高科技助力绿色生活

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目前，能源紧张和环保问题日益成为制约我国经济可持续发展的主要瓶颈，建设一个可持续发展的和谐社会、绿色社会，不仅是我国国民的共识，也是全世界发展的大势所趋。在“十一五”规划纲要中，中央明确提出，要建设一个“资源节约型、环境友好型社会”。因此，如何实现安全、高效、绿色，可持续发展，成为我国各行各业面临的首要问题。

生物化工学科作为一门交叉学科，其大力发展，将为解决人类面临的能源、食品、健康，环境等重大问题起到积极作用。生物工程与医药产业更是知识经济时代的主导产业之一。早在2002年，北京市政府就出台了《北京生物工程与医药产业发展振兴纲要》，明确提出要促进生物制药产业化。2003年，生物工程和新医药产业被列为北京“率先基本实现现代化”的四大支柱产业之一。其中，天然活性药物的提取分离技术，新型制剂技术、中成药控缓释技术、现代给药技术等更是生物医药发展的重中之重。

北京联合大学(简称联大)重点学科――生物化工学科，以及制药工程研究所的建设，正是联大抓住北京发展生物医药产业的机遇，自主调整学科专业的成功范例。其中功不可没的，是联大生物化工学院副院长、生物化工学科专业带头人、制药工程研究所所长林强教授。林强教授和他的研究团队瞄准北京生物医药发展的重点领域，注重利用高新技术开展中药现代化研究，着力于制药技术产业化，在生物制药及天然药物工业化，尤其是新型分离技术和制剂技术应用研究方面卓有成效。

学科特色：中药现代化

联大生物化工学院的前身是化学工程学院。20世纪90年代，林强教授作为联大生物化工学科带头人，提出将化工相关专业向处于朝阳产业的生物工程和新医药方向转化。他认为，北京正处于生物工程和新医药产业蓬勃发展的上升期，学院应抓住这个机遇，形成以生物化工技术为主的发展方向，打造特色学科专业。

明确了发展思路，林强教授白手起家，创立了制药工程专业，逐步形成了以现代中药生产工艺为特色的技术应用性本科专业。在此基础上，他还创建了制药工程实验室、药剂实训室、生物分离实训室，经批准成立了制药工程研究所，逐步形成了生物化工学科的雏形。

2004年，生物化工学科成为联大首批校级重点建设学科。2006年，制药工程研究所成为联大校级研究所。林强教授作为生物化工学科和制药工程专业带头人，和其他教师一起完成了学科专业规划，确立了学科发展方向。制药研究所依托生物化工学科，以天然药物的提取分离及中药新型制剂为主要研究内容，结合中药应用研究，将高新技术用于中药现代化研究，逐渐形成以中药制剂工程为特色的研究所。

目前，研究所已形成了三大特色研究方向。

首先是天然药物活性物质分离工程

当前，我国天然药物活性成分的提取分离工业化程度低，基本上处于实验室阶段，没有实现产业化应用。分离技术的落后是阻碍天然药物活性成分提取的主要因素。

该研究方向以中草药、农副产品等天然物质为原料，利用不同提取分离技术的耦合，研究天然活性成分的大规模提取分离过程，解决天然活性成分提取分离过程中的传质、传热及过程控制等工程技术问题，研究开发出一系列高效、低能耗、低成本的提取分离工艺及装置。

研究人员利用双水相分离、超临界萃取、大孔吸附树脂，膜分离、酶降解生物技术等现代提取分离技术的组合使用，在中药有效成分提取分离、真菌多糖分离纯化、壳寡糖制备工艺等方面做了大量卓有成效的研究，旨在解决天然中草药中活性物质提取分离工业化生产过程中的关键性技术问题，促进新型提取分离技术的工业化应用。

林强教授等人提出采用复合酶结合氧化法与酶催化法，制备出低聚壳聚糖，反应时间缩短25％，分子量分布大大变窄。用于中药材的种植、生长，可将有效成分含量提高75％左右。在此基础上实现了反应与分离一体化，使反应程度超过95％，低聚壳聚糖纯度大于95％。采用复合酶比传统的单一性酶技术生产成本降低了50％。在壳寡糖的应用研究方面也取得较大进展，特别是促进农作物生长和提高抗逆性等方面取得较好效果。该发明于2009年5月6日获得专利授权。

利用膜分离技术，研究人员还分离纯化姬松茸多糖、虫草多糖等食用菌多糖。设计出新的分离膜结构，实现了不同分子量区段的精确切割，将不同分子量段的产物用于不同疾病的治疗。

其次，药物载体与生物材料

新型药物给药系统和相关药物载体材料的研究，有助于推动药物、生物制剂、功能性食品、新型添加剂等人类健康重大相关物质的理论发展和实际应用，具有极高的价值。

该研究方向以缓控释及靶向给药系统的载体及材料为研究对象，研究、设计、制备微胶囊、脂质体、微乳等载药系统及材料，研究新型药物载体的结构与药物释放、生物相容性等的关系，以提高药物的稳定性、生物利用度，达到高效长效、降低毒副作用、改善病人用药顺应性等目的。

该研究方向采用溶剂蒸发相分离法，成功制备了SOD微胶囊、免疫球蛋白微胶囊、蜂胶微胶囊、番茄红素微胶囊、蜂花粉微胶囊、阿莫西林微胶囊、盐酸酚苄明微胶囊等。对各类物质微囊化的最佳配方、反应时间、温度，搅拌速率等重要工艺参数，实现了优化。

该研究采用逆向蒸发结合高压均质的新工艺制备了高稳定性的纳米级脂质体，并设计了新型脂质体中试设备。采用不同合成方法制备的热敏水凝胶不仅可用于缓释材料，也可以用于活性物质的分离，为进一步开发及应用奠定了研究基础。

最后，基因与酶工程

该研究方向以基因技术和基因工程为手段，研究核糖核酸酶及其他天然活性酶的基因表达、重组蛋白和基因改造等，以提高酶的活性，并研究酶在生物转化、生物医药及其他工业方面的应用。

三大研究方向鼎足而立，支撑起了生物化工学科与制药研究所。研究团队侧重于天然药物生产的下游技术，重在解决生物制药、天然药物由实验室小试到工业化放大过程中的关键技术问题，尤其是新型分离技术和制剂技术在中药现代化生产中的应用研究，这是基于林强教授等人理论与应用并重的科研理念。生物化工学科本身就在生物技术产业化过程中起着关键作用，而林强教授从促进首都生物工程与新医药产业发展的高度出发，一向强调科研成果产业化，在科技成果转化与校企合作等方面做出了很好的示范。

成果转化：多领域应用

林强教授长期从事天然产物分离工程与技术的研究，并注重将科技成果产业化，最典型的莫过于壳聚糖及壳寡糖的研究开发与应用。

壳聚糖及壳寡糖对普通人而言是极其陌生的概念。但事实上，作为近年来国际上迅速发展的高科技产品，已被国外科学家誉为与蛋白质，脂肪、糖类、维生素、矿物质并列誉为人体第六生命要素。壳聚糖是用虾壳、蟹壳等原料制备的天然无毒高分子材料，经过酶降解后可以制备低分子量壳寡糖。壳聚糖可广泛应用于农业、医药、造纸、日

化，食品，保健等领域，还可用于生产膜材料、吸附剂、水处理剂、纺织助剂等。壳寡糖更被誉为“软黄金”和“人体清道夫”，可以降血脂、降血压、抗癌，排除体内自由基，提高机体免疫力，减肥美肤，延缓衰老，对现代文明病有着惊人的防治作用。

林强教授长期从事壳聚糖及其衍生物的研究制备，发明了纤维素酶一双氧水法制备低聚壳聚糖及纤维素酶降解结合膜法制备低聚壳寡糖工艺，已获得两项国家发明专利。目前，该项研究已进入产业化阶段，被列为北京市教委科技成果转化专项――壳寡糖生产工艺中试及应用推广，将重点在保健食品和植物生长促进剂方面进行应用推广。这一项目符合首都生物新医药产业发展规划，可以促进首都高科技农业和环保型绿化的需求，发展前景广阔。

以分离工程与技术为中心，林强教授并没有固步自封，而是以开阔的研究视野，在相关领域取得了一系列成就，并最终落实到应用推广和产业化过程中，取得了良好的经济效益和社会效益。

2008年，林强教授主持的另一项目――可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及制备方法再次被列为北京市教委产业化支持项目。水处理剂用于石油、化工、电力等部门大量使用的循环冷却水系统中，但传统的含氮、磷水处理剂存在着严重的结垢、腐蚀等问题，不仅效率低下，而且造成水体富营养化和水环境的极大破坏。因此，推广使用无磷、无氮或低磷、低氮的绿色水处理剂是必然趋势。林强教授主持的该项目在原有发明专利“一种可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及其制备方法”的基础上，进一步优化水处理剂的制备工艺，促进项目推广应用，不仅对节水、节能降耗、保证工业生产安全发挥了重要作用，有着显著的经济效益而且为建设绿色北京、和谐环境做出了重要贡献，具有良好的社会效益。

近几年来，林强教授还主持了北京市教委“利用分子蒸馏技术从大豆脚油中分离纯化植物甾醇”、彩虹工程“停车保护用绿色缓蚀剂研究”等项目，参与“十一五”国家科技支撑计划重点项目――“全生物分解塑料的产业化关键技术”课题五――“食品包装用生物分解塑料的成型加工和应用技术”的开发研究。

特别需要指出的是，林强教授将科研与人才培养结合起来。在北京市教委倡导的高校人才强教计划――创新人才建设项目中，林强教授通过两个重点科研项目――“乌头总碱脂质体的制备及其稳定性研究”与“壳聚糖对中草药次生代谢过程的影响”，很好地锻炼了青年骨干教师，为建设梯队合理的师资队伍、培养青年科研人员做出了重要贡献。

加强校企合作，也是生物化工学科建立伊始就确立的产业化传统。多年来，林强教授带领研究所先后与河北九派药业公司、河北天下康药业有限公司、武警总医院、天势生物波研究所等企业密切合作开展多种新药及工艺研究。研究所与河北九派药业公司合作开发了钆喷酸葡胺新制剂项目的研究；与河北天下康药业有限公司合作，改进附桂骨痛片的生产工艺，开展了绿原酸提取纯化及中药材指纹图谱标准化的研究；与武警总医院中西医结合科、天势生物波研究所等研究单位合作，开展新型治疗糖尿病、新型抗癌天然药物研究等。

林强教授领导下的生物化工学科，注重理论与应用的紧密结合，形成了一些具有较大应用价值的发明专利。目前，除壳寡糖及绿色水处理剂制备工艺外，已经获得的授权发明专利还有：外科用液体敷料、峰胶微囊的制备方法、牛初乳免疫球蛋白微囊化的制备方法、低甲醛释放量脲醛树脂制备方法，另有盐酸酚苄明-乙基纤维素缓释微囊制备方法、超氧化物歧化酶微胶囊制备方法等发明专利处于公告期。

多年来，林强教授还完成了“NIPA/SPAPS共聚水凝胶的合成与性能”、“多孔性热敏水凝胶P(NIPA-co-SMA)的合成及性质”，“玉米须多糖提取方法的比较研究”、“SP825大孔吸附树脂分离提取苦参碱研究”、“熊果苷脂质体制备研究”、“无机陶瓷微滤膜处理虫草菌丝体粗多糖溶液研究”等科研项目，这些成果多是与生产中亟需解决的重大问题相关。

林强教授对科研成果产业化的重视不仅体现在研究过程中，更体现在对学生的培养中，期望在更广远的层次上贯彻理论与应用并重的科研理念，可谓用心良苦。

体制创新：立体式教学

多年来，林强教授不仅在科研领域取得了卓越的成绩，还多次获得“三育人”先进教师、北京市优秀青年骨干教师等称号。在多年的教学实践中，形成了独特的教学理念。根据制药工程专业的特点，在理论教学中，他注重采用启发式教学方法，培养学生独立思考问题和解决问题的能力；在实践教学中，他制定了一套中药制药工艺实训教学方案，并编写了部分实训教材及教学大纲，开创了具有一定创新性的制药工程专业教学模式――立体式教学。

这一教学模式的建立，既是林强教授自身理论与应用并重的科研理念的体现，也与北京联合大学的办学宗旨――“发展应用性教育、培养应用性人才、创办应用型大学”相一致。作为立体式教学支撑的，是联大的两大教学改革亮点工程――“百草园”与生物化工实践教学中心。

林强教授认为，要培养技术应用型人才，就要突出学生实践能力的培养，因此需要加大各种实践课程的比例。他积极倡导建立了与教学相结合的中药“百草园”，为教师的教学提供了中药材实物照片和标本，为学生提供了野外中药实习机会，使学生在实践中掌握专业知识，使课堂教学生动形象。如今，“百草园”已成为融校园绿化、教学、科研和生产于一体的综合性园地，成为著名的联大一景。

“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地一天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场，安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学，科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。

“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地――天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场、安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学、科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。

生物化工实践教学中心是联大生物化工学院的另亮点。近年来，先后建成制药工程实验室、生物工程实验室、化学与分析实验室和中试实训基地。其中，实训基地包括精细化工柔性系统、制药工艺系统、药物提取系统、仿真中心等，能部分满足首都八个行业――生化、制药、石油、化工、冶金、轻工、日化、食品――的培训要求。集教学、科研为一体的GMP固体制剂车间与“百草园”齐名，给学生创造了良好的实训、实验条件，同时还吸引了北京化工大学、首都医科大学、北京中医药大学等学校制药工程专业的学生到该车间进行实习，在北京地区产生了较大的影响。

可以说，林强教授开创的立体式教学模式创造性地完成了三个教学走向――从封闭走向开放、从单科走向综合、从校内走向校外，突出了制药工程专业的实践性、应用性，使学生具有较强的超前适应能力，已发展成为一门系统，独立的实践性教学体系。这一模式对于我国高等教育具有一定的借鉴意义和很好的示范作用。

教学、科研之余，林强教授总是喜欢留恋于他一手创建的“百草园”内。满园绿色，启迪着他的科研思路，也激励着他为建设一个绿色、和谐的社会永不止步。

百草满园，生机乍现。