——高通量篩選技術(shù)。目前,國外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選1000個化合物,而超高通量篩選可每天篩選10萬多個化合物。隨著分析容量的增大,分析檢測技術(shù)、液體處理及自動化、連續(xù)流動以及信息處理將成為未來高通量篩選技術(shù)研究的重點;
——天然藥物原料制備。目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類患有3萬多種疾病,其中1/3靠對癥治療,極少數(shù)人能夠治愈,而大多數(shù)人缺乏有效的治療藥物。以往多用合成藥物,隨著科技的進步,人們自我保健意識增強,對天然藥物的追求與日俱增。當前世界各國都在加強天然藥物的研發(fā)。
生物信息學研究
在生命科學的研究中,以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析,對基因組研究相關(guān)生物信息獲取、加工、儲存、分配、分析和解釋——上世紀80年代一經(jīng)產(chǎn)生,生物信息學就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù);另一方面是利用這些數(shù)據(jù),從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。
具體地講,生物信息學是把基因組dna序列信息分析作為源頭, 找到基因組序列中代表蛋白質(zhì)和rna基因的編碼區(qū);同時, 闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實質(zhì),破譯隱藏在dna序列中的遺傳語言規(guī)律;在此基礎(chǔ)上,歸納、 整理與基因組遺傳信息釋放及其調(diào)控相關(guān)的轉(zhuǎn)錄譜和蛋白質(zhì)譜的數(shù)據(jù),從而認識代謝、發(fā)育、分化、進化的規(guī)律。另外生物信息學還利用基因組中編碼區(qū)的信息進行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的模擬和蛋白質(zhì)功能的預(yù)測,并將此類信息與生物體和生命過程的生理生化信息相結(jié)合,闡明其分子機理,最終進行蛋白質(zhì)、核酸的分子設(shè)計、藥物設(shè)計和個體化的醫(yī)療保健設(shè)計。
生物信息學的發(fā)展已經(jīng)將基因組信息學、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)計算與模擬以及藥物設(shè)計有機地連接在一起,它將導致生物學、物理學、數(shù)學、計算機科學等多種科學文化的融合,造就一批新的交叉學科。
科學家們普遍相信,本世紀最初的若干年是人類基因組研究取得輝煌成果的時代,也是生物信息學蓬勃發(fā)展的時代。據(jù)預(yù)測,到2005年生物信息的全球市場價值將達到400億美元。
我國生物信息學研究起步較早。20世紀80年代末,國內(nèi)學者就在《自然》上報道了免疫球蛋白基因超家族計算機分析的工作。目前,多家大學和研究機構(gòu)也相繼成立了生物信息中心或研究所,各種原始數(shù)據(jù)庫、鏡像數(shù)據(jù)庫和二級數(shù)據(jù)庫也已經(jīng)逐步建立,同時我國還建立了相關(guān)的工作站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,實現(xiàn)了與國際主要基因組數(shù)據(jù)庫及研究中心的網(wǎng)絡(luò)連接,開發(fā)了用于核酸、蛋白結(jié)構(gòu)、功能分析的計算工具以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開發(fā)的基因預(yù)測等多種軟件。中國學者還運用自主開發(fā)的電腦克隆程序,開展了大規(guī)模est 數(shù)據(jù)分析,建立了一系列基因組序列分析新算法和新技術(shù),并在國內(nèi)外著名科學雜志上發(fā)表了一系列論文,取得了引人注目的進展,尤其在人類基因組基因數(shù)目的預(yù)測上獲得了與目前的實驗事實相當吻合的結(jié)果,在國際上獲得普遍認可。
農(nóng)作物新品種培育技術(shù)
最近幾年,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的巨大影響,已引起各國政府和科學家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域研究中最活躍的是育種技術(shù)——應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學和細胞生物學技術(shù)進行品種改良,創(chuàng)造更加適合人類需要的新物種,獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害新品種。這使得新品種層出不窮,品種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻率將由現(xiàn)在的30%提高到50%。國際水稻研究所已經(jīng)培育出每公頃7500公斤的超級水稻,非洲培育出增產(chǎn)10倍的超級木薯。
我國該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)研究取得了一批創(chuàng)新成果:如植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細胞培育技術(shù)、秈稻的全基因組測序、花粉管通道轉(zhuǎn)基因方法等,使研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種成為現(xiàn)實和可能。目前,已培育出畝產(chǎn)達到807.4公斤的超級雜交稻;2004年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植面積已占全國棉花種植面積的50%左右;利用細胞工程技術(shù)培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計推廣1100多萬畝;植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術(shù)在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。
專家認為,我國農(nóng)作物新品種培育的研發(fā)基礎(chǔ)較好,整體科研技術(shù)與國外處于同等水平,只要充分利用資源,發(fā)揮優(yōu)勢,很可能在該領(lǐng)域取得突破。
納米材料與納米技術(shù)
納米科技是上世紀末才逐步發(fā)展起來的新興科學領(lǐng)域,它的迅猛發(fā)展將在21世紀促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場革命性的變化。納米材料是未來社會發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ),許多科技新領(lǐng)域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升也急需納米材料和技術(shù)的支持。
近年來,科技強國在該領(lǐng)域均取得了相當重要的進展。
在納米材料的制備與合成方面,美國科學家利用超高密度晶格和電路制作的新方法,獲得直徑8nm、線寬16nm的鉑納米線;法國科學家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅,實現(xiàn)了對納米結(jié)構(gòu)生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位、實時監(jiān)測;德國科學家巧妙地利用交流電介電泳技術(shù),將金屬與半導體單壁碳納米管成功分離;日本用單層碳納米管與有機熔鹽制成高度導電的聚合物納米管復合材料。
在納米生物醫(yī)學器件方面,科學家用特定的蛋白質(zhì)或化合物取代用硅納米線制成場效應(yīng)晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病,成百倍地提高了診斷的靈敏度。另外,納米技術(shù)在醫(yī)學應(yīng)用、納米電子學、納米加工、納米器件等方面也有新進展。與此同時,國外大企業(yè)紛紛介入,推動了納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程。
當前納米材料研究的趨勢是,由隨機合成過渡到可控合成;由納米單元的制備,通過集成和組裝制備具有納米結(jié)構(gòu)的宏觀試樣;由性能的隨機探索發(fā)展到按照應(yīng)用的需要制備具有特殊性能的納米材料。
納米材料和技術(shù)很可能在以下四個領(lǐng)域的應(yīng)用上有所突破:一是it產(chǎn)業(yè)(芯片、網(wǎng)絡(luò)通訊和納米器件);二是在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用納米生物傳感的早期診斷和治療,到2010年將給人類帶來新的福音;三是在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用已有新的進展,納米光纖、納米微電極等已產(chǎn)生極大影響;四是納米材料技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合,在基因修復和標記各種蛋白酶等方面蘊育新的突破,預(yù)計2010年納米技術(shù)對國際gdp的貢獻將超過2萬億美元。
我國納米材料研究起步較早,基礎(chǔ)較好,整體科研水平與先進國家相比處于同等水平,部分技術(shù)落后5年左右。目前有300多個從事納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的研究單位,并在納米材料研究上取得了一批重要成果,引起了國際上的廣泛關(guān)注。據(jù)英國有關(guān)權(quán)威機構(gòu)提供的調(diào)查顯示,我國納米專利申請件數(shù)排名世界第三位。
國內(nèi)目前已建成100多條納米材料生產(chǎn)線,產(chǎn)品質(zhì)量大都達到或接近國際水平。與發(fā)達國家相比,我國的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段,缺乏應(yīng)用目標的牽引,集成不夠;二是納米材料計量、測量和表征技術(shù)明顯落后于國外,對標準試樣和標準方法的建立重視不夠,對表征手段的建立投資不足;三是納米材料的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié),納米材料研究缺乏針對性;四是學科交叉、技術(shù)集成不夠。
鏈接:
信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革
目前,信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變革,在信息器件向高速化、微型化、一體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時,軟件和信息服務(wù)成為發(fā)展重點。大規(guī)模集成電路正快速向系統(tǒng)芯片發(fā)展;移動通信技術(shù)正在向第三代、第四展,將提供更優(yōu)質(zhì)、更快速、更安全的服務(wù),并帶來巨大的經(jīng)濟利益;電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合趨勢進一步加快,無線網(wǎng)絡(luò)成為世界關(guān)注的重點;全球化的信息網(wǎng)絡(luò)將像電力、電話一樣為社會公眾提供各種信息服務(wù),越來越深刻地改變著人們的學習、工作和生活方式,也將對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生重大影響。
微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展方興未艾,極有可能引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。
大顯神通的新材料
高性能結(jié)構(gòu)材料是具有高比強度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的材料,對支撐交通運輸、能源動力、電子信息、航空航天以及國家重大工程起著關(guān)鍵性作用。
新型功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的材料,是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料。當前國際上功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破,諸如信息功能材料、超導材料、生物醫(yī)用材料、能源材料、生態(tài)環(huán)境材料及其材料的分子、原子設(shè)計正處于日新月異的發(fā)展之中。
篇4
2004年以來,中國科學院與有關(guān)省、市簽署協(xié)議,共建中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所、深圳先進技術(shù)研究院、蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、青島生物能源與過程研究所、煙臺海岸帶可持續(xù)發(fā)展研究所以及城市環(huán)境研究所等6個研究機構(gòu)。
中科院與地方共建研究所的原則,一是面向國家和區(qū)域科技戰(zhàn)略需求,面向世界科學發(fā)展前沿,領(lǐng)域方向符合國家戰(zhàn)略重點:二是戰(zhàn)略定位符合基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性的要求,帶動區(qū)域相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群發(fā)展,或促進區(qū)域經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展三是區(qū)域條件選擇有眾多科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的受體,有利于吸引高層次人才;四是科技隊伍具有一定基礎(chǔ),從海外吸引和集聚本領(lǐng)域高水平人才,形成區(qū)域創(chuàng)新隊伍的“高地”。
2007年,各新建研究所將根據(jù)本研究領(lǐng)域方向從海內(nèi)外招聘領(lǐng)域方向帶頭人、項目負責人和一般科技人員等各層次的科技人才數(shù)百名。
中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所
該所研究領(lǐng)域方向為:以制造業(yè)和材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求為導向,以材料科技的進步為牽引,集前瞻性基礎(chǔ)研究,應(yīng)用研究、技術(shù)集成與工程化、促進產(chǎn)業(yè)化于一體,推行基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究與工程化和產(chǎn)業(yè)化的有機結(jié)合,倡導與國家創(chuàng)新體系各單元的合作互動,著力構(gòu)建材料科技創(chuàng)新價值鏈。研究所首期部署了高分子材料及有機/無機復合材料、磁性材料、功能材料與納米技術(shù)及器件、表面工程及表面技術(shù)及新能源材料五個前瞻性與應(yīng)用性相結(jié)合的學科領(lǐng)域。(Tel:86-0574-87911122 Fax:86-0574-8791 0728,E-mail:zhaoting@nimte.省略)
中國科學院深圳先進技術(shù)研究院(籌)
該所研究領(lǐng)域方向為:通過信息領(lǐng)域核心技術(shù)的集成創(chuàng)新和學科交叉,提升我國現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)自主創(chuàng)新能力。以汽車電子、智能儀器儀表、先進制造裝備、電子設(shè)備、醫(yī)療儀器設(shè)備、家用電器等為重點應(yīng)用領(lǐng)域:以計算機、集成電路、軟件為學科基礎(chǔ):以人機交互集成技術(shù)、智能仿生集成技術(shù)作為基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性技術(shù)研究領(lǐng)域:以汽車電子集成技術(shù),儀器儀表集成技術(shù),先進制造設(shè)備集成技術(shù)、電子設(shè)備集成技術(shù)作為面向應(yīng)用的技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域:集成智能控制、先進材料、光電子及微系統(tǒng)、基于超級計算的虛擬設(shè)計與模擬、工業(yè)設(shè)計等技術(shù),形成原始科學創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新、系統(tǒng)集成創(chuàng)新緊密結(jié)合的研發(fā)體系,促進我國以現(xiàn)代信息技術(shù)為核心的新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。(Tel:86-0755-26896372,F(xiàn)ax:86-755-26803589 E-mail:hr@siat.省略)
中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所(籌)
該所研究方向為:開展面向納米材料及器件、納米生物技術(shù)與納米醫(yī)學、納米仿生技術(shù)與納米生物安全技術(shù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,促進納米技術(shù)相關(guān)學科領(lǐng)域的交叉融合和面向應(yīng)用的系統(tǒng)集成。堅持納米技術(shù)研究與多學科交叉研究相結(jié)合,為江蘇省及長三角地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。(Tel:86-0512-62603086,F(xiàn)ax:86-512-62603079,E-mail:rldou2006@sinano.省略)
中國科學院青島生物能源與過程研究所(籌)
該所研究方向為:面向能源、環(huán)保與資源等國家重大需求,面向國際生物加工與轉(zhuǎn)化科技前沿,重點在生物資源、微生物轉(zhuǎn)化、生物過程工程等領(lǐng)域開展植物、微生物等生命體遺傳改良的技術(shù)研究,生物過程集成優(yōu)化研究,提升我國工業(yè)生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化水平,從根本上解決生物能源技術(shù)體系中生物質(zhì)資源不足、生物轉(zhuǎn)化和加工效率低下以及生物轉(zhuǎn)化工藝難以規(guī)?;a(chǎn)等難題,協(xié)同我院能源基地、化工與材料基地以及工業(yè)生物技術(shù)基地的相關(guān)機構(gòu),協(xié)同大學、企業(yè)和地方科研機構(gòu)共同構(gòu)建我國生物能源科技創(chuàng)新體系。積極為山東省與環(huán)渤海區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展不斷做出科技創(chuàng)新貢獻。(Tel:86-532-80790160,F(xiàn)ax:86-532-807901 62,E-mail:zhangrd@qibebt.省略)
中國科學院煙臺海岸帶可持續(xù)發(fā)展研究所(籌)
該所研究方向為:面向海岸帶水資源與能源可持續(xù)開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護等國家戰(zhàn)略需求,面向國際海岸帶可持續(xù)發(fā)展研究前沿,重點在海水綜合利用、海岸帶可再生能源、海岸帶災(zāi)害預(yù)警與防控、海岸帶水體污染控制與治理、海岸灘涂可持續(xù)利用等領(lǐng)域,開展相關(guān)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與系統(tǒng)集成和工程示范。積極為我國北方沿海地區(qū)資源開發(fā)利用、重大災(zāi)害防治、生態(tài)環(huán)境治理不斷做出科技創(chuàng)新貢獻。(Tel:86-535-6176518,F(xiàn)ax:86-535-6907185,E-mail:ctang@yic.省略
中國科學院城市環(huán)境研究所(籌)
該所研究方向為:面向國家城市化發(fā)展過程中的生態(tài)環(huán)境保護等重大戰(zhàn)略需求,面向國際城市生態(tài)科學和環(huán)境科學與技術(shù)的發(fā)展前沿,重點在城市生態(tài)、環(huán)境與健康,城市環(huán)境治理技術(shù),環(huán)境治理工程與循環(huán)經(jīng)濟,城市規(guī)劃與環(huán)境政策等領(lǐng)域,開展相關(guān)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與系統(tǒng)集成和工程示范。為我國城市和城市群的生態(tài)規(guī)劃與建設(shè)、環(huán)境質(zhì)量的改善提高和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展不斷做出科技創(chuàng)新貢獻。(Tel:86-592-2610287\2659295,F(xiàn)ax86-592―2659290,E-mail:qjzhao@iue.省略)
篇5
1納米醫(yī)藥發(fā)展前景分析
納米醫(yī)藥是最近才出現(xiàn)的一個多學科交叉的領(lǐng)域。雖然目前已經(jīng)進入市場的納米醫(yī)藥產(chǎn)品不多,而且這一高風險高回報的領(lǐng)域還并沒有充分確立,但是,利用納米技術(shù)的藥釋系統(tǒng)、診斷方法和藥物研發(fā)方法正在使藥物的版圖發(fā)生革命性變化,尤其是靶向特異性藥釋系統(tǒng)很有可能解決許多醫(yī)學問題。盡管人們對納米醫(yī)藥的預(yù)測是十分鼓舞人心的,但是納米醫(yī)藥研發(fā)也面臨著巨大的挑戰(zhàn),主要包括:①成本高。②在沒有相關(guān)的安全指南出臺前,很難得到公眾的信任。③能得到的風險投資相對較少。④人們對納米材料與活細胞之間關(guān)系(如生物相容性問題和納米材料的毒性)了解較少。⑤大型制藥公司不愿意向納米醫(yī)藥投資。⑥生產(chǎn)缺少質(zhì)量控制,重復性差等。⑦專利局(如美國專利與商標局)和藥物審批部門(如FDA)管理措施混亂和滯后。⑧媒體對納米材料尤其是納米醫(yī)藥負面影響(尤其是環(huán)境、健康和安全性)的關(guān)注。為了在政策上適應(yīng)并促進納米醫(yī)藥的發(fā)展,各國政府也采取了各種措施,希望解決上述問題。各國專利局都在不斷改進對納米醫(yī)藥相關(guān)專利的審查,各國政府管理部門也正在制定納米藥物的相關(guān)安全指南,以便適應(yīng)納米醫(yī)藥產(chǎn)品的發(fā)展需求。下面將對美國納米醫(yī)藥審查體系進行詳細介紹和分析。
2納米醫(yī)藥專利發(fā)展現(xiàn)狀
在過去十年中納米醫(yī)藥領(lǐng)域的研究文獻和專利申請都迅速增長。歐洲專利局的一項調(diào)查顯示,向歐洲專利局提交的納米醫(yī)藥專利已經(jīng)由1993年的220件上升到了2903年的2000件。根據(jù)歐洲專利局的統(tǒng)計結(jié)果,在納米醫(yī)藥專利申請方面,美國一直處于全球領(lǐng)先的地位,從1993—2003年間,其專利申請約占全球總申請量的54%,隨后依次是德國占12%,日本占5%,法國和英國均占3%。我國目前只有清華大學材料系研究的納米人工骨在美國獲得了專利。從全球納米醫(yī)藥專利申請所涉及的領(lǐng)域來看,藥釋放系統(tǒng)專利最多,約占全球納米醫(yī)藥專利申請總數(shù)的59%,接下來依次是體外診斷方法、成像技術(shù)和生物材料專利,分別占14%,13%,8%,藥物、治療和活性移植物方面的專利相對較少,各占3%左右。無論是研究人員、生意人還是專利從業(yè)者都意識到納米醫(yī)藥專利的重要性,都在努力獲得盡可能廣泛的納米高分子材料的專利保護。市場上的納米醫(yī)藥產(chǎn)品相對缺乏也推動了納米醫(yī)藥專利工作的發(fā)展。制藥公司認為獲得專利是證明自己實力、吸引風險投資的最佳途徑。有一些公司認為如果他們不去搶先申請盡可能多的專利,就很可能會因為被別人搶先申請而使自己處于被動地位。同樣,研究人員為了提高學術(shù)地位也感到申請專利的必要。大多數(shù)發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在納米醫(yī)藥專利出現(xiàn)的早期,PTO對納米醫(yī)藥專利的管理是比較混亂的,但這正是對有價值的上游技術(shù)獲得廣泛專利保護的絕佳時期。在今后的幾十年中,納米醫(yī)藥將會不斷的走向成熟并獲得突破性的成果,專利將會給公司帶來大量的實施許可費并成為公司交易和合并的杠桿。
3納米藥釋系統(tǒng)專利的申請
3.1納米藥釋系統(tǒng)專利開發(fā)的優(yōu)勢和方法
納米醫(yī)藥對藥釋系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生了重大影響,制藥公司目前已經(jīng)意識到藥釋系統(tǒng)的研究是他們研發(fā)過程中必不可少的一部分。根據(jù)來自《NanoMar-kets))的一份市場報告的測算,到2012年,納米技術(shù)將使藥釋系統(tǒng)產(chǎn)生48億美元的收入。該報告還指出,到2009年全球藥釋產(chǎn)品和服務(wù)市場的收入將超過670億美元。另外一份來自《NanotechnologyLawBusiness))的市場報告也指出納米技術(shù)能使藥釋系統(tǒng)市場的銷售額從2005年的12.5億美元增至2010生國塹塹苤查!!塑生塑!!鲞箜!!塑年的52.5億美元,2015年會增至140億美元。固體納米微粒是尺度在1—1000nm的顆粒,能用于藥釋系統(tǒng)。由于它具有能將各種藥物基團運送到身體不同位點,并延長藥物作用的性質(zhì),因此在藥釋系統(tǒng)研究中具有重要作用。納米顆粒的大小和表面性質(zhì)決定了它在體內(nèi)的活性。納米顆粒的物理性質(zhì)也決定了它在體內(nèi)能夠達到大顆粒所不能達到的地方。另外,粒子大小也影響藥物在體內(nèi)各部位的分布。粒子變小,它的表面積就會呈指數(shù)增加,溶解速率和飽和度都大大增加,從而改變在體內(nèi)的性質(zhì)。在某些情況下,納米顆粒藥物還能夠幫助降低血漿藥物濃度峰值,也能防止血漿藥物濃度降低至有效治療濃度之下。目前美國的專利法允許對老藥的新劑型申請專利,納米技術(shù)就能夠為已經(jīng)存在的化合物提供新的劑型。這些新劑型能夠獲得FDA和PTO的批準。只要老藥的納米劑型能夠滿足專利性的要求,就能申請專利。在美國,創(chuàng)新性的藥釋系統(tǒng)本身也可以申請專利。創(chuàng)新性的藥釋系統(tǒng)能夠幫助制藥公司對已經(jīng)專利過期或即將過期的化合物設(shè)計出新劑型。這種策略能夠拖延或打擊非專利藥對過期專利藥的沖擊,尤其是當改進劑型的藥物優(yōu)于原專利藥時。實際上,這種策略也延長了原專利藥物的生命周期,通常也被稱為“常綠化”策略。
3.2納米藥釋系統(tǒng)專利的審批和申請
3.2.1納米藥釋系統(tǒng)新藥的審批應(yīng)當指出的是,把已有藥物改造為納米藥物通常會導致產(chǎn)生創(chuàng)新性的新化學實體(NCE),因為納米藥物與原藥物的藥代動力學數(shù)據(jù)是完全不同,換句話說,就是不具有生物等效性,因此納米制藥公司并不能通過縮短的新藥申請(ANDA)來通過FDA的審批。
3.2.2納米藥釋系統(tǒng)專利的專利性審查標準我們現(xiàn)在還很難判斷,納米顆粒專利是否也將會面臨電子商務(wù)和生物技術(shù)曾經(jīng)面臨的專利障礙。電子商務(wù)與生物技術(shù)專利最初是被認為不具有專利性的。無論如何,基于納米顆粒的藥物劑型和其他納米發(fā)明一樣,只要滿足專利性的要求就可以申請專利。在美國,大小本身并不是專利性的標準,某個裝置或方法如果只在大小上發(fā)生了改變,并不能使其具有專利性。事實上,法條中已經(jīng)明確規(guī)定:如果僅對某種物質(zhì)、裝置的大小加以限定并不足以使其與現(xiàn)有技術(shù)相區(qū)別而具有專利性。美國聯(lián)邦巡回法院(CAFC)也認為:如果權(quán)利要求中描述的發(fā)明僅大小上與現(xiàn)有技術(shù)相區(qū)別,而在作用上與現(xiàn)有技術(shù)沒區(qū)別,那么,這項發(fā)明就不具有新穎性。也就是說,具有納米級量綱的物質(zhì)也必須具有新的功能才具有專利性。此外,產(chǎn)品發(fā)明者還必須能夠證明他們的發(fā)明對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,不是顯而易見的。
3.2.3納米藥釋系統(tǒng)專利申請中的困難——證明具有非顯而易見性嵋。對已有藥物的新劑型申請專利,最大的困難就是證明該項發(fā)明的非顯而易見性。FrO常認為,新的藥物劑型不過是藥物的優(yōu)化,因此,并不具有可專利性。如果劑型中改變的只不過是成分,并且新增的成分曾經(jīng)被用在其他的劑型中,產(chǎn)生能夠預(yù)期的作用,這種觀點當然是很有道理的。專利申請者要想說服審查員所申請的劑型不具有顯而易見性,就必須證明該劑型具有意想不到的優(yōu)點或改進。例如,降低毒性、增加生物利用度或改變生物利用度、改變藥物穩(wěn)定性、溶解度或活性。這就需要在專利申請中遞交相關(guān)的試驗數(shù)據(jù),其中還包括與申請的劑型最接近的現(xiàn)有技術(shù)中的劑型的試驗數(shù)據(jù)。這樣,專利申請者就能夠證明自己的發(fā)明具有創(chuàng)新性。由于納米微粒藥物的現(xiàn)有技術(shù)還不是很成熟,納米微粒的性質(zhì)也常常是很難預(yù)測的,因此證明納米藥物與傳統(tǒng)藥物相比具有意想不到的優(yōu)點,從而獲得專利授權(quán)是相對容易的。然而,隨著納米藥物現(xiàn)有技術(shù)的不斷增加,這種專利申請的趨勢終將會改變,也將會有越來越多的有關(guān)納米技術(shù)的專利、法律問題顯現(xiàn)出來。
4美國納米醫(yī)藥專利體系存在的問題
4.1納米技術(shù)的定義不準確納米技術(shù)面臨的一個問題是專家們對納米技術(shù)的定義見仁見智。納米技術(shù)是個概括性用語,它被用于定義產(chǎn)品、過程和特征,并覆蓋了物理、化學和生命科學。美國國家納米技術(shù)計劃(NNI)中采用的納米技術(shù)的定義是被引用最廣泛的一種定義:“1~100nm尺寸問的物體,其中能有重大應(yīng)用的獨特現(xiàn)象的了解與操縱?!比欢?,一些專家反對給納米技術(shù)限定如此嚴格的定義,他們認為應(yīng)該強調(diào)數(shù)值范圍的連續(xù)性而不是納米到微米的界限。很顯然,NNI的定義排除許多微米級的方法和材料,而許多納米科學家都把微米量綱也納入了納米技術(shù)的范疇。實際上,許多政府機構(gòu)都面臨如何選用納米技術(shù)的定義的問題。例如,F(xiàn)DA、PTO都采用了小于100nm的定義,也就是NNI的定義。這種定義就帶來了許多麻煩,這不僅給納米專利統(tǒng)計工作帶來了困難,同時也給正確評估納米技術(shù)的科學、法律、環(huán)生墾塹墊盤查!!塑生笙!!鲞篁!!塑境、管理和倫理學問題帶來了麻煩。由于納米技術(shù)需要許多技術(shù)的集合,每項技術(shù)又都有不同的特征和應(yīng)用。小于100nm的大小可能對于納米成像公司來說非常重要,因為量子效應(yīng)直接依賴于粒子的大小。但是,這種大小的界限對于制藥公司可能并不十分重要,因為從成分、劑型和有效性的角度來說,大于100nm的尺度也許才能獲得某些理想的性質(zhì)(如提高生物利用度、降低毒性、減少劑量、增強溶解度等)。有些專家指出,納米技術(shù)并不是什么新的概念,因為許多生物分子都與納米物質(zhì)具有相似的大小。例如,肽分子的大小與量子相當(<10nm),一些病毒與用于藥釋系統(tǒng)的納米微粒的大小類似(<100nrfl)。因此,大多數(shù)分子藥物和生物技術(shù)都可以納入到納米技術(shù)的分類中。因此,一些研究者建議納米技術(shù)的定義中對納米微粒的定義不應(yīng)僅僅局限于大小本身。歐洲科學基金會對醫(yī)藥領(lǐng)域的納米技術(shù)作出了如下的定義:“采用分子手段和知識用于診斷、預(yù)防和治療疾病,改善人們健康的科學和技術(shù)?!边@種定義沒有局限于分子的大小,而是強調(diào)了對納米材料的可控性操作是否能夠帶來醫(yī)療效果的改進。對于這個問題,也有學者提出,在納米醫(yī)藥領(lǐng)域,不應(yīng)該采用NNI的有關(guān)大小的限制,而應(yīng)該把納米技術(shù)應(yīng)被稱為“微型技術(shù)”更加合適,這樣才能把納米技術(shù)和顯微技術(shù)都包括在內(nèi)。
4.2納米技術(shù)的定義不準確導致專利分類產(chǎn)生偏差2004年11月,PTO公布了一個納米技術(shù)的初步分類(被稱為第977類),并且還正在不斷補充977類下面的小類。2006年,12月,PTO把大約4500項專利申請納入了第977類中。然而,這個數(shù)字實際上只是很粗略的估算,低于實際的納米技術(shù)專利申請數(shù)量。這主要是因為FrO借用了NNI的非常狹窄的定義用于專利分類,就導致了專利分類系統(tǒng)產(chǎn)生偏差,尤其是對納米醫(yī)藥和生物納米技術(shù)有關(guān)的發(fā)明進行分類時,偏差就更加明顯。另外,這種分類標準既不能很好地體現(xiàn)納米醫(yī)藥發(fā)明特有的特征,也很難體現(xiàn)出納米醫(yī)藥所包含的跨學科特征。PTO利用這種具有明顯偏離的分類系統(tǒng)篩選出的幾千項專利并沒有達到當初建立977分類的目的,而當初的目的是:統(tǒng)計納米技術(shù)領(lǐng)域的專利申請數(shù)量和授權(quán)數(shù)量、方便專利審查員和專利人進行納米技術(shù)專利的檢索。
4.3在納米醫(yī)藥領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)檢索中存在的問題和挑戰(zhàn)
4.3.1審查員的檢索資源和水平有限在納米醫(yī)藥領(lǐng)域的檢索中也存在著各種各樣的問題。例如,一些專家認為PTO缺乏有效檢索納米醫(yī)藥現(xiàn)有技術(shù)的自動檢索工具。另外,他們的數(shù)據(jù)庫可能存在數(shù)據(jù)遺漏的問題。雖然,納米醫(yī)藥專利的申請已經(jīng)有顯著增加,但是大多數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)都被發(fā)表在雜志或書中。網(wǎng)站中的信息和公開的專利文獻只是作為輔助的信息。而很多非專利文獻,專利審查員是很難獲得的,一方面是由于PTO并沒有訂購相關(guān)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫,另外一方面有些審查員在檢索方面還不是非常專業(yè)。結(jié)果,專利審查員很可能會漏掉一些現(xiàn)有技術(shù)。這個問題可能并不僅僅是納米醫(yī)藥專利審查中存在的問題,在其他技術(shù)領(lǐng)域的專利審查中也很常見。
4.3.2檢索詞難以確定由于目前廣泛使用的納米技術(shù)的定義常常相互重疊,就使對納米技術(shù)相關(guān)專利的檢索比其他技術(shù)領(lǐng)域的檢索更加復雜。不同的檢索詞可能指的是相同的納米材料和結(jié)構(gòu)。例如,“nanofibers”、“fibrils”和“nanotubes”都可以代表多層碳納米管,“singleshellnanocylinders”,“bucky—tubes”,“nanowires”and“nanotubes”都可以代表單層碳納米管,因此要想精確作出納米技術(shù)的專利地圖是非常困難的。
4.3.3有些文獻存在“假象”事實上,有些發(fā)明者在專利或出版物常常會把自己的發(fā)明撰寫得十分隱蔽,以使自己潛在的競爭對手不會注意到他們的技術(shù)。另一方面,有一些具有商業(yè)頭腦的發(fā)明者或發(fā)明的受讓人,會把帶有納米的詞匯加納入到他們的專利或出版物中,以便獲得較強的市場競爭力。因此,要在現(xiàn)有技術(shù)中找到真正的納米技術(shù),不但需要在檢索專利和商業(yè)數(shù)據(jù)庫時巧妙地選擇關(guān)鍵詞和專利分類代碼,還要經(jīng)過納米技術(shù)專家的篩選,才能檢索到最全面、最可靠的現(xiàn)有技術(shù)。十幾年來,許多國家的專利局都面臨著接受大量納米醫(yī)藥相關(guān)專利申請的問題,PTO也不例外。隨著納米醫(yī)藥專利申請量的增多,其授權(quán)量也在不斷猛增。但是由于PTO沒能很好地解決審查工作質(zhì)量低、專利授權(quán)量失控性猛漲以及職業(yè)道德降低的問題,將會對越來越緊迫的納米醫(yī)藥的專利問題帶來嚴重影響。歸納起來,PTO目前正面臨的問題有:①審查員由于所能接觸到的現(xiàn)有技術(shù)和檢索水平有限,不能保證對每項納米醫(yī)藥專利申請進行充分審查,做一】556一生墾塹塹苤查!!塑生笪!!鲞箜!!塑出授權(quán)決策依據(jù)的信息也往往有限。②審查員缺乏。③資金缺乏。④審查員的薪水只與審查數(shù)量掛鉤,而不考慮審查質(zhì)量,所以,審查質(zhì)量低。⑤除了聘請過少數(shù)專家開展有關(guān)納米醫(yī)藥講座外,幾乎沒有聘請過外部的法律和技術(shù)專家。⑥Fro并不要求其審查員具有很高的學歷。⑦沒有專門針對納米醫(yī)藥專利審查的培訓教程和審查指南。
篇6
[論文摘要]當今世界經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進入了一個新的歷史階段,即知識經(jīng)濟時代。在知識經(jīng)濟時代,高科技產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟增長的第一支柱產(chǎn)業(yè)。當代國際社會的競爭,是綜合國力的競爭,是科學技術(shù)的競爭。而高科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今國際競爭的焦點和大國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點。
目前世界經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進人了一個新的歷史階段,即知識經(jīng)濟時代。在知識經(jīng)濟時代,高科技產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟增長的第一支柱產(chǎn)業(yè)。當代國際社會的競爭,是綜合國力的競爭,是科學技術(shù)的競爭,而高科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今國際競爭的焦點和大國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點。冷戰(zhàn)結(jié)束前后,許多國家特別是以美國為代表的發(fā)達國家,就開始強化研究開發(fā)投資、推動高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展,奪取下個世紀產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)制高點,并將其作為各自國際競爭戰(zhàn)略的核心和國家戰(zhàn)略的重點。
隨著亞洲金融危機的爆發(fā),世界各國普遍意識到,除了外部因素外,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理也是導致本次危機的一個重要因素。作為世界經(jīng)濟發(fā)展的前沿,高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國際競爭將更加白熱化??梢灶A(yù)見,誰搶先把握高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動權(quán),誰就將在這一輪大調(diào)整中搶占優(yōu)勢地位,在這次危機過后取得經(jīng)濟發(fā)展的主導權(quán)。世紀之交高科技發(fā)展的趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
(一)信息技術(shù)將充分發(fā)揮前導作用。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,它將更好地起到前導和統(tǒng)領(lǐng)作用,滲透到各個領(lǐng)域。信息技術(shù)將促進工業(yè)自動化、金融自動化、辦公自動化、服務(wù)自協(xié)化,使整個社會的生產(chǎn)方式、生活方式等發(fā)生深刻變化,不但大大提高社會的運行速度和效益,同時也會改變?nèi)藗兊臅r空觀念。
在巨大的全球性信息網(wǎng)絡(luò)上,日本商人正躍躍欲試,積極研究對因特網(wǎng)商業(yè)價值的開發(fā)與利用。當前,日本企業(yè)開設(shè)的主頁(Ho~一page)已經(jīng)涵蓋了有商業(yè)價值的電子讀物、廣告、招聘信息、重大商業(yè)活動信息、金融服務(wù)、住處檢索服務(wù)、通訊販賣等方面。關(guān)聯(lián)企業(yè)之間利用因特網(wǎng)進行即時信息交換和推銷訂貨業(yè)務(wù),使效率大為提高。由于因特網(wǎng)是直接連通個人用戶的,所以,因特網(wǎng)上的商務(wù)活動將首先在與個人相關(guān)的經(jīng)營領(lǐng)域中活躍起來,地域性的網(wǎng)上商務(wù)活動將先于跨國商務(wù)活動而得到發(fā)展。從技術(shù)上講,信息通訊革命是計算機與通訊的結(jié)合,不過,數(shù)字化與光纖通訊網(wǎng)的完善,以及衛(wèi)星的利用,才使大量信息即時、雙向傳遞成為可能。隨著軟件開發(fā)的擴展,多媒體產(chǎn)業(yè)正在形成巨大的新消費市場。日本當前正在加緊開發(fā)多媒體技術(shù),其應(yīng)用范圍將涵蓋汽車制造業(yè)(在汽車中安裝電視接收及衛(wèi)星導航裝置等)、流通業(yè)、教育和宗教界、廣告與出版和印刷業(yè)等??梢灶A(yù)料,通過將計算機、電子游戲、MTV}VCD與通訊、電視結(jié)合起來,將極大地改變以往的住處傳播方式。
隨著微電子、光電子技術(shù)及納米技術(shù)的進步,衛(wèi)生通信、遙感和全球定位系統(tǒng)、寬頻帶高速數(shù)字綜合網(wǎng)絡(luò)、信息壓縮與高速傳輸、人工智能、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等前沿技術(shù)將取得進展,人類將逐漸地全面進人信息時代。為此,各國對信息技術(shù)的開發(fā)十分重視,如美國就確定了2010年前重點開發(fā)的10項電子信息技術(shù),它們是虛擬現(xiàn)實技術(shù)、高清晰度電視和顯示器、光子學與光電子學、定點通信、X射線光刻技術(shù)、多芯片模塊、超導技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、語言和圖形識別、人工智能。美國為繼續(xù)它在信息技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,已加強了計算機網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)力度。美國前總統(tǒng)克林頓于1998年2月在其1999財政年度政府預(yù)算方案中提出,聯(lián)邦政府將投資1.1億美元以加快“新一代因特網(wǎng)”計劃的全面實施。“新一代因特網(wǎng)”計劃于1996年10月提出,其主要目的是開展先進網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域。該計劃的實施時間為5年。計劃完全實施后,將徹底更新遍布美國的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使其以比目前因特網(wǎng)快100(〕倍的速度傳信息,從而實現(xiàn)聲音、圖像信號的實時傳遞。
(二)生物技術(shù)將加速商品化。生物技術(shù)是21世紀技術(shù)的核心,生物技術(shù)正在影響社會,深人人們的生活。1996年度諾貝爾獎獲得者、美國化學家羅伯特·柯爾說:“本世紀是物理學和化學的世紀,下個世紀顯然是生物學的世紀?!?/p>
目前,生物技術(shù)已成為高新技術(shù)領(lǐng)域的重要部分,世界各國有100(〕多家公司、研究所或大學從事生物技術(shù)的研究和開發(fā),美國、日本、英國等國走在前列?;虻姆蛛x、拄增、重組以及體細胞的克隆技術(shù)都已實現(xiàn),某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)探明。快速繁殖脫毒、組織培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎切割和單克隆抗體等技術(shù)已進人實用階段。
科學家已從單個基因的測序轉(zhuǎn)到有計劃、大規(guī)模地測繪人類、水稻等重要生物體的基因圖譜。水稻等重要農(nóng)作物基因組計劃的成功實施及基因工程技術(shù)的深人研究,將發(fā)生新的農(nóng)業(yè)革命。全世界已有6000多項農(nóng)作物方面的生物技術(shù)研究成果進人田間試驗,抗蟲害的轉(zhuǎn)基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美國和加拿大的數(shù)百萬公頃土地上試種。菲律賓國際水稻研究所育成的“超級稻”,在3年內(nèi)可推廣種植,它可以使水稻單產(chǎn)提高20%-25%。美國提出了“向生物技術(shù)要產(chǎn)量”的口號,美國南伊利諾伊大學的科學家正在進行抗病育種的研究工作,1997年時已育成6個能自體抗病的農(nóng)作物新品種,該校目前正集中力量培育能自體抗病的黃豆新品種。
正在實施中的人類基因組項目將在本世紀初完成,這將極大地推動醫(yī)學領(lǐng)域的研究活動,有利于人們的健康。許多危害人類的疾病,如心血管病、癌癥、艾滋病、糖尿病等,將得到有效的預(yù)防、治療和控制。美國有數(shù)十家公司已用“合理藥物設(shè)計”法設(shè)計超級藥物,這種方法能把生物技術(shù)和化學緊密地結(jié)合起來,研制的超級藥物能醫(yī)治目前藥物不能醫(yī)治的癌癥、艾滋病和多發(fā)性硬化病等多種致命疾病,有的已經(jīng)進人人體試驗階段。專家們預(yù)計,這方面的研究將對遺傳機制、發(fā)育機制和免疫機制有更多的了解,而且對了解生物進化過程也有重大的意義。
克隆技術(shù)是一個具有劃時代意義的重大科技突破,1997年英國克隆的“多莉”羊的出生,引起世界范圍的高度重視,科學家認為它預(yù)示著“21世紀人類將全面進人克隆時代”??寺〉谋疽馐侵笩o性繁殖,即復制、拷貝生物,而不用依靠父母來繁殖。采用克隆技術(shù),可以加快良種家畜物業(yè)的繁殖,從而有可能使畜牧業(yè)發(fā)生一場革命;克隆技術(shù)可以培養(yǎng)出一批批優(yōu)質(zhì)的牛羊品種,以滿足人們的需要;可以拯救瀕危野生動物,保持生態(tài)平衡;可在醫(yī)學領(lǐng)域大量生產(chǎn)人們所急需的許多名貴藥品。此外,采用克隆技術(shù),可以對植物的細胞、組織或器官等進行克隆,改變“靠天吃飯”的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)??寺〖夹g(shù)的發(fā)展將會改變?nèi)祟惖纳姝h(huán)境,大大造福于人類。
生物技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合,也逐漸成為生物技術(shù)領(lǐng)域的新趨勢。生物芯片計算機正在研制之中,美國艾菲梅特里克斯公司宣布用DNA成功地制成生物芯片,可用于讀取活組織基因進化而來的涌動信息流。這是生物技術(shù)與計算機技術(shù)融合的結(jié)晶。
(三)新材料得到廣泛采用。科學家和工程學家預(yù)測,21世紀的新材料將向著不同材料復合方面發(fā)展,研制的一種性能優(yōu)于母體單體材料的“先進復合材料”將是解決適應(yīng)各高技術(shù)的特殊需要的全新概念的新材料技術(shù)。本世紀材料科技的發(fā)展具有功能化、復合化、智能化特征,最活躍的將是信息功能材料、納米材料、高等陶瓷、生物材料、復合材料等。具有高比強度、高比剛度、耐高溫高壓、耐磨耐蝕等極端條件的結(jié)構(gòu)材料、智能材料等也將進一步受到重視而獲得新的發(fā)展。
新材料發(fā)展的經(jīng)歷和趨勢表明,新材料技術(shù)對包括信息技術(shù)、生物技術(shù)在內(nèi)的其他高技術(shù)的突破和發(fā)展起著基礎(chǔ)作用,專家們預(yù)測新材料產(chǎn)業(yè)正在有力地推動世界新的產(chǎn)業(yè)革命。德國分析了世界各國高技術(shù)發(fā)展計劃,總結(jié)出21世紀九大重點領(lǐng)域,首選是先進材料,其次是納米技術(shù)、微電子學、光子學、微系統(tǒng)工程、軟件與計算機模擬、分子電子學、細胞生物技術(shù)、生產(chǎn)與管理工程。在這9個領(lǐng)域中列出多個課題,其中屬于先進材料的有2}’項,在其他領(lǐng)域中與材料直接相關(guān)的課題有27項,如納米技術(shù)的納米材料、微電子學中的信息存儲微電子材料、高溫超導材料等。在未來高技術(shù)課題中,有關(guān)先進材料的課題占60%以上。
隨著科技的發(fā)展特別是信息技術(shù)的發(fā)展,人們將越來越多地利用計算機來設(shè)計新材料,目前材料設(shè)計已日益發(fā)展成為現(xiàn)代材料科技中一個重要的基礎(chǔ)領(lǐng)域。材料設(shè)計大體上可分成以下幾大類:在數(shù)據(jù)庫知識庫基礎(chǔ)上,利用計算機進行性能預(yù)報;利用計算機模擬提示材料微觀結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系;在突破已知理論或總結(jié)實驗規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出新概念并采用新技術(shù)來研制新材料;深人研究各種條件下材料的生長過程,探索和開創(chuàng)合成材料的新途徑;選定重點目標,組織多學科力量聯(lián)合設(shè)計某種新材料。
(四)環(huán)保技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為競爭熱點。在21世紀,人類將更加普遍、理性、科學地節(jié)制生育和消費,更加重視人類的生存環(huán)境和質(zhì)量,注重保護自然界動植物的多樣性和自然生態(tài),重視地球上有限資源的合理利用和可再生循環(huán)。
隨著環(huán)保觀念和持續(xù)發(fā)展觀念的日益深人人心,各國環(huán)保投資不斷增長,越來越多的國家力求在環(huán)保產(chǎn)業(yè)和環(huán)保市場獲得優(yōu)勢,環(huán)保技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為國際競爭的又一個熱點。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,開發(fā)水土保持型生態(tài)農(nóng)業(yè)已成為根治環(huán)境惡化、發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要手段。這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,是以水土保持為主要手段,以恢復良性生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)為中心,形成高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),達到生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一。目前世界許多地方荒漠化嚴重蔓延,在這個地區(qū)建立水土保持型生態(tài)農(nóng)業(yè),能根治環(huán)境惡化,提高系統(tǒng)生產(chǎn)力,這是今后的發(fā)展方向。
各發(fā)達國家空前重視開發(fā)環(huán)保技術(shù),目前,一場爭奪環(huán)保技術(shù)制高點的國際競爭十分激烈。在無氟制冷技術(shù)上,美國和西歐之間展開爭奪;在資源回收方面,日本和西歐互相競賽。為了在競爭中獲得優(yōu)勢,美國微軟公司、日本、西歐在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中大量應(yīng)用計算機技術(shù)和新材料,開發(fā)科技含量高的環(huán)保產(chǎn)品。
科學家們還在環(huán)保領(lǐng)域大量采用生物技術(shù),以遏制環(huán)境繼續(xù)惡化的趨勢。目前開發(fā)的主要技術(shù)有:用生物方法處理污水;用微生物脫硫防治大氣污染;用細菌降解清除污染物;用無污染生物農(nóng)藥防治農(nóng)作物蟲害;培育抗病蟲害農(nóng)作物;開發(fā)實用的生物降解塑料。
(五)宇宙開發(fā)將空前活躍。航開技術(shù)在經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展后,將加快實用化和商品化的步伐,發(fā)展各種更先進的實用人造衛(wèi)星。迄今為止,僅美國和前蘇聯(lián)就發(fā)射了近500顆人造衛(wèi)星。本世紀初,各國計劃發(fā)射的衛(wèi)星將超過100()顆,其中通信衛(wèi)星、全球定位衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星被認為最有商業(yè)發(fā)展前途。此外,開發(fā)月球資源和擴大太空生產(chǎn)能力將成為現(xiàn)實,星際遠航也將踏上新的征途。如果進展順利,人類有可能在21世紀20年代實現(xiàn)月球采礦的計劃。
篇7
生物領(lǐng)域是一個非常龐大的體系,在開發(fā)與應(yīng)用上目前是比較保守的,可以說是粗礦階段,有些甚至是通過一般的加工技術(shù)來上市展開,所以價值鏈條遠遠沒有達到預(yù)期的效果,我們在市場上看到的產(chǎn)品也是比較低級的,高含量與高產(chǎn)出均沒有突破,市場也在搖晃當中。那么傳統(tǒng)生物領(lǐng)域當中,中藥生物領(lǐng)域又有什么作為呢?對于那些以生物工程技術(shù)為主體的生物產(chǎn)品市場前景如何?生物中藥營銷如何展開?相關(guān)的生物概念又如何定義呢?需要就整體的格局加以分析,對生物制品所隱藏的巨大能量怎么才能轉(zhuǎn)換成為市場銷售動力?急需要加以理清其中的關(guān)系。
就現(xiàn)在看中藥生物體系,集中可以理解的含量并沒有為消費者所營造一個好的消費環(huán)境,從正面了解生物制品的渠道并不是很暢通,目前了解到的所有產(chǎn)品概念當中,只是簡單表述產(chǎn)品是通過生物工程技術(shù)加工而成,無法確定這個技術(shù)在產(chǎn)品功效上的優(yōu)越性,對市場推廣造成一定的影響,從某種意義上說,消費者是不能夠了解到這個技術(shù)對自己的作用有多少,也就是在整體銷售上缺少這樣一個可以驗證的環(huán)節(jié),所以生物制品的銷售是有缺陷的。
下面就中藥生物制品在市場營銷中需要面對的,或者需要調(diào)整的作一些分析。
一、中藥生物制品的市場營銷缺陷
問題:生物制品在上市同時,主要還是以傳統(tǒng)營銷方式進行的,缺少對市場整體性的開發(fā)與利用,一種可以宣傳、可以加以推廣的生物概念沒有有效傳播,加上產(chǎn)品市場化步伐的不夠快捷,導致對生物產(chǎn)品的應(yīng)用效能低下,無法形成合力,無法在統(tǒng)一的領(lǐng)域里加以運作。
改進建議:營銷是一個產(chǎn)業(yè)或者領(lǐng)域是否成功的晴雨表,生物制品在營銷上的缺陷是非常明顯的,如何把生物制品科技含量提升到一個新的高度,通過積極主動的推廣手段,比如利用生物技術(shù)的會,逐步建立可以信賴的產(chǎn)品構(gòu)架體系,甚至是比較鮮活的產(chǎn)品市場化宣傳與推廣,無須再對整個生物領(lǐng)域或者技術(shù)“集約”化,與一般的產(chǎn)品同樣上市運做,這樣反而體現(xiàn)不出生物領(lǐng)域的優(yōu)越性,因此,可以通過反方向的辦法,統(tǒng)一在生物領(lǐng)域上展開一種比較特殊的營銷路子,就象納米技術(shù)領(lǐng)域,始終集中在科普教育推廣是一條產(chǎn)業(yè)鏈條的中心。
二、中藥生物制品的技術(shù)領(lǐng)先含量質(zhì)疑
問題:生物領(lǐng)域的寬泛技術(shù)被濫用或者技術(shù)的無法考量性是直接影響到中藥生物制品的局限性,無法對整個技術(shù)給予有力的市場支持,在轉(zhuǎn)化當中,中藥需要的技術(shù)讓消費者體會不到實際價值,所以現(xiàn)在對于生物技術(shù)市場化要與技術(shù)本身互相銜接,讓技術(shù)在產(chǎn)品中發(fā)揮應(yīng)有的功效。
改進建議:沒有一種技術(shù)的轉(zhuǎn)化可以是單獨的,中藥生物技術(shù)在轉(zhuǎn)化上無法把傳統(tǒng)的加工技術(shù)互相分開,所以要想在整個消費領(lǐng)域中有一個比較清晰的認識,需要對這種技術(shù)推廣應(yīng)用在傳播上“平民”化,加強通過說教與實際應(yīng)用互相銜接,比如,建立可以互動的檢測體系,就是通過生物技術(shù)加工的產(chǎn)品可以是檢測與互動的,就象在包裝上、產(chǎn)品使用便捷上,使用效果上等比較有自己的特色,讓技術(shù)說話與面對面的市場檢驗,可以更加體現(xiàn)一種技術(shù)的完整性,當然技術(shù)是隱性的,但越是隱性,越需要加以展示與通過合理途徑加以推廣,那么這項技術(shù)就有機會在產(chǎn)品的使用上有所收獲。
三、中藥生物技術(shù)目前的市場價值無法得到解釋
問題:現(xiàn)在許多企業(yè)在生物技術(shù)上好象沒有什么秘密可以保留,誰都在說,誰都在用,甚至誰都在嫁接使用,問題是現(xiàn)在沒有哪一家企業(yè)在生物領(lǐng)域中有非常高的技術(shù)含量,能夠出現(xiàn)一些比較新的產(chǎn)品加以推廣到市場中去,是否生物技術(shù)的升級需要展開及時有效的替代,讓更新一代的生物技術(shù)來帶動整個領(lǐng)域的發(fā)展。
改進建議:要區(qū)別在一般或者低級的生物領(lǐng)域技術(shù)上,需要在技術(shù)的更新有一個新的突破,根據(jù)現(xiàn)在市場的走勢看,傳統(tǒng)工藝加工的生物技術(shù)在中藥領(lǐng)域慢慢會失去應(yīng)用的價值,因為基因技術(shù)、納米技術(shù)的同等級別的發(fā)展已經(jīng)超越現(xiàn)有的生物技術(shù),市場在逐步淘汰比較粗糙的加工技術(shù),如果在營銷與技術(shù)改進上,生物技術(shù)無法得到消費者滿足,那么肯定將被其它技術(shù)加以接替,中藥領(lǐng)域的加工技術(shù)更加需要有所突破,所以現(xiàn)有的生物技術(shù)公司需要著眼對生物技術(shù)加以升級、合并或者改造,適應(yīng)于對整個市場化的運做。
篇8
出 版 社:中信出版社
作 者:盧俊卿、仇方迎、柳學順
人類社會因政治目標、經(jīng)濟利益、文化差異的不同而發(fā)生撞擊。現(xiàn)在同住一個地球村里的人類要同舟共濟,建立相互包容的低碳發(fā)展的綠色新秩序!
簡介
由盧俊卿、仇方迎、柳學順合作完成的這部作品,首次提出人類文明的第四次浪潮是綠色文明,并從“綠色公民”、“綠色發(fā)展方式”、“綠色生產(chǎn)力”、“綠色能源”、“綠色科技”、“綠色消費”、“綠色文化”、“綠色政治”、“綠色軍事”等方面對“綠色文明”做出全新的闡釋,很多創(chuàng)新性見解和顛覆性思維得到了專家學者的積極評價:“這部作品的立意和內(nèi)涵均好,高屋建瓴,力沉千鈞,具有時代性、學術(shù)性、先導性的特質(zhì)?!?/p>
賞析
縱觀人類社會的發(fā)展史,我們會發(fā)現(xiàn):每一次技術(shù)革命都對客觀世界認識產(chǎn)生一次飛躍。每一次技術(shù)革命浪潮的興起,都使人類改造自然的能力和推動社會發(fā)展的力量提升到一個新的水平。
第一次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命,使人類由茹毛飲血的狩獵時代步入了農(nóng)耕時代;第二次工業(yè)技術(shù)革命,機械化的生產(chǎn)代替了手工操作,生產(chǎn)效率得到極大提升;第三次信息技術(shù)革命,信息技術(shù)的發(fā)展把人類世界變成一個萬物互聯(lián)的地球村。
第四次浪潮將會是什么呢?有人認為是生物技術(shù)革命。生物技術(shù)不僅可以改變?nèi)祟惿娴耐獠凯h(huán)境,生物技術(shù)的新發(fā)展已打破了生物之種間、屬間甚至界間的界限,使人類進入了按己所需去改造甚至創(chuàng)造新物種的偉大時代。也有人認為是納米技術(shù)革命。納米技術(shù)將會極大程度改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?,納米技術(shù)與21世紀的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、經(jīng)濟、科教、醫(yī)藥、環(huán)保、生活等諸方面有著密切的關(guān)系。
還有人認為是低碳化浪潮。二氧化碳排放過度帶來的溫室效應(yīng),對全球環(huán)境、經(jīng)濟,乃至人類社會都產(chǎn)生了巨大影響,嚴重危及人類生存。為解決共同危機,希望著重在七個方面(能源、交通、建筑、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)、消費)來實現(xiàn)“低碳化”是一條解決環(huán)境危機的根本途徑,也是人類發(fā)展的必由之路。
觀點繁多、不一而足。但歸納起來,我個人傾向于第四次浪潮是綠色文明。
本書主撰者盧俊卿曾指出:“綠色文明本是人類文明進程的全新階段,具有特定的內(nèi)涵和外延,現(xiàn)在卻出現(xiàn)了嚴重的誤讀和曲解。有些人把它僅看作是一項環(huán)境保護措施,有些人認為它是可望而不可及的綠色烏托邦,甚至它被斷章取義為某些政治家的口號、某些企業(yè)家的商標、某些演說家的脫口秀節(jié)目。
實際上,綠色文明是關(guān)乎整個人類生死存亡的路徑選擇,是人類從自殺式生存到永續(xù)生存的拐點,是人類拯救地球和自我救贖的最后機會,和每一個地球村的村民休戚相關(guān)?!彼€預(yù)言:“不管白貓、黑貓,都將成為綠貓;不管白領(lǐng)、藍領(lǐng),必須成為綠領(lǐng)。綠潮難擋,適者生存!”諸位是否覺得有點“危言聳聽”?
篇9
關(guān)鍵詞:納米技術(shù);生物醫(yī)學;應(yīng)用;機遇;挑戰(zhàn)
隨著科技的進步,納米技術(shù)在生物醫(yī)藥和科學技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域,對于臨床醫(yī)學和基礎(chǔ)醫(yī)學的發(fā)展起到了積極的推動作用。雖然在不少科學家和醫(yī)學研究家們對納米技術(shù)進行了詳細的研究,并將其運用于生物醫(yī)學領(lǐng)域,取得了不錯的成效。但是對于納米技術(shù)的研究還不夠深入,相較于發(fā)達國家而言,我國的納米醫(yī)學技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段。需要對納米醫(yī)學技術(shù)在今后發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)進行分析。
一、納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
(一)納米生物學
納米生物學是以納米作為尺度,其研究內(nèi)容主要包括:其一,細胞器結(jié)構(gòu)、細胞器功能。比如細胞核和線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分析。其二,交換細胞信息,包括生物體的物質(zhì)、細胞能量信息等。其三,針對生物反應(yīng)問題,對其反應(yīng)機理問題進行研究和分析。比如有關(guān)于生物復制和生物調(diào)控的機理分析。其四,發(fā)展分子工程。包括納米生物分子機器人和信息處理系統(tǒng)等。將納米顯微術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以為生物學家研究進行研究提供技術(shù)支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡稱SPMs,中文簡稱掃描探針顯微鏡,這是一種新型的納米生物技術(shù),標志著顯微技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展。除此之外,掃描顯微鏡(STM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較小、不復雜,因此操作流程較為簡單,生物學家可以借助掃描顯微鏡展開原子級分辨探究,從而提高生物細胞觀測能力和分辨能力。仔細觀察原子級的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于進一步探索和研究生物原子微觀知識具有推動作用。在自然條件下,利用掃描顯微鏡可以對生物的蛋白質(zhì)、多糖等分子展開直接觀察。借助STM彈道電子發(fā)射電鏡可以對單個原子進行操作,這是一種典型的人工改變單個生物結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的行為方式。這種方式可以實現(xiàn)治療疾病這一超前設(shè)想。
(二)生物醫(yī)學工程
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以幫助傳統(tǒng)醫(yī)生解決復雜的難題。比如納米機器人和生物傳感器。納米機器人簡稱分子機器人,是酶和納米齒輪的結(jié)合體,將其引入生物科學領(lǐng)域,能夠充當微型醫(yī)生一角,為醫(yī)生解決以前的疑難雜癥問題。這種納米機器人不僅可以直接注入血液,還可以成為一種傳輸身體健康與否的工具。一方面,血液在傳輸過程中能夠判斷分子機器人的健康狀況,機器人能夠獲得能量,達到疏通血管血栓的目的。另一方面,醫(yī)生通過外界信號編制好的程序能夠探知和殺死人身體中的癌細胞,從而全面系統(tǒng)地監(jiān)視身體構(gòu)造和疾病情況。這種先進醫(yī)學工程能夠為現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。除此之外,利用納米技術(shù)還可以進行器官的修復工作,比如對修復的器官進行整容手術(shù)或者基因配置,從而將錯誤或者不符合的基因去除,引入正確的染色體裝置,進而保障機體的健康運作。
(三)納米治療技術(shù)
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域是一場全新的革命運動,能夠在日后的臨床治療方面起到一定的積極作用。比如德國柏林“沙里特”臨床醫(yī)院,早先就有過利用納米技術(shù)治療癌癥的成功案例。研究人員將氧化鈉納米微粒注入鼠類的腫瘤里,然后將他們放置在磁場中。由于受磁場的影響,患有腫瘤的鼠類的溫度會隨著納米微粒升溫而增加。實踐表明,納米微粒在可變磁場中的溫度能夠上升到46℃。這樣的高溫足夠?qū)┘毎麣⑺?。腫瘤附近的機體組織是健康的,沒有受損壞,因此納米微粒不會燒毀這些健康組織,健康組織的溫度也不會受到傷害,這就需要研究人員將目光轉(zhuǎn)移到人體試驗中,實現(xiàn)消除人體癌癥的目的。
二、納米技術(shù)在生物醫(yī)學領(lǐng)域中應(yīng)用的展望
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科學技術(shù)的不斷進步,納米技術(shù)和生物醫(yī)學之間的聯(lián)系不斷加強,兩者的有機結(jié)合不僅能夠改善生物醫(yī)學技術(shù)的不足,還可以促進生物醫(yī)學的進一步發(fā)展,為更多的臨床實驗奠定基礎(chǔ)。
(一)生物檢測診斷材料的應(yīng)用
不可否認,將納米材料與生物診斷技術(shù)進行有效融合,能夠提高醫(yī)學檢測技術(shù)水平。實踐證明。兩者之間的配合還需要結(jié)合生物醫(yī)學工程和先進醫(yī)療器材,醫(yī)學工程是促進納米技術(shù)與生物醫(yī)學互相融合的基礎(chǔ),對生物醫(yī)學工程進行深入研究和分析,能在一定程度上催生新醫(yī)療器材的出現(xiàn)。如此一來,機械設(shè)備的使用用途和功能將會得到不斷擴大,這在很大程度上取決于納米材料的功能。由此可見,將納米材料合理運用于生物醫(yī)療診斷中,勢必會進一步催生一大批更為先進的醫(yī)療診斷器材。
(二)納米技術(shù)植入人體器官
利用先進的納米材料可以制成性能優(yōu)良的人造器官和人工血液等。將這些器官和血液植入人體,能夠幫助人類遠離疾病,免遭疾病的傷害。比如將傳感器和基因技術(shù)進行有機結(jié)合,能夠?qū)⑽⒗鞴伲ū热缏犛X和視覺上遭到損害的機體)直接植入體內(nèi),從而幫助他們恢復視覺和聽覺,從而達到正常人的狀態(tài)。
三、納米醫(yī)藥技術(shù)在發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)
就機遇而言,我國是首位將納米晶體合成碳納米管的國家,這個碳納米管的長度屬于世界最長,其性能良好。在醫(yī)藥學研究方面,我國科學家們利用納米技術(shù)研制出了一批具有抗菌效果的醫(yī)療器材和設(shè)備,并為現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展提供了先進的理論和技術(shù)支撐。在納米藥物載體的研究方面,我國已有有關(guān)于“動物體內(nèi)”應(yīng)用的報道。這已標志著我國納米醫(yī)療技術(shù)進入了世界領(lǐng)先地位。就挑戰(zhàn)而言,與發(fā)達國家相比,我國的納米技術(shù)還不夠成熟,還需要進一步加強對納米材料、納米傳感器等方面的研究,以此作為進一步推動我國生物醫(yī)藥科技進步的基礎(chǔ)。
四、結(jié)語
納米醫(yī)藥技術(shù)對于進一步推動我國臨床醫(yī)學和基礎(chǔ)醫(yī)學的發(fā)展具有積極的影響。因此國家相關(guān)部門以及科研成員應(yīng)該以積極主動的態(tài)度投入到生物醫(yī)藥納米技術(shù)領(lǐng)域,進一步推動我國生物醫(yī)藥科技的進步。
參考文獻:
[1]董大敏.納米技術(shù)與社會發(fā)展意義的辯證思考[J].商業(yè)經(jīng)濟,2011,23:27-28+32.
[2]中國微米納米技術(shù)學會納米科學技術(shù)分會納米生物與醫(yī)藥技術(shù)專業(yè)委員會2010學術(shù)年會[J].生物骨科材料與臨床研究,2010,05:31.
篇10
計算機技術(shù)的選擇判據(jù)和機制往往具有很強的穩(wěn)定性和快速性的特點,因此在這樣的選擇環(huán)境中,也可以促使計算機技術(shù)取得快速的發(fā)展。眾多實踐也證明了激烈的社會經(jīng)濟競爭往往是技術(shù)上的較量。計算機穩(wěn)定、明顯的選擇判斷機制,使得計算機更容易解決在生產(chǎn)、生活中出現(xiàn)的問題。同時,計算機技術(shù)的發(fā)展與計算機選擇機制的發(fā)展是相輔相成、相互促進的。
2其他科技的發(fā)展依賴于計算機技術(shù)的支持
現(xiàn)代科技發(fā)展是基于計算機技術(shù)之上的,這樣或直接或間接的促進了計算機科技的發(fā)展?,F(xiàn)代計算機科技與其他領(lǐng)域的結(jié)合,既滿足了行業(yè)發(fā)展需求,又促進了計算機在各行各業(yè)的發(fā)展、應(yīng)用。
3計算機科技的發(fā)展趨勢展望
3.1從結(jié)構(gòu)和功能等方面看,計算機逐漸走向巨型化、微型化、多媒體化、資源網(wǎng)絡(luò)化和智能化巨型化是指由于科學技術(shù)發(fā)展的需要,許多部門要求計算機具有更高的速度和更大的存儲容量;微型化是指計算機體積更小、重量更輕、價格更低、更便于應(yīng)用于各個領(lǐng)域及各種場合;網(wǎng)絡(luò)化是要實現(xiàn)計算機之間的通信和資源共享,計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)互相滲透、不斷發(fā)展的產(chǎn)物。多媒體化是指現(xiàn)代計算機可以集圖形、聲音、文字處理為一體,為人們創(chuàng)造有聲有色、圖文并茂的信息環(huán)境;智能化是指計算機處理能力更加快捷方便,它是采用平行的處理技術(shù),同時處理和分析計算機中的多個數(shù)據(jù)及多種指令,更有效地提升工作效率。
3.2新型計算機
由于芯片計算機技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,目前開發(fā)潛力不大,因此開發(fā)新型計算機成為計算機行業(yè)發(fā)展的趨勢。(1)納米計算機。納米計算機是將納米技術(shù)于計算機技術(shù)緊密結(jié)合起來,由此形成的計算機。納米元件具有體積小、質(zhì)地優(yōu)、導電性能高的特點,因此可以替代傳統(tǒng)的硅芯片。納米技術(shù)起源于上世紀80年代,經(jīng)過多年的發(fā)展過后取得了不錯的發(fā)展,使用納米級芯片組成的納米計算機,能耗小、可行性高,因此納米計算機會是計算機技術(shù)未來發(fā)展趨勢之一。(2)量子計算機。量子計算機是基于量子力學的原理,進行了計算機研發(fā)。相比于傳統(tǒng)的計算機量子計算機存儲的數(shù)據(jù)量要大得多,運行速度也非???。量子計算機除了在運算速度和存儲性能的優(yōu)勢之外,還具有極強的安保體系,加大了計算機的安全性能。(3)光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算,把傳統(tǒng)計算機的導線互聯(lián)轉(zhuǎn)變成了光互聯(lián)。這樣可以根據(jù)光的不同波長來進行不同復雜任務(wù)的處理。(4)生物計算機。隨著計算機的發(fā)展進步,生物技術(shù)的快速發(fā)展,生物計算機的研發(fā)也在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實。因為生物蛋白質(zhì)分子自身結(jié)構(gòu)的立體性,集成密度較高。生物計算機運行速度將會大大提升計算機的運行速度,它還能及時進行自我故障修復。本文來自于《學術(shù)論壇》雜志。學術(shù)論壇雜志簡介詳見
4總結(jié)