化创新为力量——生化工程国家重点实验室

生化工程国家重点实验室(以下简称“实验室”）于1992年建成并试运行。1995年实验室通过了原国家计委的验收并正式运行。2001年、2006年、2011年通过了国家科技部的评估，成绩皆为良好。2016年实验室第四次接受评估。

生化工程是年轻的学科，是生物技术和化学工程的交叉。它研究生物技术产业化中的工程科学问题，将化工理论和经验应用于生物产品从实验室走向产业化的过程，实现安全、高效、高品质；另一方面它将生物技术引入以化工为代表的传统产业，解决资源和环境问题，实现可持续发展。因而它在生物和化工领域都备受重视。

20多年来，在生物专家和化工专家的支持下，实验室将国家重大需求放在首位，从应用中提炼生化工程基础科学问题，开展理论与实践相结合的应用基础研究，为我国生物技术和化学工程的发展做出了突出的、不可替代的贡献。

结合国家需求，定位独特

实验室是在我国生物专家和化工专家联合建议和支持下成立的，因此它的定位有其独特之处：一是定位于生物和化工的交叉研究，研究生物技术产业化中的工程科学问题，既不同于现有的生物技术实验室，也区别于现有的化学工程实验室；二是定位于国家能源、资源、环境、医药等重大需求，从实际应用中提炼生化工程科学问题，以应用基础研究为主，并侧重于突破产业化过程的科学技术瓶颈；三是定位于连接生物技术实验室（上游）和生物化工企业（下游）的桥梁和纽带，具有小试、中试和产业化技术的研究能力和水平。

实验室的研究与国民经济建设的重大需求相结合，以期有效地为国民经济的可持续发展做贡献。因此，实验室将生化反应、分离、剂型的过程工程基础研究与重大应用紧密结合在一起，在近5年里重点开展了以下研究：

1.生物化学品

以生物质等可再生资源为原料，利用生物转化法生产化学品。重点研究生物炼制创新过程和全过程集成；高效催化酶分子的结构设计、克隆、表达与纯化以及酶的大规模生产，同时将实验室的纳米材料技术与酶工程结合，创造高度稳定的新型固定化酶和多酶系统，保证生物催化剂在工业环境下的活性。

2.生物药和疫苗

针对细胞培养、产物分离、纯化、剂型制备过程的工程科学问题，开展生物药制造的过程工程研究，旨在发展大规模哺乳动物细胞培养技术，生物大分子的膜分离、层析纯化技术，蛋白质折叠复性技术以及分子修饰和微包埋技术，重点部署了疫苗等超大生物分子分离纯化和疫苗佐剂（疫苗递送系统）的研究，建成我国生物药和疫苗制造的技术平台和产业化快速通道。

3.生物冶金和环境生物治理

重点研究生物冶金过程中大型反应器的模拟、设计、放大、优化及金属分离技术，发展高效、低成本、低污染的冶金新工艺。近年来，实验室还加强了冶金行业的废弃物和含重金属氨氮废水生化处理和资源化的研究。

4.生物装备和材料

生化工程国家重点实验室

将生物装备和材料（分离介质等）列为本实验室的应用研究方向之一，是我国生物技术领域专家的呼吁。装备和材料具有高科技含量，而且也是基础研究成果转化为应用研究的桥梁。生化反应/分离/剂型过程工程的基础研究必须通过技术、装备/材料和过程与国民经济的重大需求联系，因此实验室近年来加强了反应/分离/剂型过程工程创新装备的研制。

在生化工程领域的科技创新不可替代

实验室是我国成立最早的生化工程学科重点实验室，也是迄今为止包括省部级重点实验室在内的唯一的生化工程重点实验室。和国内外本领域的实验室相比，实验室的特点是以过程科学与工程（Process Science & Engineering）为研究主线，面向实际生产过程提升科学问题，从整个过程或系统的高度探索决定产品质量、收率、成本和过程安全性的关键技术，以突破我国生物技术所面临的产业化难以成功的技术瓶颈。

实验室建立以来为解决生物技术的产业化瓶颈问题、推动生化工程学科发展、培养生化工程技术人才做出了重要贡献。实验室在生物技术发展的不同阶段，进行相应的工程科学问题研究，提高了我国生化工程的科技水平。针对生物反应器能耗高的瓶颈问题，“九五”期间，实验室发明了世界最大规模的气升式双环流反应器，已经推广到各大制药厂和有机酸发酵厂；“十五”和“十一五”期间，在蛋白质医药产业迅速发展时期，针对大肠杆菌包涵体蛋白质复性效率低、容易发生折叠错误的难题，提出了固相伴侣辅助折叠复性的策略，开展了系统的研究，产生了重要的国际影响，提高了我国蛋白质产业的技术水平。

在我国聚乙二醇（PEG）化长效蛋白药物的研究遭遇国外公司的封锁情况下（限制提供PEG修饰剂，要求占有我国开发产品的知识产权），实验室采用创新技术（10项授权专利）制备出有自主知识产权的PEG修饰剂，并发展了修饰反应器和分离纯化过程，建成我国第一个公斤级PEG修饰剂生产线，产品达到国际最好质量标准。实验室与十几家企业合作开发了我国的PEG化蛋白药物，其中已有2个进入临床，3个申报临床，有效加快了我国长效蛋白质药物的研究与产业化追赶发达国家的脚步。

近五年在国际相关学科领域举足轻重

实验室骨干成员中，有13人在33个国际学术期刊任编委，5人在6个国内核心期刊担任主编/副主编，4人在9个国际学术组织任职；近5年来，实验室学术带头人在国际重要学术会议上做Plenary Lecture（全体会议演讲）6人次、Keynote Lecture（主题演讲）17人次（其中Highlight报告1人次）、Invited Lecture 39人次。

中美化工会议创办于1982年，是中美化工界交流的重要平台，实验室和兄弟实验室共同承办了第7届（2013年）中美化工会议（460人参会）。世界颗粒技术大会是颗粒技术领域最负盛名的大会，每4年召开一次，因为实验室和过程所在颗粒学和生物颗粒学领域的国际影响力，过程所获得了第七届（2014年）世界颗粒技术大会举办权，该会首次在中国召开，参会人达1200人。实验室还主办了第5届（2015年）亚洲高分子乳液聚合和功能高分子微球研讨会（300人），是唯一主办了两次该会的单位。国际膜工程会议是膜分离领域的高层会议，由于实验室在膜分离领域的影响力，主办了第6届（2015）国际膜工程会议。亚洲青年生化工程师会议创办于1995年，实验室主办了第19届亚洲青年生化工程师会议（2013）。

实验室联合国外知名学者，出了突出为世界和我国生物技术的发展和提升做贡献：例如，长期联合国际蛋白质分离纯化领域知名专家、瑞典乌普萨拉皇家科学院院士、乌普萨拉大学J-C Janson教授，进行蛋白质分离纯化工程的国际前沿研究，提高了我国企业的生物产业水平，促进了中国制造技术走向世界；将实验室的均一微球制备技术用于琼脂糖微球（蛋白质分离纯化介质）的制备，开发出了新一代粒径均一、高强度的产品，不仅提高了分离介质的分离效果和效率，提升了蛋白质产品质量，还突破了国外进口产品的长期垄断。除此之外，美国辉瑞、联合利华、诺和诺德等多家跨国公司主动寻求合作。

实验室不仅在成果转化方面取得了有国际影响力的成绩，在工程科学的研究论文、专著发表方面也取得了重要影响：受邀编著英文专著8部、中文专著8部，为13部英文专著撰写18个章节。应邀在本领域最有影响的Biotechnol Adv(IF 11.85）、J Control Rel (IF 8.41）、Chem Soc Rev (IF 36.63）等高水平期刊撰写综述，介绍实验室的突出进展；发表SCI收录论文726篇，他人引用4959次，平均他引6.83次/篇，其中第一/通讯作者单位526篇，他引4518次，平均他引8.59次/篇，处于工程学科类前列。有384篇发表在本领域一流期刊上（JCR一区）；科学院分区I区期刊论文153篇；191篇发表在影响因子＞5的期刊上，影响因子＞8的44篇、＞10的14篇、＞30的2篇。

多年来，生化工程国家重点实验室秉承“服务社会、贡献力量”的理念，注重科学知识的传播与普及，坚持面向社会公众，加强人才培养和交流，在从事科学研究的同时，也为社会的科学普及贡献着自己的力量。