化創(chuàng)新為力量
——生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)室”）于1992年建成并試運(yùn)行。1995年實(shí)驗(yàn)室通過了原國(guó)家計(jì)委的驗(yàn)收并正式運(yùn)行。2001年、2006年、2011年通過了國(guó)家科技部的評(píng)估，成績(jī)皆為良好。2016年實(shí)驗(yàn)室第四次接受評(píng)估。

生化工程是年輕的學(xué)科，是生物技術(shù)和化學(xué)工程的交叉。它研究生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中的工程科學(xué)問題，將化工理論和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于生物產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的過程，實(shí)現(xiàn)安全、高效、高品質(zhì)；另一方面它將生物技術(shù)引入以化工為代表的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，解決資源和環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因而它在生物和化工領(lǐng)域都備受重視。

20多年來，在生物專家和化工專家的支持下，實(shí)驗(yàn)室將國(guó)家重大需求放在首位，從應(yīng)用中提煉生化工程基礎(chǔ)科學(xué)問題，開展理論與實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為我國(guó)生物技術(shù)和化學(xué)工程的發(fā)展做出了突出的、不可替代的貢獻(xiàn)。

結(jié)合國(guó)家需求，定位獨(dú)特

實(shí)驗(yàn)室是在我國(guó)生物專家和化工專家聯(lián)合建議和支持下成立的，因此它的定位有其獨(dú)特之處：一是定位于生物和化工的交叉研究，研究生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中的工程科學(xué)問題，既不同于現(xiàn)有的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，也區(qū)別于現(xiàn)有的化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室；二是定位于國(guó)家能源、資源、環(huán)境、醫(yī)藥等重大需求，從實(shí)際應(yīng)用中提煉生化工程科學(xué)問題，以應(yīng)用基礎(chǔ)研究為主，并側(cè)重于突破產(chǎn)業(yè)化過程的科學(xué)技術(shù)瓶頸；三是定位于連接生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（上游）和生物化工企業(yè)（下游）的橋梁和紐帶，具有小試、中試和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究能力和水平。

實(shí)驗(yàn)室的研究與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大需求相結(jié)合，以期有效地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)。因此，實(shí)驗(yàn)室將生化反應(yīng)、分離、劑型的過程工程基礎(chǔ)研究與重大應(yīng)用緊密結(jié)合在一起，在近5年里重點(diǎn)開展了以下研究：

1.生物化學(xué)品

以生物質(zhì)等可再生資源為原料，利用生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)化學(xué)品。重點(diǎn)研究生物煉制創(chuàng)新過程和全過程集成；高效催化酶分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、克隆、表達(dá)與純化以及酶的大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)室的納米材料技術(shù)與酶工程結(jié)合，創(chuàng)造高度穩(wěn)定的新型固定化酶和多酶系統(tǒng)，保證生物催化劑在工業(yè)環(huán)境下的活性。

2.生物藥和疫苗

針對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)、產(chǎn)物分離、純化、劑型制備過程的工程科學(xué)問題，開展生物藥制造的過程工程研究，旨在發(fā)展大規(guī)模哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，生物大分子的膜分離、層析純化技術(shù)，蛋白質(zhì)折疊復(fù)性技術(shù)以及分子修飾和微包埋技術(shù)，重點(diǎn)部署了疫苗等超大生物分子分離純化和疫苗佐劑（疫苗遞送系統(tǒng)）的研究，建成我國(guó)生物藥和疫苗制造的技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化快速通道。

3.生物冶金和環(huán)境生物治理

重點(diǎn)研究生物冶金過程中大型反應(yīng)器的模擬、設(shè)計(jì)、放大、優(yōu)化及金屬分離技術(shù)，發(fā)展高效、低成本、低污染的冶金新工藝。近年來，實(shí)驗(yàn)室還加強(qiáng)了冶金行業(yè)的廢棄物和含重金屬氨氮廢水生化處理和資源化的研究。

4.生物裝備和材料

生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

將生物裝備和材料（分離介質(zhì)等）列為本實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用研究方向之一，是我國(guó)生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜业暮粲?。裝備和材料具有高科技含量，而且也是基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為應(yīng)用研究的橋梁。生化反應(yīng)/分離/劑型過程工程的基礎(chǔ)研究必須通過技術(shù)、裝備/材料和過程與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大需求聯(lián)系，因此實(shí)驗(yàn)室近年來加強(qiáng)了反應(yīng)/分離/劑型過程工程創(chuàng)新裝備的研制。

在生化工程領(lǐng)域的科技創(chuàng)新不可替代

實(shí)驗(yàn)室是我國(guó)成立最早的生化工程學(xué)科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，也是迄今為止包括省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的唯一的生化工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。和國(guó)內(nèi)外本領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室相比，實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)是以過程科學(xué)與工程（Process Science & Engineering）為研究主線，面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程提升科學(xué)問題，從整個(gè)過程或系統(tǒng)的高度探索決定產(chǎn)品質(zhì)量、收率、成本和過程安全性的關(guān)鍵技術(shù)，以突破我國(guó)生物技術(shù)所面臨的產(chǎn)業(yè)化難以成功的技術(shù)瓶頸。

實(shí)驗(yàn)室建立以來為解決生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化瓶頸問題、推動(dòng)生化工程學(xué)科發(fā)展、培養(yǎng)生化工程技術(shù)人才做出了重要貢獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室在生物技術(shù)發(fā)展的不同階段，進(jìn)行相應(yīng)的工程科學(xué)問題研究，提高了我國(guó)生化工程的科技水平。針對(duì)生物反應(yīng)器能耗高的瓶頸問題，“九五”期間，實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了世界最大規(guī)模的氣升式雙環(huán)流反應(yīng)器，已經(jīng)推廣到各大制藥廠和有機(jī)酸發(fā)酵廠；“十五”和“十一五”期間，在蛋白質(zhì)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展時(shí)期，針對(duì)大腸桿菌包涵體蛋白質(zhì)復(fù)性效率低、容易發(fā)生折疊錯(cuò)誤的難題，提出了固相伴侶輔助折疊復(fù)性的策略，開展了系統(tǒng)的研究，產(chǎn)生了重要的國(guó)際影響，提高了我國(guó)蛋白質(zhì)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。

在我國(guó)聚乙二醇（PEG）化長(zhǎng)效蛋白藥物的研究遭遇國(guó)外公司的封鎖情況下（限制提供PEG修飾劑，要求占有我國(guó)開發(fā)產(chǎn)品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)），實(shí)驗(yàn)室采用創(chuàng)新技術(shù)（10項(xiàng)授權(quán)專利）制備出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEG修飾劑，并發(fā)展了修飾反應(yīng)器和分離純化過程，建成我國(guó)第一個(gè)公斤級(jí)PEG修飾劑生產(chǎn)線，產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際最好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室與十幾家企業(yè)合作開發(fā)了我國(guó)的PEG化蛋白藥物，其中已有2個(gè)進(jìn)入臨床，3個(gè)申報(bào)臨床，有效加快了我國(guó)長(zhǎng)效蛋白質(zhì)藥物的研究與產(chǎn)業(yè)化追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步。

近五年在國(guó)際相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域舉足輕重

實(shí)驗(yàn)室骨干成員中，有13人在33個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊任編委，5人在6個(gè)國(guó)內(nèi)核心期刊擔(dān)任主編/副主編，4人在9個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)組織任職；近5年來，實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人在國(guó)際重要學(xué)術(shù)會(huì)議上做Plenary Lecture（全體會(huì)議演講）6人次、Keynote Lecture（主題演講）17人次（其中Highlight報(bào)告1人次）、Invited Lecture 39人次。

中美化工會(huì)議創(chuàng)辦于1982年，是中美化工界交流的重要平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室和兄弟實(shí)驗(yàn)室共同承辦了第7屆（2013年）中美化工會(huì)議（460人參會(huì)）。世界顆粒技術(shù)大會(huì)是顆粒技術(shù)領(lǐng)域最負(fù)盛名的大會(huì)，每4年召開一次，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室和過程所在顆粒學(xué)和生物顆粒學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際影響力，過程所獲得了第七屆（2014年）世界顆粒技術(shù)大會(huì)舉辦權(quán)，該會(huì)首次在中國(guó)召開，參會(huì)人達(dá)1200人。實(shí)驗(yàn)室還主辦了第5屆（2015年）亞洲高分子乳液聚合和功能高分子微球研討會(huì)（300人），是唯一主辦了兩次該會(huì)的單位。國(guó)際膜工程會(huì)議是膜分離領(lǐng)域的高層會(huì)議，由于實(shí)驗(yàn)室在膜分離領(lǐng)域的影響力，主辦了第6屆（2015）國(guó)際膜工程會(huì)議。亞洲青年生化工程師會(huì)議創(chuàng)辦于1995年，實(shí)驗(yàn)室主辦了第19屆亞洲青年生化工程師會(huì)議（2013）。

實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國(guó)外知名學(xué)者，出了突出為世界和我國(guó)生物技術(shù)的發(fā)展和提升做貢獻(xiàn)：例如，長(zhǎng)期聯(lián)合國(guó)際蛋白質(zhì)分離純化領(lǐng)域知名專家、瑞典烏普薩拉皇家科學(xué)院院士、烏普薩拉大學(xué)J-C Janson教授，進(jìn)行蛋白質(zhì)分離純化工程的國(guó)際前沿研究，提高了我國(guó)企業(yè)的生物產(chǎn)業(yè)水平，促進(jìn)了中國(guó)制造技術(shù)走向世界；將實(shí)驗(yàn)室的均一微球制備技術(shù)用于瓊脂糖微球（蛋白質(zhì)分離純化介質(zhì)）的制備，開發(fā)出了新一代粒徑均一、高強(qiáng)度的產(chǎn)品，不僅提高了分離介質(zhì)的分離效果和效率，提升了蛋白質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量，還突破了國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的長(zhǎng)期壟斷。除此之外，美國(guó)輝瑞、聯(lián)合利華、諾和諾德等多家跨國(guó)公司主動(dòng)尋求合作。

實(shí)驗(yàn)室不僅在成果轉(zhuǎn)化方面取得了有國(guó)際影響力的成績(jī)，在工程科學(xué)的研究論文、專著發(fā)表方面也取得了重要影響：受邀編著英文專著8部、中文專著8部，為13部英文專著撰寫18個(gè)章節(jié)。應(yīng)邀在本領(lǐng)域最有影響的Biotechnol Adv(IF 11.85）、J Control Rel (IF 8.41）、Chem Soc Rev (IF 36.63）等高水平期刊撰寫綜述，介紹實(shí)驗(yàn)室的突出進(jìn)展；發(fā)表SCI收錄論文726篇，他人引用4959次，平均他引6.83次/篇，其中第一/通訊作者單位526篇，他引4518次，平均他引8.59次/篇，處于工程學(xué)科類前列。有384篇發(fā)表在本領(lǐng)域一流期刊上（JCR一區(qū)）；科學(xué)院分區(qū)I區(qū)期刊論文153篇；191篇發(fā)表在影響因子＞5的期刊上，影響因子＞8的44篇、＞10的14篇、＞30的2篇。

多年來，生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秉承“服務(wù)社會(huì)、貢獻(xiàn)力量”的理念，注重科學(xué)知識(shí)的傳播與普及，堅(jiān)持面向社會(huì)公眾，加強(qiáng)人才培養(yǎng)和交流，在從事科學(xué)研究的同時(shí)，也為社會(huì)的科學(xué)普及貢獻(xiàn)著自己的力量。