1、医药科学技术
与传统药物不同,化学合成药物不是自然界本来就有的药物,而是经过人工设计,并通过工业化生产而生成的非天然药物。它起源于西欧,随着化学科学以及化学分析和化学合成技术的发展而产生并不断壮大,迄今虽然只有百余年历史,却已成为人类医疗保健药物中最重要的组成部分。
由于化学合成药物的创制,高新知识含量高、投资大、周期长、风险大,属于高技术范畴,受到知识产仅保护。现在,世界各主要国家都先后实行保护新化学实体的药品专利制度,这是一种全面的专利保护。在专利期内,无论采用什么技术路线或生产工艺进行仿制都是属于侵权行为,即使是在该专利基础上改进剂型、创制新剂型、复方制剂也是不允许的。
基因工程药品,是指利用基因工程技术制取的生物药品。所谓基因工程技术,则是指在分子生物学、生物化学和生物物理学基础上发展起来的科学领域。它可以通过工程设计方法,在分子水平上对生物遗传物质进行加工,定向地改变遗传物质的组成,把某种生物体携带的特定基因引入另一种生物体,使后者获得特有的生物特征。
基因工程药品虽然起步很晚,但却受到各国制药工业的巨大重视,这是由于该种药品为医药产业拓展出一片新天地。
(1)它提供了大规模制取人体内活性物质的技术。
(2)基因工程药品对一些诸如癌症、肝炎、艾滋病等顽症具有很好的疗效。
(3)基因工程药品因为是体内活性物质,是人体内蛋白质、多肽或者激素,一般来讲,毒副作用较小。
(4)这类产品与化学合成药品不同,一般不需要庞大的厂房,污染问题也易于解决,开发周期较短,虽然技术密集,投资强度大,可一旦开发成功,收益相当可观。
2、化学科学技术
当代化学在沿着定量化、系统化不断前进时,化学发展的目标已经不再局限于认识、利用现有的物质组成和性质,不再单纯地研究和发现自然界业已存在的反应过程,而是在深入理解化学反应的微观机制基础之上,用先进的技术手段设计新的物质构成,构造新的化学反应,使之更加符合和满足人们的需要。事实上,早在20世纪初人工合成塑料和橡胶的成功,就表明人们已经沿着这个目标迈出了第一步。
1)量子化学研究
量子化学的研究帮助人们认识化学反应的微观机理,它能计算分子的几何形状和电子构形,得出有关的分子性能,从理论上阐明化学反应的发生,并且能够对实验结果作出补充,预见可能出现的现象,使实验走上分子设计之路。量子化学的精确计算在小分子体系上所得的结果是令人乐观的,但对生物大分子体系还缺乏说服力,这也正是量子化学基础研究和应用研究的前沿课题。
2)材料化学研究(www.daowen.com)
从某种意义上说,材料化学就是材料科学,它决定着我们能够用什么样的材料搭建未来的理想世界。所以,材料化学不仅要研究新材料的合成,而且必须使材料的合成工业化,这对于整个社会的进步才是有意义的。材料化学可以分为无机材料化学和高分子材料化学,当然,这只是一个大致的分类,二者的交叉是很明显的。
3)生物化学研究
生物无机化学研究的前沿问题是各种微量元素在生物体内新陈代谢的作用,以及金属蛋白质的结构和功能关系。人们已经发现,人体内某些微量元素的缺乏与恶性疾病之间有着某种联系,这为限制和治疗的这些疾病找到了可靠的理论依据。对金属蛋白质的研究表明,人体内约1/3的酶在它们本身的结构内含有金属离子或需要金属离子才具有活力,人体内的锌酶超过200种,它们控制着生物遗传物质的复制、转录与翻译。
4)等离子体化学研究
等离子体化学气相淀相(PCVD)方法是目前使用较多的一种生产工艺。非晶硅太阳能电池的廉价大面积自动化生产就得益于这种方法。另外许多高温超导薄膜也是由这种方法制得的。运用等离子体的特殊性质,能够改变加工材料的表面结构,改善棉、毛等天然纤维的加工性能,这方面已经在工业上得到广泛的应用。
3、生物科学技术
生物科学技术,是应用于有生命物质的科学技术。它所涵盖的内容非常广泛,其基础科学包括微生物学、生物化学、遗传学以及生化工程等。它的历史非常悠久,人类几千年来使用酿酒、制酱、育种等技术均属于生物科学技术。现代生物科学技术通常也被称为生物工程,是指“利用生物有机体(从微生物直至高等动物)或其组成部分(含器官、组织、细胞等)发展新工艺或新产品的一种科学技术体系”。
基因工程,或称DNA(RNA)重组,是指对不同生物的基因,根据人们的意愿,主要是在体外进行切割、拼接和重新组合,再转入生物体内,产生出人们所期望的产物,或创造出具有新的遗传特征的生物类型,或达到人们所期望的某种目标。
细胞是生物体的结构单位和功能单位。细胞工程就是利用细胞的全能性,采用组织与细胞培养技术对动、植物进行修饰,为人类提供优良品种、产品和保存珍贵物种。细胞工程主要包括体细胞融合,核移植,细胞器摄取和染色体片段的重组等。
酶是一种在生物体内具有新陈代谢催化剂作用的蛋白质。它们可特定地促成某个反应而它们本身却不参与反应,且具有反应效率高、反应条件温和、反应产物污染小、能耗低和反应易控制等特点。酶工程就是利用酶催化的作用,在一定的生物反应器中,将相应的原料转化成所需要的产品。它是酶学理论与化工技术相结合而形成的一种新技术。
发酵工程一般是指利用微生物的特定性状,通过现代化工程技术,在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。目前医用抗生素、农用抗生素等已有近200个品种,绝大部分都是发酵工程的产品。除抗生素外,发酵工程产品还包括氨基酸、工业用酶等。我们日常生活中常见的味精、维生素B,等也是发酵工程的产品。
1997年全世界最为瞩目的无疑要数“克隆羊多利”的诞生所带来的震撼。
“克隆”为英文“Clone”的音译,是由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系。空虚细胞系中每个细胞的基因彼此是相同的,亦称无性繁殖细胞系。
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