生物化学的研究进展范例(12篇)
时间：2024-04-23
时间：2024-04-23
但是，生命科学的发展从来就离不开其他学科的基础理论和新技术，新方法的支持。近日，记者走访了北京理工大学生命学院生物工程系副主任屈锋教授，从这位化学背景出身的青年学者身上了解到她眼中的学科交叉的重要性和生命分析化学的未来发展之路。她开朗，幽默而时尚，在和她的对话中，我们看到了她更多的特性学者的优雅、科学家的严谨、师长的智慧、年轻的活力……这位思维敏捷，谈吐直率，兴趣广泛的女教授，执着于将化学精髓溶入生命科学研究的“创新者”，正像一位手持化学缤纷彩练，在生命科学的舞台上清然挥袖的舞者。
记者：您的研究主要是围绕哪些方向进行的?您的科研理念是怎样的?
屈锋我目前的研究主要是围绕生物医学分析检测以及生物物质分离分析展开的。
生命科学的研究中，离不开数学、物理，化学的基础知识和方法，同样离不开在此基础上发展的各种实验仪器和设备的支撑，正是学科间的交叉渗透形成了许多前景无限的生长点和新兴学科。
我原来所学专业是化学，具有分析化学与环境化学的研究基础。在美国做博士后时转入生物科学，开始接触动物、组织等生物物质分析，接触到人类健康与衰老领域。现在我主要的研究思路就是要利用自身的化学背景优势，结合在生命学院的学科背景，将化学学科的新技术、新方法用于生物体和生物分子的研究中，解决生命科学中存在的实际问题。目前我的研究对象有细胞、微生物、生物大分子蛋白质和核酸等，希望在与人体健康相关的生物学、医学、临床检验等方面从技术和方法上有所突破，用新方法、新思路去解决其中的问题。我认为，在生命科学研究中，学科间的交叉一定要深入。各相关学科要真正融合、必须要进行学术思想、技术手段和学术人才的全方位交流。
记者：您曾主持或参加过国家自然科学基金项目、国家重点基础研究发展计划等多项工作，请介绍一下其中一些主要项目的相关情况好吗?
屈锋我所主持的项目具有延续性，保证了课题可以从基础到深入的研究，比如说利用毛细管电泳方法进行的相关课题研究“基于两种模式病原菌全细胞核酸适配体的毛细管电泳筛选方法研究”、“土壤有机酸与重金属相互作用的毛细管电泳特性研究”、“有机污染物的芯片电化学检测技术”等，最初主要是从小分子方面做起，现在将这种方法和技术应用到了大分子蛋白质、核酸，动物细胞和微生物等生物个体。目前很重要的部分工作就是围绕着生物活体进行研究，这也是我的主要研究方向。比如直接将微生物学和细胞生物学研究方法与毛细管电泳结合，将生物学方法与分析化学方法结合就是很有特色的研究内容。我现在是生命学院的教师，周围教师和学生都是生物学专业，因而我可以更多学习，了解和接触生物学，并能带着化学专业的眼光看待生命学科的问题，我个人认为这也是对我的研究非常有利的一种状态。
记者：您现在的研究主要是在生物医学分析检测和生物物质分离分析方面，从专业角度出发，您是如何看待科技成果的产业转化这一问题的?
屈锋我认为好的基础研究成果应该具有产业化的潜能。首先基础研究必须要深入、透彻，这样才知道它向应用转化时的关键点是什么，难点是什么，应该如何克服。作为我们的方法学研究，建立的方法不仅要有技术含量，还要考虑低成本。一个有效的方法或产品如果成本过高，对于企业来说压力很大，这将阻碍其产业化的发展。在研究成果真正能为社会和经济服务时，必须考虑降低各种成本，如设备材料成本。时间成本、技术操作成本、人员培训成本等。目前我所进行的研究还没有达到投入产业化阶段，但我的所有想法和努力方向都没有脱离这个根本出发点。
记者：作为生物工程系副主任、生物技术专业本科责任教授，您主要分管哪些工作?在行政、科研和教学多种身份中，您更喜欢哪一个角色?
屈锋：目前，我主管教学方面的工作。我是做科研出身的，多年来都工作在科研第一线。在高等学校，教学和科研本来就是一体的。在做科研的过程中指导培养学生，在教学过程中介绍科研内容，这是一个互相促进的过程，并没任何矛盾。我很喜欢讲课，把自己所掌握的各种知识和信息传递给学生，很有满足感，这是只做科研工作所得不到的乐趣。当然，学生在学校里不仅要学到专业的知识和技能，更为重要的是得到人生的指引。作为教师，还应担当着指导学生的个人成长与发展的责任。我们要在教学和科研过程中培养学生，将严谨、认真，执着的学习和工作方法传给学生，帮助他们树立正确的人生观、价值观，使他们成为具有一定专业背景和科研素养的，能够胜任多种社会工作的合格人才。工作虽然很繁忙和辛苦，但更多的是看到学生成长给自己带来的愉悦和享受。
记者：在求学道路上，您涵盖了内地、香港、国外的三重教育经历，这一切在您的教学和科研生涯中发挥着怎样的作用呢?
屈锋：不同地区的文化、管理和制度下的教育模式有一定差异。对于科研来说，多样化的教育经历和受教育模式可以开拓眼界和思维方式。对于教学，可以把不同的文化、管理和制度模式与学生分享，帮助他们正确理解上述问题。对于这种活生生的亲身经历，学生听起来会更有感触。所以我认为，对于新世纪的年轻人，一定要创造机会去看看外面的世界，这对自我提高和成长非常有益。
记者：对于学生和后起人才，您认为他们如果希望成为一位优秀的科研人员的话，需要在求学时期做出怎样的积累?您在教育教学上录持的观点和原则是怎样的?
屈锋：总得来说有两步：打好基础，然后培养其兴趣。打好专业基础需要对课程教学内容多学多练。而培养多方面的兴趣，拓宽知识面有助于开拓科研的视野和思路。当然，还要有必要的勤奋努力，但这个勤奋并非是毫无目的地泡在实验室。虽然科研工作是需要时间积累的，但这个积累一定是有效的时间积累。学生实验做的越多就越熟练，越熟练就越有兴趣，有兴趣就不觉得“枯燥”，就能发现科研中的乐趣。有了乐趣，勤奋就是自觉行为。当学生掌握的知识越多，就越自信，就越有动力。大多数学生在科研和实验过程中都是遵循这样的成长轨迹，所以在科研和实验中的确要多做工作，当遇到困难时，也一定要坚持，就像人生中遇到坎坷一样，挺过去就是成长和进步。
高性能计算是计算机科学的一个分支,研究并行算法和开发相关软件,致力于开发高性能计算机。在科学技术迅猛发展的今天,高性能计算已经成为科学技术发展和重大工程设计中具有战略意义的研究手段,它与传统的理论研究和实验室实验一起构成了现代科学技术和工程设计中互相补充、互相关联的研究方法,提高了科学研究的能力,促进和推动了现代科学与工程技术的发展。美国等发达国家在高性能计算方面发展很快,并一直把它作为国家战略给予高度重视,在国家层面予以组织实施。目前,高性能计算在国内外很多领域已经取得了大量应用成果。在生命科学领域,高性能计算在探究基因奥秘、蛋白质结构、生物信息以及医药设计等方面已经成为不可或缺的辅助工具；此外,将生命科学和信息科学进行结合,从而为生物医学提供有价值的信息作为参考依据更是被一些主流研究机构视为重要的应用。目前,我国的高性能计算虽然与发达国家相比还有很大的差距,但在很多的科技领域已经通过有效地引进和运用高性能计算取得了很多的科研成果。
鉴于目前高性能计算在国内外的快速发展和广泛应用,中国中医科学院中医药信息研究所在2007年10月购置和引进了中医药行业第一套高性能计算系统——曙光tc2600刀片服务器。该系统具有50个计算节点,2个数据库节点,1个i/o节点,1个管理节点,一个登陆节点,共计55个节点,存贮达4t容量,峰值浮点计算能力11800亿次/s,实测并行性能8600亿次/s。在2007年12月完成了设备的验货、安装、调试、测试、验收,目前已经测试运行了linpack、pmb、iozone、stream等程序,以及生物计算领域的vasp应用程序；安装了中国科学院计算技术研究所开发的网格软件gos3.0,目前正在与浙江大学计算机系合作进行中医药网格的研制和开发工作。
系统硬件配置：曙光tc2600刀片服务器,2*amdopteron2218双核cpu,4gb内存；80g硬盘,千兆以太网卡,共50台刀片机组成；i/o管理节点2台；登录节点1台；数据库节点2台,4*amdopteron8214双核,16g内存,73g硬盘两块；infiniand10g网络1套；磁盘阵列：300gbfc硬盘8块,500gbsataii硬盘8块。
系统软件配置：linux操作系统redhat企业版1套；曙光刀片管理软件1套；集群系统软件：曙光集群系统管理软件(dcms)1套,曙光集群系统部署软件(dcis)1套,并行命令软件(mterm)1套,作业调度系统(dpbs/torque)1套；双机高可用软件roseha1套；gnuc/c++编译器1套；gnufortran77/90编译器1套；datadisplaydebugger1套；codeanalyst系统性能分析工具1套；openmpi1套；mvapich1套；mpich/lam-mpi1套；pvm1套；acml1套；apl1套；lapack,scalapack1套；hdf51套；blas、goto、atlas1套。
这套系统是目前我国中医药行业引进的第一套高性能计算设备,由于中医药行业的独特性,目前国内外还没有这方面成熟的行业应用经验可供参考,如何使高性能计算尽快成功应用于中医药行业,目前还面临着许多开创性的工作。希望能够通过借鉴目前国内生物医学领域的一些成功应用,为加快高性能计算在中医药行业的应用、普及和提高提供些有益的帮助和借鉴。
上海超级计算中心：上海超级计算中心成立于2000年12月,由上海市政府投资建设,座落于浦东张江高科技开发园区内,是国内第一个面向社会开放,资源共享、设施一流、功能齐全的高性能计算公共服务平台,目前已经在气象预报、药物设计、生命科学、汽车、新材料、土木工程、物理、化学、航空、航天、船舶等多个应用领域取得了一批重大成果,发挥了重要作用。
上海药物研究所：中国科学院上海药物研究所药物发现与设计中心成立于2001年,是一个以基因信息和蛋白结构为基础,以药物设计、化学合成和现代生物技术为主要研究手段的创新药物研发中心。该中心除了拥有大量先进的用于分子生物学和药物研究的实验仪器设备,以及sgi(64个cpu)和国产“神威”高性能计算机之外,还拥有最先进的分子模拟和药物设计软件,如：insightii、catalyst、topkat、sybyl和dock等。此外,他们还利用mdl公司所提供的“药物数据报道数据库(mddr)”、“综合药物化学数据库(cmc)”、“化合物筛选数据库(acd-sc)”和自主开发的“中国天然产物数据库(cnpd)”等数据库,建立了超过250万个化合物的大型药物虚拟筛选数据系统。在抗sars科研攻关中,他们参加了抗sars的药物研究,在探索sars病毒的致病机理、药物设计、虚拟筛选和分子水平筛选的工作中高性能计算发挥了非常重要的作用。
此外,中国科学院院上海药物研究所沈建华等学者密切注意国际网格技术发展动向,及时组织跨学科、跨科研院所和跨地区的交叉学科研究队伍,开展高性能药物研发网格技术研究,该项研究2002年获得“863”计划“高性能计算机及其核心软件专项”的支持,研究人员针对高通量虚拟筛选计算量和数据量大的特点,开展了药物设计网格的各种关键技术的研究,建立了“新药研发应用网格”技术平台。目前,上海、北京和香港地区的多个超级计算机和计算机机群等计算资源已经加入这一平台,形成了超过每秒万亿次浮点运算能力的应用网格系统。上海药物研究所将自己开发的高通量虚拟筛选软件进行了异机(不同型号的计算机之间)并行化,安装在该技术平台上；同时,在该平台上还安装了含有120万个化合物信息的数据库和各类药物靶标蛋白结构数据库,在该平台上开展了多项国际合作研究。新药研发网格的建立,为真正实现公共计算和数据资源的共享奠定了基础,对创新药物研究具有重要的意义。
国家新药筛选中心：国家新药筛选中心应用先进的高通量和高内涵药物筛选技术,对我国特有的化合物样品库(包括中药在内的天然产物)在高性能计算平台上实施大规模随机筛选。在对筛选发现的活性化合物进行结构优化改造的基础上,开发治疗肿瘤、中枢神经系统疾病和代谢性疾病的原创新药。该中心在国际合作方面不断取得进展,如在与瑞士actelion医药公司的合作中发现了一个至今尚未见报道的神经调节肤u-1受体选择性小分子激动剂；与日本田边制药株式会社开展原创药物筛选合作研究中发现了一个具有高度生物活性、结构全新的烟碱型乙酰胆碱受体的小分子调节剂；与美国celloinks公司建立了战略伙伴关系,建立了我国首个具有国际先进水平的高内涵药物筛选技术平台并投入实用。这些成绩不仅提升了我国新药研究的技术水平和国际知名度,而且为相关先导化合物的下游开发奠定了坚实的基础。
复旦张江新药筛选及评价研发平台：在新药筛选及评价研发平台的基础上,复旦张江与中国药物研发领域的顶级机构之一中国科学院药物研究所合作成立了“上海先导药业有限公司”。为了更加快速主动地寻找有可能成为新药的化合物,复旦张江在技术上利用计算化学、组合化学等高效筛选技术建立了不同层次的药物筛选和评价模型,在高性能计算平台上对有可能成为新药的化合物进行筛选和评价,成功建立了新药筛选及评价研发平台。
华中科技大学——浪潮高性能生物信息中心：2003年华中科技大学由浪潮北京电子信息产业公司捐助建设的“华中科技大学-浪潮高性能生物信息中心”正式启用,该中心引进了亚太区第一套基于infiniband高速互联技术的浪潮天梭ts10000高性能系统,主要用于生物信息学中的科学计算、模拟和可视化研究,构建大型生物信息数据中心。
北京生物医学研究所：北京生物医学院研究所与高性能计算厂商蚬壳星盈合作,引入了星盈亿万次实时协作式超级刀片计算机系统并建立了具备国际领先水平的生物科学超级计算和研究中心,为科研人员的研究课题提供了强大计算服务平台。
中国科学院昆明动物研究所：昆明动物研究所是中国科学院所属的20多个生物类研究所之一,也是国内一流的动物研究机构之一。他们购置了一套曙光峰值运算能力为2.75万亿/s的高性能计算系统,帮助研究所打造我国生物资源和生物多样性研究基地。
北京放射医学院研究所：北京放射医学院研究所与国内知名刀片高性能计算服务器厂商蚬壳星盈合作,引入了星盈亿万次实时协作式超级刀片计算机系统,并建立了具备国际领先水平的生物科学超级计算和研究中心,为科研人员的研究课题提供了强大计算服务平台。
北京生命科学研究所：北京生命科学研究所由科技部、发改委、教育部、中国科学院等8个部委共同筹建,主要从事生物大分子方面的研究,发表在《科学》、《自然》、《细胞》等生命科研领域的国际顶尖杂志上的论文数量居国内首位。目前对生物大分子进行深入研究,从原子水平上来掌握生物大分子的三维结构和生物功能之间的关系,并在此基础上进行药物设计,是近年国际生物医药研究的前沿课题,也是该所重要的科研方向之一。大分子是目前自然界物质结构最复杂的分子,一个生物大分子及其环境组成的系统往往包括几万至几十万个原子,高性能计算的应用在研究中起到重要的作用。他们购置了拥有102个节点的浪潮天梭高性能集群,通过该计算平台,利用上百个节点进行并行计算可提高模拟效率几十倍,过去利用单机工作站几天才能完成的实验模拟,现在几个小时就可以完成,大大提高了科研的进度。
北京大学生命学院：以北京大学生命学院为龙头的一些生物科研机构已经加入了有关的国际组织,并在网格上分享现代生物信息资源,开展了应用高性能网格计算建立生物信息学中心的配套研究工作。
北京华大基因研究中心：北京华大基因研究中心成立于1999年9月,该中心长期致力于基因组学、蛋白质组学、生物信息学方面的研究,目前所从事的基因组测序与组装、基因预测、基因功能分析等课题,都是超大规模的海量计算。有些计算任务如果使用现有的计算机需要1个月,甚至1年的时间才能完成,所以只有引进高性能计算产品才能满足研究中心的计算任务。华大研究中心使用了与中国科学院计算所联合研制,专门为生物信息学研究使用的“曙光4000h”高性能计算系统,以及ibm、sun等厂商的高性能计算产品,他们利用这些高性能计算系统完成了1%人类基因组计划、超级杂交水稻基因组测序等诸多科研项目。
北京医学信息研究所：北京医学信息研究所与蚬壳星盈合作建立了生物医学超级计算与研究中心,引进了一套星盈万亿次实时协作式超级刀片计算机系统,研究人员在超级刀片计算平台,使用blat、estalign等程序研究基因转录和可变剪接等问题时,利用56个计算节点并行运行blat,仅耗时7.5h就可完成unigene数据库中五百多万条人类est序列对基因组数据库的比对,而相同的任务若在一般的服务器上用双cpu的pc服务器需要3周时间。
【关键词】中药现代化；学科；技术平台
进入21世纪，具有我国传统文化特点和独特优势的中医药，正面临着良好的机遇和严峻的挑战。随着社会的发展，人类医疗模式正由单纯的疾病治疗转向预防与保健相结合，威胁人类健康的疾病谱也由传变迅速的恶性传染性疾病转向影响人类身心健康的慢性疾病；人口的老龄化使一些老年性疾患的防治更为突出；生态环境的不断恶化，使“回归大自然”的思潮已成为一股强大的潮流；生活水平的提高，对医疗保健体系也就有更高和更多样化的要求［1］。我国中药产业持续发展，已初步形成了一定规模的产业体系，成为我国国民经济和社会发展中一项具有较强发展优势和广阔市场前景的战略性产业。但是总体上看，我国中药的质量标准体系还不够完善，质量检测方法及控制技术比较落后；中药生产工艺及制剂技术水平较低；中药研究开发技术平台不完善，创新能力较弱；中药企业管理水平普遍较低，市场竞争力不强，缺乏国际竞争力。
为加强科技进步和技术创新，推进中药现代化，国家科技部、省市区科技管理部门及相关研究开发部门均制定了中医药现代化和产业化的政策。自20世纪90年代以来，贵州省的医药制造业产值呈现良好的发展势头。省委、省政府在2002-09组织有关专家对全省制药产业的现状进行调研的基础上，颁发了“关于推进我省中药现代化科技产业发展的若干意见”的通知，阐明了中药现代化科技产业发展的重要性、紧迫性，对发展目标、工业重点、政策措施等进行了部署，针对制约全省医药产业发展的瓶颈——创新药物和具有自主知识产权药物的开发研究问题，明确提出在其后的4年中,由省财政每年安排1000万元中药现代化科技产业发展基金用于中药产业重大项目的研究，包括重点实验室、中试基地或技术研究开发中心建设和具有自主知识产权新药的研究开发，新技术、新工艺、新剂型的研究等。贵阳医学院党委、院行政紧紧抓住这一大好发展机遇，进行了广泛的动员和部署，一方面积极争取省里的资助，另一方面投入大量的资金进行基础设施建设，组建了贵阳医学院药物研究开发中心，该中心挂靠学院科研处为管理主体单位，由3个研究所，共计10个研究室组成。以贵阳医学院药物研究开发中心为平台，在国家食品药品监督管理局进行了药品研究机构登记备案(登记备案号：5220010323-a-0003)。
平台建设是中药、民族药现代化的研究基础，目前我院已经拥有贵州省分子生物学重点实验室、贵州省中药民族药研究开发中心、贵州省实验动物工程中心、组织工程与干细胞实验中心、贵州省毒性检测实验中心，经过多年的艰苦努力，已经获得了多项资质，对贵阳医学院创新药物的研究提供了支撑条件，使我院成为贵州省中药创新研究的重要支柱力量。但是要适应中药民族药与现代医药学科快速发展的要求，有必要进一步在现有资源的基础上，充分调整与整合人力物力技术等资源，加快相关研究室的建设。
1新药筛选及其关键技术研究平台
中药、民族药单位药物即为1个复方，如何根据传统的功能主治，进一步凝炼并表达其现代医药科学的研究模式，寻找活性成分/组分是创新药物研究的基础。建立活性化合物和活性样品（天然产物样品，生物工程样品）的确证筛选方法和系统评价体系，通过初步的药效、药代和毒理学研究，确定具有开发研究前景的先导化合物；结合计算机技术，进行先导化合物的结构优化。最终确定具有自主知识产权的候选药物，进入全面、系统的新药临床前研究。因此，筛选模型是中药、民族药成为创新药物的活性基础平台。利用生命科学基础研究中发现的新靶点，研究细胞、分子和基因水平的微量、快速、准确的新型药物筛选模型和方法，提高药物筛选的水平和效率，发现具有新作用机理的活性化合物；研究高通量药物代谢和药物毒性的筛选模型，提高药物开发前景的早期预测准确性，降低药物研发成本，提高药物研发的成功率；研究开发一批能够准确反映特定药效的现代药物筛选新模型（包括整体动物病理模型，组织器官水平的筛选模型以及其他类型的药物筛选模型），寻找具有重要临床意义的新药［2］。有必要充分利用我院现有分子生物学与干细胞等学科优势为依托，构建相关的研究技术平台，具有重要的社会意义。
2临床前药效学评价和药代动力学关键技术平台研究［3］
贵阳医学院自2001年筹建临床前药理研究所，我院药理活性评价研究形成了具有一定地方特色又密切结合国内现状的特点，为我省创新药物的药理毒理评价进行大量的研究工作。横向经费已经成为我院科研经费的一部分。经过近10年的发展，我们有必要建立具有地方特色，又能结合国际国内创新要求的新模型和新方法。我院在地方病的研究尤其是氟中毒、砷中毒等地方病研究方面在全国具有一定的特色，建立了相关的动物模型，适应我省发展的要求。其次，对于国家疾病治疗的重点病种，如心脑血管病药、抗肿瘤药等研究要建立既符合传统医药特色又能与国际接轨的临床前药效学评价的新模型和新方法，尽量按照国际规范制订标准操作规范。
药物代谢动力学与生物药剂学是我院特色优势学科之一。但是，由于我院地处西部，经济相对落后，分析仪器及研究方法滞后于国内的研究。根据学科的发展，结合我院的优势学科，我们可以建立研究生物大分子及复方药物药代动力学新方法，系统地开展临床前药代动力学研究；建立分子、细胞、组织、器官等多层次组成的体外药物代谢和毒性研究技术平台，在药物研究与开发早期对候选化合物的代谢和毒性进行预测和评价，可以提高候选化合物的新药命中率。
3临床前安全评价关键技术及平台研究
自反应停事件的发生，药物的安全性评价成为世界范围内广泛关注的重要问题。中药、民族药难以在世界范围内得到广泛的认可，与此密切相关。自20世纪70年代始，西方国家开始对药物非临床安全性评价进行规范。目前，贵州省科技厅批准立项，贵州省暨贵阳医学院药物非临床安全性评价中心在我院进行筹建，我们有必要抓住这一促进我院相关药学、药理学、毒理学发展的良机，筹建一个现代化的安全性评价中心。除进行相关的动物安全性评价研究外，要充分利用现代生命科学技术和计算机、信息学和毒理学的新进展，研究三致（致癌、致畸、致突变）实验、反复给药动物一般毒性实验、生殖毒性实验的新方法和新模型，建立符合国际规范的器官、组织病理评价系统；研究适合国际上近年来出现的新型药物如基因治疗、转基因药物的临床前安全评价模型和方法；研究毒代动力学关键技术，跟踪国际毒代动力学前沿新技术，完善我国一类新药的临床前安全评价。
4临床试验关键技术及平台研究
中药民族药现代化的最终目的是实现我国在国际市场上拥有自主知识产权的创新药物。而任何研制药物成为药品被临床广泛应用的过程，必须经过现代随机、对照、重复、盲法、均衡的临床多中心对照，才能最终被国家最高医药卫生行政管理单位认可，批准生产后真正成为药物在临床广泛使用。2008年我院附属医院申报临床试验基地，获得了卫生部批准，为我院新药临床研究与评价奠定了坚实的基础。我们必须进一步利用现代生命科学领域的新成果，借助计算机信息技术，深入研究临床药代动力学、药效动力学和药物基因组学，建立适合中国人群种族特性的新药临床研究评价体系尤其是贵州作为多民族省份的特殊人群种族特性的评价体系，对保证贵州人民的进口药的使用安全，同时为我国创新药物走向国际市场奠定基础；针对国际和国内出现的新药物类型，研究能够准确评价其安全性、有效性的临床试验方法，建立相应的临床试验评价技术平台，保证新药及时、安全用于人民的防病治病［4］。
5中药资源保护和可持续利用的技术研究平台
贵州地处云贵高原的东部，蕴藏着丰富的生物资源，全省有野生植物资源三千八百余种，其中药用植物资源有三千七百余种，占全国中草药品种的80%，是全国四大中药材产区之一。在国内外具有一定影响，品质优良的珍稀名贵植物有珠子参、三尖杉、扇蕨、冬虫夏草、鸡土纵、艾纳香(天然冰片)等6种。此外，天麻、石斛、杜仲、厚朴、吴茱萸、黄柏、黔党参、何首乌、龙胆草、天冬、银花、桔梗、五倍子、半夏、雷丸、南沙参、冰球子、黄精、灵芝、艾粉等有地道药材之美称。但是，植物资源和可持续利用的研究技术相对薄弱。因此有必要开展中药资源普查，建立野生资源濒危预警机制；保护中药种质和遗传资源，加强优选优育和中药种源研究，防止品种退化，解决品种源头混乱的问题；建立中药数据库和种质资源库，收集中药品种、产地、药效等相关的数据，保存中药材种质资源；加强中药材野生变家种家养研究，加强中药材栽培技术研究，实现中药材规范化种植和产业化生产；加强植保技术研究，发展绿色药材；加强中药材新品种培育，开展珍稀濒危中药资源的替代品研究，确保中药可持续发展。建立这些共性技术的试验平台，对促进资源的合理开发与利用，保证我省中药民族药产业的可持续健康发展至关重要。同时组建贵州省种植资源与可持续利用实验室，促进我院以地方特色资源为基础的资源学科发展。
中药民族药现代化是个持续进取不断完善的过程，必须在传统医药学理论的指导下，结合目前相关领域的科技发展，才能促进其健康可持续发展。我院应该根据自身的科研特点和科研技术势力，充分利用目前的政策优势，组建相应的技术平台和实验室，才能在激烈的竞争中保持优势，为我省乃至我国中药现代化贡献力量，同时促进我院的科研技术平台建设，提高科研水平，对创建西南一流且全国有一定影响的医科大学提供一定的学科建设保障。
【参考文献】
1］沈祥春,彭佼.对中药现代化认识与实践的思考［j］.时珍国医国药,2006,17(9):1664.
［2］石建功,王素娟,莫顺燕,等.高通量技术在天然药物和中药现代化研究中的应用［j］.世界科学技术-中医药现代化高新技术应用,2003,5(4):48.
［3］陈伟光.中医药动物模型与中药现代化研究关系的思考［j］.中华临床医学研究杂志,2005,11(16):2347.
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。
关键词：化学生命科学生物科学
中图分类号：O-31文献标识码：A文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0164-02
众所周知，化学是自然科学的基础，它贯穿于人类活动与环境的相互作用之中，与能源、材料、环境和人类生活紧密相连。随着现代科学技术的发展，化学又渗透到与人类健康密切联系的生命科学领域，而成为21世纪最富有拓展力和生命力的科学领域之一[1]。因此，化学又被称为是生命科学的语言。
1化学在传统学科中的地位
化学被称为“中心科学”，在“数理化天地生”六门传统科学中的占据重要地位。什么是“化学”呢？化学是自然科学的一种，是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质的科学。
化学不仅是重要的基础科学之一，也是一门以实验为基础的科学。化学作为基础学科在自身快速的发展的同时，也推动了其他学科和技术的发展。例如，核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平，建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析，得出了元素存在的规律，发现了星际空间有简单化合物的存在，为天体演化和现代宇宙学提供了实验资源，还丰富了自然辩证法的内容。在新物质的创新性研究中，要想得到精确的物质结构必须进行精准的化学实验。在我国古代，道家为寻求长生不老药炼制“不老仙丹”，甚至希望能“点石成金”，这些听起来似乎有些不可思议，但从理论上来讲，他们却成了研究物质化学变化的先驱。前人所用的研究方法即是“实验”法，只是限于当时科学和技术的发展水平，对物质组成的了解和实验技术的掌握尚不足，导致这些开创性的研究工作成为后人的“笑谈”。随着科技和人类认知的发展，作为我国四大发明的“火药”被发明。据记载，“火药”是炼丹的副产品。此外，陶器和玻璃的发明与制作都是古人在长期的生产活动中，利用化学反应进行的实践活动。著名化学家拉瓦锡，早在200多年前就用定量试验的方法测定了空气成分。这些在客观上为化学学科的建立积累了研究基础。
2生命科学的研究范畴及发展前景
2l世纪是信息与生命科学的时代。那么，何为生命科学呢？生命科学是研究生命现象及其规律的科学。虽然至今学界对于生命的概念仍未有清楚的认识，但基本上，生命具有与化学成分同一性的特征，具备严整有序的结构，能够自我新陈代谢并产生应激性和运动等特征[2]。
就生命科学的起源而言，它并不是近代才产生的。在人类出现文明的初期，生命与非生命的差异就被人类认识到，并开始对生物进行观察、描述，留下了大量的材料。17世纪以前，由于科学技术水平的限制以及神学对人们思想的禁锢，古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪，伴随自然科学的发展，生物学的积累已经达到了一定程度，对生物进行分门别类的研究成为主要课题。19世纪，随着物理学和化学的发展，新技术被不断应用于生物研究，使生物学由描述性的学科发展成为实验性的学科。1838―1839年，德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别通过对植物和动物细胞的研究，提出了细胞学说。这一学说的提出，使生命科学的研究由宏观水平深入到微观水平，对于揭示生命运动规律起到了不可估量的积极作用。1865年，遗传学的奠基人孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律，标志着遗传学的诞生。20世纪初，美国遗传学家摩尔根在基因概念的基础上，进一步提出了基因定位于染色的基因学说，生物学的发展出现了质的飞跃。
到20世纪后半叶，生命科学在分子生物学领域取得了前所未有的突破。具体表现在学科分支细化和深化，各近代学科间的交叉加强，从而产生了一系列的边缘学科。如研究基因及其表达的分子遗传学，研究生物大分子的结构与功能、生物体内化学变化的生物化学等等。20世纪70年代以后，生物工程、克隆技术、PCR技术构成了现代生物技术的核心。
3化学对生命科学的贡献
3.1化学学科分类及研究内容
按照学科分类，现代化学包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学与高分子化学等五门学科。
无机化学研究的是除碳氢化合物之外的一切物质;有机化学研究的是所有的碳化合物;物理化学是应用物理的原理、方法研究化学的现象以便用数学的语言定量地描述化学的有关信息;分析化学是定性确定各种物质的组成、结构以及定量表示物质组分的含量;高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的学科，包括各种聚合反应理论，新的聚合和改性方法、高分子基团反应等。
3.2化学对生命科学的贡献
3.2.1无机化学与对生命科学的贡献
早期化学领域的研究无不是以无机化学为基础的。如法国的拉瓦锡、英国的玻意尔和道尔顿、俄国的门捷列夫等，他们的研究都是以无机物质的变化、反应和性质为研究对象的。20世纪发展起来的各化学理论也是从研究无机物质的结构和价键开始的。无机化学在自身发展的同时，与其他学科的交叉与融合进一步加强。无机化学与生命科学交叉使人们不仅仅关注技术配合物与生物大分子相互作用及其模拟，而且从活性分子、活体细胞和组织等多个层次研究无机物质与生命体相互作用的分子机理，热力学和动力学平衡、代谢过程，同时，更加关注生物启发的无机智能材料在生物体自修复、生物信息响应和传导及生物免疫体系构筑中应用的研究[3]。
3.2.2有机化学对生命科学的贡献
有机化学学科是现代科学技术的重要基础学科，并已渗透到生命科学领域。有机化学在揭示物质结构的本质的同时，促进了生命科学等相关学科和边缘学科的发展，同时，生命科学又为有机化学的发展提供了丰富的研究内容。生物的多样性使有机化学的研究充满了活力，有机分子的生物功能也充分反映了两学科之间的同源和紧密联系。20世纪60年代，我国科学家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质――牛胰岛素，随后80年代又合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，这是在揭示生物体生命过程的化学本质上取得的重大成就。
20世纪后半期，复杂生命现象的研究进入分子水平。从DNA的双螺旋结构到人类基因组计划，有机化学的理论和方法在生命科学的发展中起了重要作用。美国著名生物化学家、诺贝尔生理学和医学奖获得者阿瑟・科恩伯格指出：“现今分子生物学的成就其实属于化学”，“生命实际上是一个化学过程”，“人类的形态和行为就如同它的起源，它与环境的相互作用和它的命运一样，都是由一系列各负其责的化学反应来决定的”。可见，有机化学在生命科学的发展过程中起着非常积极的作用。
3.2.3生物化学对生命科学的贡献
19世纪以来，化学理论和技术介入到生物学领域，建立起“生物化学”这一新学科。生物化学是的主要任务是了解生物的化学组成和它们的化学活动。生物化学从早期对生物总体组成的研究，进展到对生物的各种组织和细胞成分的精确分析，使得生物学研究逐渐从宏观的描述水平深入到微观的分子水平，极大地促进了生物科学的发展。
生命科学基础研究中最活跃的前沿包括：生物化学和分子生物学、细胞生物学、发育生物学、神经生物学、免疫学、生态学。由这些前沿引伸出的核心问题的探索包括：生命的起源，物种和生态系统的进化，遗传发育及其在基因组和表观基因组层面的调控、蛋白质的分类、结构与功能、细胞信号转导行为与脑的认知等[4]，这些核心问题都包含着急待解决的化学问题。生命科学和生物技术的研究与开发也成为了当今世界最为活跃的科技领域。
4结语
生命活动的基础是生物体内物质分子运动，有学者认为可以“把生命理解成化学”。虽然，生命过程不能简单地还原为简单的化学过程，但研究生命过程的化学机理，从分子层次上来了解生命问题的本质，揭示生命运动的规律，将会对人类认识生命提供基础。作为本科学生，不仅要学习化学知识与技能，更重要的是通过学习过程训练科学方法和思维，培养科学精神和品德。
参考文献
[1]杜琳珑，冯定坤，韦建前.生命科学与诺贝尔化学奖[J].黔南民族师范学院学报，2006（3）：72-74.
[2]谢放.中外文化发展历程[M].吉林：长春出版社，2013.
1国内外城市化进程发展状况
当前，城市的快速发展已成为全球的共同趋势。联合国的统计资料[1]表明，人口城市化的趋势在不断地加速发展。图1表示了这种发展趋势。从图1可以看出，1950年的世界人口约为25亿，其中仅有30%的人口生活在城市。到20世纪末，城市人口大幅度增加，已经达到世界人口的50%。根据图1所示数据，预计到2025年，城市人口将占据世界人口的60%。城市数量和城市人口的迅速增长对人居环境提出了严峻的挑战。表1给出了世界上人口在100万以上的城市数量的增长[1]。从1950-1995年期间，全世界拥有百万人口以上的城市数目由83个增加到325个，说明95年城市数量是50年的3.9倍，这种趋势在第三世界国家尤为明显，同一时期城市的数目增加了6.3倍。
表11950-1995年间人口在百万以上的城市数目
Table1Citynumbersofpopulationbeyondonemillionbetween1950to1995
年代
1950
1995
1995:1950
第三世界城市数
34
213
6.3
发达国家城市数
49
112
2.3
全世界城市数
83
325
3.9
我国的城市化进程与世界同步，近年来呈现出高速发展的趋势。图2给出了我国城市数量增加的数据[2]。
2城市化促进自然科学新领域的产生与发展
我们首先以传统的地理学为例。近几十年来，尤其是第二次世界大战以后城市地理研究发展迅速，内容和影响都超过了传统地理学，成为人文地理学的一门重要分支学科。对城市进行地理学研究始于19世纪。第二次世界大战以后，许多国家的城市需要重建，世界范围内的城市化进程加速，这些都要求对城市进行全面的研究和规划，促使大批地理学家投入城市研究或城市规划工作。新兴的城市地理学的核心问题是研究区域的空间组织与城市内部的空间组织两种地域系统的关系。围绕这两种地域系统，具体的研究内容有：城市化研究、城市分类研究、城市体系研究、城市群和大城市集群区研究、城市综合地理研究等。城市地理学在城市化进程中逐渐形成了独特的研究方法：早期数量方法、系统分析方法、城市信息系统方法、空间抽样调查方法等。此外，地图是地理研究的传统工具。航空像片和卫星像片在城市地理研究中表现出重要作用，是研究城市时空变化关系的基础数据。
附图
图1全世界城市化城市人口百分比[1]
Fig.1Percentageofurbanpopulationamongthetotalpopulationinworldcities
附图
图2中国城市数目随时间的变化[2]
Fig.2NumberofcitiesinChina
以典型的工程科学——建筑学为例，随着城市化现象的迅速推进，建筑学向广度和深度发展。孤立地、狭隘地研究建筑现象已经说明不了问题，满足不了需要。客观实际已经按照系统工程的规律伸展了它固有的领域。城市及其区域已经逐步形成了一个开放的复杂的巨系统。城市化对建筑科学的影响，使得系统的思想进入到传统的建筑科学，进一步突出了新的建筑科学的关系——人与环境的关系[3]。钱学森考虑到中国传统的文化艺术和自然特色等种种因素，形象地提出了山水城市的理念，这一思想对建筑科学的发展，具有深远的意义。
以地球物理学为例，城市化问题使得传统地球物理学的研究方法、研究对象和研究内容面临新的机遇和挑战。20世纪初，地震波证实了地球铁核的存在，证明了2900km深度存在地核与地幔的边界。30年代，地球物理方法发现了地球内核的存在，在此基础上，科学家提出了地球内部分层模型。20世纪中期，各种地球物理勘探方法初步形成。40～50年代，地球物理学的主要研究对象是勘探固体矿产资源，60～70年代在此基础上增加了石油和天然气，80～90年代又增加了水资源。随着工业化进程的加快，环境问题也日益成为地球物理学的研究对象。总而言之，20世纪地球物理学的研究对象是以自然资源为主。20世纪末的全球性城市化发展趋势，使21世纪的地球物理学不可避免地要面对诸多的城市问题。80年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟和全球环境问题的日益突出，人们认识到地球各圈层相互作用以及人类活动的重要性，地球科学的发展开始进入地球系统科学的新时代。城市地球物理学的发展在这样的时代背景下产生。城市地球物理学是一个全新的概念，是地球科学国际研究前沿的新兴学科。传统地球物理学的主要研究对象是自然现象，而城市地球物理学则主要研究自然现象与人类活动的相互作用。因此，在城市地球物理学研究中，除了自然科学问题之外，还应强调科学与社会的结合、各相关学科的综合及与各社会部门的协调。图3表示了城市地球物理学与环境科学和地理学之间的关系，这三者既有各自独特的研究领域，又有密切相关的交叉研究内容。
附图
图3城市地球物理学、环境科学、地理学之间的关系
Fig.3Relationshipamongurbangeophysics,environmentalsciencesandgeography
3城市地球物理研究的社会需求
(1)城市建设。科学家们预计21世纪的城市在向高空发展的同时，也将向地下索取空间，建设深层地下都市已经在科学家构想之中。20世纪平面式的城市功能在21世纪将从地下、地上两个方面重新进行立体配置。在一系列城市建设活动中，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法对城市地下空间的结构给出定量的描述，为城市规划积累基础数据。
(2)城市灾害。人类大规模的经济—工程活动对环境的影响，已经达到了与自然地质作用相提并论的程度，而且发展速度快、影响范围大。各种灾害无情地破坏着人类的居住空间，给人类的生存造成威胁。这些灾害发生在地学研究的领域，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法对各种起因的城市地质灾害和对环境的破坏进行详细的调查。
(3)城市地下污染。原生环境的缺陷以及由人为因素造成的地下环境污染，在地下水的作用下，对生态与工业构成极大的危害，迫切需求地学界利用地球物理的观测和预测方法调查地下水的分布，为制定防治规划提供基础数据。
4城市地球物理研究的主要科学问题及其研究方法
城市地球物理学作为一门新兴学科，其主要特点是学科的交叉性及其社会服务性，城市地球物理不仅与地学界的其他学科有广泛的交叉性，而且与地学界以外的诸如人文类、社科类学科也有不可缺少的交叉内容。城市地球物理研究的最终任务是服务于社会，科学研究的核心问题是人与自然的关系问题。具体解释为：
(1)城市近地表结构与地质灾害的相互作用关系。天然与人为的地质灾害对城市构成极大的危害。这些灾害改变和破坏近地表地质结构，近地表地质结构从客观上阻止或促成地质灾害的发生。二者之间的相互作用关系是科学研究的问题之一。
(2)城市近地表结构与地下基础设施和地下建筑的相互作用关系。地下基础设施是城市的命脉，地下基础设施的科学规划以及地下建筑计划需要对近地表结构的观测与评价，大型地下建筑有可能改变城市地下应力场的平衡，二者之间的相互作用关系在未来城市发展中为地学研究提供了一个新的研究空间。
(3)城市近地表结构与地下环境污染的相互作用关系。地下环境污染破坏生态环境、危害人类健康，地下环境污染直接受控于地下水的分布，同时受控于近地表地质结构。对地下水的分布及其浸染走向的研究是防止和治理地下环境污染的重要依据。
城市地球物理学研究方法主要依靠观测技术、数据处理技术以及综合评价系统。观测是地球物理学研究得天独厚的手段，数字地震台阵、地球信息系统、INSAR计划、浅层地球物理观测在地学研究领域发挥了重要的作用。地球物理观测数据起到了透视地下的作用，是实现地下结构定量化与可视化研究的基本条件。针对城市问题的地球物理观测，需要在提高仪器动态范围的基础上获得高分辨率的数据，需要研究城市特定环境下的观测方式。认识浅层介质的复杂性以及地球物理数据的特殊性是研究城市各类问题数据处理方法的出发点。数据处理方法研究应该从基础研究出发，研究地震波场、电磁场、重力场分布规律以获得清晰的三维地下图像。保证足够的信息量是对城市问题做出准确评价与预测的基础，综合性研究在评价和预测中至关重要。地球物理学中各类方法的优化与组合以及与地学研究领域中其他学科的交叉，包括与非地学研究领域相关学科的交叉是开展城市地球物理评价与预测研究的主要方向。
5城市地球物理现阶段主要研究内容
(1)城市条件下地球物理观测方法研究。城市条件下的地球物理观测比常规野外条件下的观测表现出更多的复杂性。需要在已知的典型地下结构的条件下进行足够多的观测方法实验，针对“源”的问题，研究电磁波与弹性波的聚束发射，研究综合方法的同时观测技术以及时移观测技术，并根据已知条件进行数值模拟计算，对比观测数据与理论数据的差别，分别城市条件下观测噪声与干扰的特殊性，发现规律性，为实际的工业性调查提供指导性方案。
(2)城市介质地球物理正演算法研究。城市地下介质除受到地质构造运动外，更多地受到人为因素的改造，演变成为难以保存其原生地质痕迹的、极其复杂的地下介质。其地球物理响应与以往的地球物理观测必将表现出极大的差异。因此，必须以城市地下条件的特殊性为介质模型，研究地球物理正演计算方法，认识城市介质条件下观测数据的基本性质和形成规律。
(3)城市地球物理数据处理方法研究。城市地球物理需要采用非常规观测方式，其观测数据包含了大量意想不到的噪声。认识噪声的特征和有效地消除噪声，保护观测数据的分辨率是数据处理的关键问题。针对时移观测数据研究四维数据处理方法。在信号分析与数字处理方法研究中，需要充分吸收现代数字信号技术，开展适用于城市特定问题的处理方法研究，为综合评价提供准确数据。
(4)城市介质三维可视化研究。城市地下介质覆盖在水泥路面、绿地和建筑物之下。传统的钻井或探槽式观察方法在现代化城市中即落后又不适用。这项研究通过对观测数据的有效反演对城市地下介质实现三维空间可视化描述，提供三维精细成像结果。对典型问题开展有针对性的反演算法研究，为三维精细成像和可视化描述以及综合评价提供有效资料。
6城市地球物理研究需要社会关注
城市地球物理研究如何落实与如何发展是一个非常重要的问题。大专院校和研究机构应该进行必要的学科调整，实现资源共享和优势互补，应该积极参与城市地球物理研究相关工程项目，在学科之间进行经常性交流。工业、商业与企业部门应该面向用户，以市场为导向，为城市地球物理技术的研究提供场所和经济支撑，同时有必要参与各种研究活动，各学术团体应该相互配合，设立城市地球物理专业委员会，在学术刊物上开辟专栏广泛宣传城市地球物理研究的科研成果，各专业学会之间也应进行广泛交流。政府部门应该做出具体计划，以便各职能管理部门统筹安排，实现资源的合理分配与协调，要选择典型城市和典型项目作为依托，开展研究工作，在基础研究方面需要得到自然科学基金和国家相关部门的支持。
应该充分估计到地球物理各种方法在目前技术条件下的难点，要通过研究地球物理新方法、新技术提出新的认识、加强科技创新尤其是原始性创新。要集中精力利用地球物理数据编制城市地下三维结构的图像，当前城市地球物理研究的主题是“城市三维地图(3-DImagingofUrbanUnderground)”（注：国家自然科学基金委员会.中国内地—香港城市地球物理战略研讨会，香港大学.2001.）。
7城市地球物理研究的技术支撑条件
帕金森病遗传学研究进展梁希彬，王晓民，LIANGXi-Bin，WANGXiao-Min
古代生物遗迹中DNA的PCR分析杨永杰，YANGYong-Jie
线虫(Caenorhabditiselegans)基因组的研究进展李菁菁，刘良式，LIJing-Jing，LIULiang-Shi
基因鉴定集成法:全基因组基因表达研究的新策略曾平耀，陈主初，ZENGPing-Yao，CHENZhu-Chu
嗜热菌的耐热分子机制郦惠燕，邵靖宇，LIHui-Yan，SHAOJing-Yu
发展中的酵母杂交体系张树民，陈英碚，ZHANGShu-Min，CHENYing-Bei
展望21世纪的生命科学李宝健，LIBao-Jian
关于动物学、生态学新版学科代码的说明陈领
氧化修饰低密度脂蛋白与动脉粥样硬化陈瑗，周玫，CHENYuan，ZHOUMei
G蛋白偶联受体二聚化研究进展高灿，池志强
组胺H3受体研究进展李明凯，罗晓星，谢建军
神经细胞粘附分子的研究进展胡晓燕，周严，袁建刚，强伯勤
寄生蜂多分DNA病毒对寄主昆虫的免疫抑制作用周剑，尹丽红，王琛柱
昆虫抗菌肽结构与功能关系及其在分子设计中的应用庞英明，段金廒，屈贤铭
文昌鱼--研究脊椎动物起源和进化的模式动物张士璀，袁金铎，李红岩
根癌农杆菌转化禾谷类作物及影响其转化的因素张秀君，荆玉祥
基因工程创造新的植物雄性不育系研究的新进展王俐，章银梅，陈建南
植物冷驯化的分子机理研究进展朱世江，季作梁，陆旺金
酵母双杂交系统及其应用张晓光，药立波，苏成芝
多光子激发技术及其在生命科学中的应用娄雪林，陈良怡，瞿安连，周专
农业:生物恐怖主义的另一个目标于建荣
植物的光合作用与光合氮、碳代谢的耦联及调节田纪春，王学臣，刘广田
光敏色素与转录因子结合直接调控植物基因表达和发育马力耕，孙大业
植物抗病基因克隆与功能研究进展李文凤，牛永春，吴立人
高等植物细胞周期调控研究进展余龙江，蔡永君，兰文智
染色质结构与珠蛋白基因表达调控贾春平，任兆瑞，曾溢滔
利用转基因小鼠及转染色体小鼠产生人抗体的研究进展王锋，倪培华，宋巍，周同
α-LTX毒素和细胞分泌过程叶琴，陈良怡，邹寿彬，康华光，瞿安连
克隆的P2受体亚型的药理学研究进展张一红，赵志奇
逆转录病毒载体在血友病A基因治疗中的研究进展梅文瀚，卢健，钱关祥
肿瘤新生血管相关内皮细胞受体研究进展朱晓东
碱性成纤维细胞生长因子与肿瘤洪岸，林剑
鸣禽发声控制核团内的神经递质及其在发声学习中的作用雷红玮，王宏宇，杨红振，李东风
关于加强我国生物安全工作若干问题的思考刘谦，董志峰
介绍一种活体在位实时监测脑内化学物质变化的新方法陈郁初
海洋微生物多样性的研究进展孙昌魁，冯静，马桂荣
三叶肽:从结构到功能王蔚，口如琴，李令媛，茹炳根
金属硫蛋白-3研究进展康巧华，任宏伟，茹炳根
代谢型谷氨酸受体在突触可塑性中的作用陈鹏，李金莲
乙型肝炎病毒变异株功能基因组研究及其临床意义武力，闻玉梅
端粒及端粒酶研究的最新进展胡建，覃文新，万大方，顾健人
人类造血细胞的端粒—端粒酶的研究进展吴来香，张洹
真菌β-内酰胺次级代谢调控的分子机制孙传宝
微波生物效应研究的现状及应用李巧玲，李琳，郭祀远，蔡妙颜
植物磷吸收效率的生理基础樊明寿，张福锁
高等植物根细胞高亲和性吸收钾的机制赵淑清，郭剑波
植物抗病的分子生物学基础赵中秋，郑海雷，张春光
植物激素对微管和纤维素微纤丝排向的调节陈金桂，杨军，周燮
反义技术及其在胚胎异常发育机制研究中的应用陈蓉芳，张天宝，印木泉
有关六足动物(昆虫)系统分类中的争论热点尹文英
中国赤潮的发生趋势和研究进展周名江，朱明远，张经
CD44与肿瘤转移郭立霞，谢弘
禽肿瘤性病毒研究的回顾和展望崔治中
人硫氧化还原蛋白系统生物学意义的研究进展赵燕秋，樊代明
神经元微管蛋白的研究进展孔令伟，金志刚，谢直勤，景乃禾
高等植物胞质雄性不育及育性恢复的分子生物学研究进展陈学军，陈竹君，张耀洲，金勇丰
转基因植物中标记基因的消除陆晓春，薛庆中
P-selectin表位结构与功能研究进展宋巍，倪培华，李晓，周同
微阵列(microarrays)技术及其应用杨劲松，陈诗书
分子系统学原理及其在林木上的应用史全良，诸葛强，黄敏仁
生命科学部资助国际合作与交流项目的回顾与展望温明章，陈越，杜生明
非NMDA受体的细胞内调控及其机制王婧，伍龙军，徐天乐
真核细胞内膜泡运输的分子机制赵守城，吴子忠，熊建新
电压门控性钠离子通道与伤害性感受姬广臣，董志强，张玉秋，吴根诚
巨细胞病毒感染与细胞内钙离子变化相关性研究袁中玉
成体干细胞的生物学特点及应用前景潘兴华，韩毅冰，郭坤元，陈系古
帕金森病动物模型:揭开人类帕金森病奥秘的钥匙杨宏彦，王晓民
蛋白质泛素化系统杨义力
外源基因在大肠杆菌中的高效表达廖美德，谢秋玲，林剑，洪岸，孙奋勇
BRCA1和BRCA2与DNA损伤修复及转录调控周纪东，喻晓蔚
植物脂肪酸调控基因工程研究石东乔，周奕华，陈正华
黄瓜花叶病毒基因组不同部分及卫星RNA介导的对植株的保护及其作用机理付东亚，陈集双
生产疫苗的植物表达系统李晋涛，关玉章
植物钙信号系统与体细胞胚发生施小龙，邢更妹，汪丽虹，王亚馥
转基因产品的食用安全性评价王忠华，周美园，夏英武
蛋白酶抑制剂在抗虫基因工程中的应用钱海丰，陈小荣，田振涛，薛庆中
多重示踪技术在植物学研究中的应用李杉，秦芝，沈正虎，王亚馥
"九五"期间NSFC资助的抗炎免疫药理学主要研究方向吴镭，向明
小鼠着床前胚胎发育中调控因子的时序表达及功能张武文，邱佳菁，李逸平
性的进化:起源和维持林苑，贺林，徐晋麟
乙酰胆碱酯酶的非经典功能及其与A1zheimer's疾病的关系杨磊，张学军
人体血红素加氧酶-1的研究进展崔文俊，夏振炜，张雪洪，周同，李云珠，俞善昌
促分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号传导通路的研究进展牟金叶，陈晓光
植物过氧化物酶超家族的分子结构刘稳
γ-氨基丁酸在高等植物逆境反应中的作用田小磊，吴晓岚，张蜀秋，娄成后
转座因子和宿主基因组的进化金振华
农杆菌转化系统研究进展徐春晖，夏光敏，贺晨霞
外源性核酸对机体作用的研究进展刘洁生，李校堃，姚成灿
木蠹蛾性信息素研究的进展张金桐，孟宪佐
细胞程序性死亡与生态适应林久生，王根轩
基于Internet网生物信息资源特定基因同源新基因克隆策略李铁石，常智杰，傅新元，刘力
化学修饰寡核苷酸在核酸配基扩增技术中的应用张兴梅，孙曼霁
转基因技术在作物抗旱改良中的应用王忠华，谢建坤，夏英武
茄子生物技术研究进展姚春娜，孔英珍，王亚馥
成体干细胞多能性研究进展黄海霞，汤雪明
一氧化氮介导细胞凋亡的分子基础周思畅，周剑涛
治疗用核糖核酸酶的研究进展刘军，薛采芳
DNA甲基转移酶刘泽军，江海宏
抗菌肽研究进展杨博，王永华
SCAP与胆固醇水平的调节机制刘芳，周新
mRNA前体选择性剪接的研究进展延锦春，陈誉华，宋今丹，陈澄
转铜伴侣的功能与结构特性张雪峰，贺雨虹，谢振华
非洲爪蟾GATA-1转录因子与爪蟾发育冯湘玲
酵母过程的极性生长及其调控机制陈江野，陈曦
披碱草Elymusrectisetus无融合生殖及其转育的研究进展高建伟，孙其信，李滨，李振声
细胞色素P450与除草剂抗性转基因植物邱星辉，冷欣夫
细胞信号转导与植物体细胞胚发生崔凯荣，邢更生，刘新民，王亚馥
前列腺素D2与睡眠调节陆金春，张红烨
阿茨海默氏病研究王寒松，茹炳根
结核分枝杆菌的致病机理谢建平，乐军，王洪海
荧光原位杂交技术(FISH)及其在环境微生物学中的应用梁威，邱东茹，熊丽，吴振斌
对科学基金项目后期管理的几点看法温明章，陈越，杜生明
miRNA的研究进展冯起平，李云峰，孟雁，方福德
肽核酸(peptidenucleicacid,PNA)阵列鲁艳芹，韩金祥
ndrg家族研究进展张健，刘新平，张万会，药立波
人胚胎干细胞建系和鉴定孙博文
哺乳动物中的ZP3结合蛋白研究进展张蕴斌，严缘昌，李逸平
真核细胞的中间纤维结构、组装和功能的研究李俊纲，李艺松，顾福康
保护基因HO在组织细胞中的作用及其机制研究进展孙健乐，夏振炜，张雪洪，周同，李云珠，俞善昌
肝素的抗炎作用与抗细胞粘附调节孙桂芝，周同，张玉梅，李晓，刘巍，陈楠
利用番茄突变体进行功能基因组学研究赵心爱，薛庆中
小麦贮藏蛋白与小麦品质性状的关系及研究进展邓志英，田纪春
线虫(Caenorhabditiselegans)受精卵中细胞极性的建立冯应龙
蚜虫与其胞内共生细菌的相互作用苗雪霞，丁德诚
单分子纳米操纵及其生物学应用胡钧，张益，李宾，H.B.Gao，U.Haitmann，李民乾
从科研论文量看世界生命科学的发展高柳滨，陈桦，江晓波
对基金项目开展网络同行评议的几点思考陈越，陈领，宋延龄，杜生明
基于信息技术的蛋白质识别研究陈益强，高文，付岩，李德泉，陈翔
活细胞单分子实时视见研究陈宜张
量子点荧光光谱学与生命科学阮康成
荧光能量转移技术在生物学研究中的应用杨大莉，景乃禾
SPR技术与功能基因组和蛋白质组研究费俭，陈义
多维液相色谱及其在生命科学中的应用厉欣，陈学国，孔亮，邹汉法
细胞表面的物理化学修饰章扬培，马小军，王立生，蒋中华，贾延军
特殊理化微环境的构建及其在生物医学领域的应用于炜婷，薛伟明，王为，刘袖洞，雄鹰，马小军
一种新型相干辐射--THz辐射在生物学中的应用汪力，徐新龙，王秀敏，李福利
用物理学技术研究细胞的分子力学特征徐春华，袁明
2001年度NSFC资助的医药生物技术与生物技术药物研究项目简析吴镭，陈建华
转录因子Sox2的研究进展陈艳玫，姚錱
间充质干细胞特性与应用前景仵敏娟，刘善荣，刘厚奇
AI-2,一种新的细菌自体诱导分子李华林，闻玉梅
脂质筏--病原微生物出入细胞的一种门户周一然，宋建国
PKB/Akt:一个具有多种功能的蛋白激酶姜华，张学军
甲酰肽受体研究进展程希远，王明伟
RhoGTPases和细胞凋亡蔡军，易静
β细胞与2型糖尿病向若兰，左瑾，孟雁，方福德
精氨酸-胍基丁胺代谢的研究进展曹学武，高钰琪
油菜简单重复序列SSR(simplesequencerepeat)研究进展刘列钊，林呐
生物质能是人类用火以来，最早直接应用的能源。随着人类文明的发展，生物质能的应用研究开发几经波折，最终人们深刻认识到，石油、煤、天然气等化石能源的有限性，同时无节制地使用化石能源，大量增加co2、粉尘、so2等废弃物的排放，污染了环境，给人类赖以生存的星球，造成十分严重的后果。而使用大自然馈赠的生物质能源，几乎不产生污染，资源可再生而不会枯竭，同时起着保护和改善生态环境的重要作用，是理想的可再生能源之一。生物质能的应用技术开发，旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及农林剩余物如秸杆、麦草等原料通过物理或化学化工的加工方法，使之成为高品位的能源，提高使用热效率，减少化石能源使用量，保护环境，走可持续发展的道路。
七十年代，由于中东战争引发的能源危机以来，生物质的开发利用研究，进一步引起了人们的重视。美国、瑞典、奥地利、加拿大、日本、英国、新西兰等发达国家，以及印度、菲律宾巴西等发展国家都分别修定了各自的能源，投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。
我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。
2、生物质能应用技术的研究开发现状
2.1国外研究开发简介
在发达国家中，生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。
生物质能气化是在高温条件下，利用部份氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。气化技术应用在二战期间达到高峰。随着人们对生物质能源开发利用的关注，对气化技术应用研究重又引起人们的重视。目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划，目前已有容量为1000~2000kw的80~90个区域供热站，年供应10×109mj能量。加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。1998年8月了由freel,barrya.申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在提供高品位电能的同时满足供热的要求。1999年，瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中，26是生物质。
美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报道，目前美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂，这些工厂大都位于郊区。装机容量达7000mw，提供了大约66000个工作岗位，根据有关科学家预测，到2010年，生物质发电将达到13000mw装机容量，届时有4000000英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料，同时，可按排170000个以上的就业人员，对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。
流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气化强度大。反应温度较固定床低等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点。包括循环流化床、加压流化床和常规流化床。印度anna大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等，建立了一个中试规模的流化床系统，气体用于柴油发电机发电。1995年美国hawaii大学和vermont大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化发电的工作。hawaii大学建立了处理生物质量为100t/d的工化压力气化系统，1997年已经完成了设计，建造和试运行达到预定生产能力。vermont大学建立了气化工业装置，其生产能力达200t/d，发电能力为50mw。目前已进入正常运行阶段。
生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发，主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。目前，已开发的技术有：林产品加工厂的废料（如造纸厂的树皮、家具厂的边角料等）的专用燃烧蒸汽锅炉，国外造纸厂几乎都有专门的设备，用来处理废弃物。由于生物质形状各异，堆积密度小较松散，给运输和贮存以及使用带来了较大困难，影响生物质的使用。因此，从四十年代开始了生物质的成型技术研究开发。现已成功开发的成型技术按成型物形状分主要有三大类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制得园柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。美国颗粒成型燃料年产量达80万吨。
成型燃料应用于二个方面：其一：进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；其次是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。日本、美国、加拿大等国家，开发了专用炉灶。在北美有50万户以上家庭使用这种专用炉灶作为取暧炉。
将生物质能进行正常化学加工，制取液体燃料如乙醇、甲醇、液化油等；是一个热门的研究领域。利用生物发酵或酸水解技术，在一定条件下，将生物质转化加工成乙醇，供汽车和其它工业使用。加拿大用木质原料生产的乙醇上产量为17万吨。比利时每年用甘蔗为原料，制取乙醇量达3.2万吨以上，美国每年用农林生物质和玉米为原料大约生产450万吨乙醇，计划到2010年，可再生的生物质可提供约5300万吨乙醇。
生物质能的另一种液化转换技术，是将生物质经粉碎预处理后在反应设备中，添加催化剂或无催化剂，经化学反应转化成液化油。美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作，液化油的发热量达3.5×104kj/kg左右，用木质原料液化的得率为绝干原料的50以上。欧盟组织资助了三个项目，以生物质为原料，利用快速热解技术制取液化油，已经完成100kg/hr的试验规模，并拟进一步扩大至生产应用。该技术制得的液化油得率达70，液化油低热值为1.7×104kj/kg。
生物质能催化气化研究，旨在降低气化反应活化能，改变生物质热处理过程，分解气化副产物焦油成为小分子的可燃气体，增加煤气产量，提高气体热解；同时降低气化温度，提高气化速度和调整生物质气体组成，以便进一步加工制取甲醇或合成氨。欧美等发达国家科研人员在催化气化方面已经作了大量的研究开发，研究范围涉及到催化剂的选择，气化条件的优化和气化反应装置的适应性等方面，并且已经在工业生产装置中得到了应用。
2.2国内研究开发
我国生物质能的应用技术研究，从八十年代以来一直受到政府和科技人员的重视。主要在气化、固化、热解和液化开展研究开发工作。
生物质气化技术的研究在我国发展较快，应用于集中供气、供热、发电方面。中国林科院林产化学工业研究所，从八十年代开始研究开发了集中供热、供气的上吸式气化炉，并且先后在黑龙江、福建得到工业化应用，气化炉的最大生产能力达6.3×106kj/hr。建成了用枝桠材削片处理，气化制取民用煤气，供居民使用的气化系统。最近在江苏省又研究开发以稻草、麦草为原料，应用内循环流化床气化系统，产生接近中热值的煤气，供乡镇居民使用的集中供气系统，气体热值约8000kj/nm3。气化热效率达70/以上。山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉。主要用于秸杆等农业废弃物的气化。在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用，并已形成产业化规模。广州能源所开发的以木屑和木粉为原料，应用外循环流化床气化技术，制取木煤气作为干燥热源和发电，并已完成发电能力为180kw的气化发电系统。另外北京农机院、浙江大学等单位也先后开展了生物质气化技术的研究开发工作。
我国生物质的固化技术在八十年代中期开始，现已达到工业化规模生产。目前国内有数十家工厂，用木屑为原料生产棒状成型物木炭。螺旋挤压成型机有单头和双头二种，单头机生产能力为120kg/hr，双头机生产能力达200kg/hr。1990年中国林科院林化所与江苏省东海粮机厂合作，研究开发生产了单头和双头二种型号的棒状成型机，1998年又与江苏正昌集团合作，共同开发了内压滚筒式颗粒成型机，机器生产能力为250~300kg/hr，生产的颗粒成型燃料尤其适用于家庭或暖房取暖使用。南京市平亚取暖器材有限公司，从美国引进适用于家庭使用的取暖炉，通过国内消化吸收，现已形成生产规模。
生物发酵制气技术，在我国已经形成工业化，技术亦趋成熟，利用的原料主要是动物粪便和高浓度的有机废水。在上海亦已建成沼气集中供气系统。
沈阳农业大学从国外引进一套流化床快速热解试验装置，研究开发液化油的技术，和利用发酵技术制取乙醇试验。另外，中国林科院林化所进行了生物质催化气化技术研究。华东理工大学还开展了生物质酸水解制取乙醇的试验研究，但尚未达到工业化生产。
3、我国生物质能应用技术的展望
生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40来自生物质能，我国农村能源的70是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。
目前，我国已有一批长期从事生物质转换技术研究开发的科技人员，已经初步形成具有中国特色的生物质能研究开发体系，对生物质转化利用技术从理论上和实践上进行了广泛的研究，完成一批具有较高水平的研究成果，部分技术已形成产业化，为今后进一步研究开发，打下了良好的基础。
从国外生物质能利用技术的研究开发现状结合我国现有技术水平和实际情况来看，本人认为我国生物质能应用技术将主要在以下几方面发展。
3.1高效直接燃烧技术和设备
我国有12亿多人口，绝大多数居住在广大的乡村和小城镇。其生活用能的主要方式仍然是直接燃烧。剩余物秸杆、稻草松散型物料，是农村居民的主要能源，开发研究高效的燃烧炉，提高使用热效率，仍将是应予解决的重要问题。乡镇企业的快速兴起，不仅带动农村经济的发展，而且加速化石能源，尤其是煤的消费，因此开发改造乡镇企业用煤设备（如锅炉等），用生物质替代燃煤在今后的研究开发中应占有一席之地。把松散的农林剩余物进行粉碎分级处理后，加工成型为定型的燃料，结合专用技术和设备的开发，在我国将会有较大的市场前景，家庭和暧房取暧用的颗粒成型燃料，推广应用工作，将会是生物质成型燃料的研究开发之热点。
芸香甙热裂解研究陈永宽，孔宁川，曾晓鹰，杨伟祖，李聪，汪汉卿
<天然产物研究与开发>被评为四川省第二届优秀期刊
泽泻三萜成分的研究Ⅲ彭国平，朱国元，楼凤昌
云南美登木组织培养及其化学成分的初步研究鲁春华，赵沛基，沈月毛
黄芪注射液的化学成分窦辉，付铁军，张帆，刘忠荣，丁立生
川东獐牙菜的化学成分研究徐康平，徐平声，刘巍，胡高云，余嘉政，谭桂山
岷山毛建草挥发油化学成分分析汪涛，邓雁如，丁兰，鲁润华
定硫法测定大蒜中大蒜素含量及影响因素马往校，段敏，孙新涛，李岚
由腰果壳液制成聚氨酯漆用树脂的研究林金火
植物精油对几种害虫的毒杀活性侯华民，冯俊涛，陈安良，张兴
慈竹叶精油化学成分研究杨弿，嘉，刘建华，高玉琼，霍昕，高丽欣
白屈菜药材HPLC指纹图谱研究李晓蒙，朱盛华，廖华卫
蜂胶对幽门螺杆菌的抑制作用钟立人，韩文辉，陈荷凤
美观马先蒿根营养成分分析刘谦光，张尊听
五味子甲素对大鼠成骨细胞增殖分化的影响王建华，齐锦生，李恩
杜仲药用有效成分提取方法研究刘辉琳，唐明林，安莲英，殷辉安
大丁草属植物的化学成分和药理活性研究肖瑛，丁怡
<天然产物研究与开发>杂志入选1992年美国<化学文摘>千名表
<天然产物研究与开发>1999年已进入影响因子最高的中国科技期刊300名排行表
升麻属植物的化学成分与生物活性研究林玉萍，邱明华，李忠荣
潜在新型抗病毒药物--多糖硫酸酯的研究进展杨敏，蒙义文
茶氨酸的制取及应用徐燕，陈小兵，萧伟祥
抗乙肝病毒药物研究的进展李长恭，渠桂荣
葡萄籽中的原花色素李润丰
泽泻中二个三萜新成分的研究Ⅱ彭国平，朱国元，楼凤昌
苍白秤钩风中木脂素类化学成分的研究黄孝春，郭跃伟，王峥涛，周文亮，左建平
甘青乌头的生物碱王海顷，蒋山好，杨培明，应明华，林双君，朱大元
青杨挥发油化学成分研究魏小宁，刘霞，武水仙，汪汉卿
迷迭香抗氧化剂的提取方法研究杨海麟，鲁时瑛，杨胜利，王武
大叶苦丁茶成分提取及抗氧化性能研究陈薇，王恒山，邓彦兴，钟代信
西洋参根中人参黄酮苷的分离鉴定张晶，李向高，郑毅男，许传莲
吸附层析法制备低聚原花青素张峻，吉伟之，陈晓云，齐欣
野鸦椿的植物化学成分研究董玫，广田满
"增温溶解,保温过柱,温水解吸"提制二氢杨梅素(二)张友胜，杨伟丽，胡自勇
<天然产物研究与开发>被评为四川省第二届优秀期刊
N-乙酰化壳聚糖反渗透膜的研制陈兴凡，张庆元，刘根泉
云南高黎贡山管花鹿药茎叶营养成分分析张加研，周蛟，刘祥义
四味镇痛中药对内腓肽降解酶作用的实验研究刘碧崇，StanLAMBERT，JohBALDWIN，H.EVANS
二萜生物碱的质谱研究陈东林，王锋鹏
鸡血藤化学和药理研究进展崔艳君，陈若芸
植物多糖的凹形结构与生物活性关系吕金顺
甲壳素及其衍生物在医药卫生领域中的应用嵇文明，郑金水
抗乙型肝炎病毒的天然药物研究张军峰，谭健，刘颖华，蒙义文
菊糖的提取及纯化严慧如，黄绍华，余迎利
滇丹参注射液对兔血小板功能的影响李惠兰，闫彩珍，张荣平，胡建林
中药紫草的化学成分和药理学研究进展张慧桢，廖矛川，郭济贤
植物中蛋白类蛋白酶抑制剂的研究进展廖海，杜林方，周嘉裕
Oplopanone类倍半萜的研究进展朱国元，彭国平
柑桔属中类黄酮的研究进展赵雪梅，朱大元，叶兴乾，蒋山好，席屿芳
萱草属植物化学成分及生物活性研究进展杨中铎，李援朝
魔芋低聚糖硫酸酯的制备及抗病毒活性研究杨敏，蒙义文
唐古特山莨菪毛状根中东茛菪碱产生的研究孟超，左旭，王莉，朱平，程克棣
闹羊花素-Ⅲ对斜纹夜蛾和小菜蛾的杀虫活性研究程东美，胡美英，张志祥，周利娟，徐伟松
须花藤的化学成分潘莉，王明奎，彭树林，张晓峰，丁立生
贡嘎乌头中生物碱成分研究谢光波，王锋鹏
金刚藤化学成分研究阮汉利，张勇慧，赵薇，谭银凤，孙洲亮，吴继洲
鹿衔草化学成分的再研究石娟，王军宪
中型滇丁香挥发油化学成分分析康文艺，杨小生，赵超，郝小江
微波提取银杏黄酮苷的方法研究周谨，闫小燕，贺高红，金美芳，张卫，虞星炬
脱脂大豆胚芽甲醇萃取物的GC-MS分析顾晓华，熊玉春，宗志敏，王晓华，魏贤勇
从桑白皮中提取药物成分桑根酮D陆向红，苏云，任其龙，吴平东
一种简便方法从野葛根中提取纯化葛根异黄酮贺云，张尊听，杨红兵
茜草、虎杖及决明子的高速逆流色谱研究袁黎明，李本发，王东，夏滔，谌学先
DM-130树脂对甘草酸的吸附性能及提纯应用研究傅冬和，刘爱玲，邓克尼，周铁军，肖姣娣
大果大戟的化学成分王环，张晓峰，潘莉，杨淑敏，马云保，罗晓东
波伦鳞花软珊瑚的一种新型二萜糖甙张博钧，黄志纾，李海棠，邱光清
蓝萼香茶菜化学成分的研究杨秀伟，赵静
迎春花中黄酮类化合物含量的研究郑敏燕，魏永生
秦岭翠雀花中生物碱成分的研究王建莉，周先礼，王锋鹏
鸡脚参化学成分研究罗禹，田军，吴凤锷
捷安肽素高产菌的紫外诱变模型的建立及选育钟娟，周金燕，冯吉，谭红
苗药岩豇豆化学成分的研究杨付梅，杨小生，罗波，朱海燕
一组纤维素分解菌的分离、筛选及其产酶条件的研究齐云，袁月祥，陈飞，刘晓风，廖银章
薄层层析-比色法测定降糖安胶囊中胡芦巴皂苷B的含量杨红，黄卫平，王笳，袁崇均，徐学民
唐古特大黄叶柄的营养成分分析熊辉岩，张晓峰
苦皮藤籽粕蛋白质品质评价研究万开元，柯治国，南玉生，卢大炎
塔拉粉挥发性成分和塔拉豆微量元素的测定陈红英，林南英，杨辉，谢金伦
荔枝果皮抗氧化作用研究郑公铭，义志忠，张际标，钟冬晖
高产磷酯酶C菌株筛选及其抗血小板功能的研究王常高，陈明锴，高林，宋建华，孙松柏，陈涛
龙舌兰属植物化学成分研究进展张援虎，王锋鹏
孕马尿中甾体成分及其活性的研究现状张兰兰，赵文军，吴雪萍，王旭
中国海绵天然产物的研究薛松，赵权宇，张卫，虞星炬，金美芳，袁权
灰树花多糖药理研究进展李小定，荣建华，吴谋成
环境化学的发展大致可分为三个阶段：20世纪70年代年以前为孕育阶段，70年代为形成阶段，80年代以后为发展阶段。二战以后至60年代，发达国家经济从恢复逐步走向高速发展，由于当时只注意经济的发展而忽视了环境保护，污染环境和危害人体健康的事件接连发生，事实促使人们开始研究和寻找污染控制途径，力求人与自然的协调发展。
20世纪60年代初，由于当时有机氯农药污染的发现，农药中环境残留行为的研究就已经开始。这个阶段是环境化学的孕育阶段。到了70年代，为推动国际重大环境前沿性问题的研究，国际科联1969年成立了环境问题专门委员会，1972年在瑞典斯德哥尔摩召开了联合国人类环境会议，成立了联合国环境规划署，确立了一系列研究计划，相继建立了全球环境监测系统和国际潜在有毒化学品登记机构，并促进各国建立相应的环境保护结构和学术研究结构。80年代全面地开展了对各主要元素，尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和各主要元素之间的相互作用，人类活动对这些循环产生的干扰和影响，以及对这些循环有重大影响的种种因素的研究；重视了化学品安全性评价；开展了全球变化研究，涉及臭氧层破坏、温室效应等全球性环境问题；同时加强了污染控制化学的研究范围。1995年诺贝尔化学奖第一次授予三位环境化学家Crutzen,Rowland和Molina，他们首先提出平流层臭氧破坏的化学机制。从发现平流层中氮氧化合物可以被紫外辐射分解而破坏全球范围的臭氧层开始，追踪对流层大气中十分稳定的CFCs类化学物质扩散进入平流层的同样归宿，阐明了影响臭氧层厚度的化学机理，使人类可以对耗损臭氧的化学物质进行控制。这些理论的研究成果因1985年南极“臭氧洞”的发现而引起全世界的“震动”，从而导致1987年《蒙特利尔议定书》的签订。这充分表明环境化学家的工作已经引起全人类的重视，环境化学已经开始走向全面发展。
我国的环境化学研究也已经有了20多年的历史，自70年代起，在典型地区环境质量评价，环境容量和环境背景值调查，污染源普查，围绕工业“三废”污染，在大气、水体、土壤中环境污染物的表征、迁移转化规律，生物效应，以及控制等方面进行了大量的工作。近年来，完成了一批攻关课题和重大基金项目等国家任务。“八五”和“九五”期间，在有毒污染物环境化学行为和生态毒理效应、水体颗粒物和环境工程技术、大气化学和光化学反应动力学、对流层臭氧化学、区域酸雨的形成和控制、天然有机物环境地球化学、有毒有机物结构效应关系、废水无害化和资源化原理与途径等方面的工作分别得到了国家自然科学基金、国家科技攻关、中国科学院等的支持，取得了一批具有创新性的研究成果，形成了一支从政府到地方各级行政管理与环境保护部门、科研单位、高等院校等多层次的管理人员与研究人员队伍。在酸雨测量技术、形成机制、物理化学特征、高空云雨化学、大气酸性污染物来源和沉降过程等方面取得重要成果，在天然源研究、区域酸沉降模式和酸雨成因、能源与环境协调规划、酸雨区域综合防治和临界负荷的研究方法等方面达到国际先进水平，获国家科技进步一等奖。
在环境分析化学方面，从80年代起，我国先后制订出《环境监测标准方法》《环境污染分析方法》和《环境监测分析方法》等，选取了200多种分析方法，近百种无机和有机物，所用的方法灵敏、准确、可靠，多年来在全国环境监测系统和有关实验室广泛应用。对监测分析方法的统一与标准化，在提高分析监测水平及实验室质量控制方面起了重要作用。
1992―1995年，国家基金委化学部资助了重大基金项目“典型有机污染物环境化学行为与生态效应”的研究，探讨了某些有毒有害污染物的环境行为、在介质中的迁移转化规律，污染物的环境风险评价，水生天然有机物的起源、表征与重金属相互作用机理与模型，以及卤代烃生成潜力，等。在新农药单甲脒的环境行为和生态毒理效应以及有机锡的生态毒理效应研究中取得了创新性成果；首次发现城市水源中的硝基多环芳烃的存在，对多氯联苯等的光解规律和产物毒性提出了新的机理和解释。部分研究成果达到国际先进水平，该工作于1999年获得了中国科学院自然科学一等奖。在O3的测量技术、中国光化学烟雾特征、室内大气光化学反应模拟、空气质量模式、汽车尾气高效净化等方面取得了重大成果，其中大气微量组分源排放、大气氧化能力、大气光化学模拟和模式的研究达到世界先进水平，曾获国家科技进步二、三等奖。在天然水质变化与水污染控制原理、难降解有毒有害污染物的物理化学去除与生物降解和高级化学氧化、水质净化的高效生物和絮凝反应器、废水的无害化与资源化、清洁生产等方面取得了达到国际先进水平的研究成果，获中国科学院科技进步二等奖和国家教委科技进步二等奖等奖励。
（一）
张静如在20世纪90年代初，发表了《以社会史为基础深化党史研究》、《中国共产党与社会现代化》、《解放和发展生产力与党史研究》等论文，通过对社会史与党史研究、社会现代化与党史研究、解放和发展生产力与党史研究等课题的创新性研究，中共党史学中介理论体系的主要构架趋于形成。其理论上的创新主要是：
一是系统地提出“以社会史为基础深化党史研究”的主张。他“认定必须以整个社会的演化研究为基础探讨中国革命问题”（注：《静如文存》（上卷），河北教育出版社，2001年，第493页。）。在此基础上，产生了“以社会史为基础深化党史研究”的构想。在他看来，既然中国共产党的实践活动是在中国近现代社会的发展过程中进行的，那么，考察这个党的历史就不能不研究其所依赖的社会。他说，以社会史为基础深化党史研究，“是说对党史中的重大问题，包括大的历史事件和有影响的人物的思想及实践，利用中国近现代社会史研究成果，从社会生活诸方面进行分析，找出形成某个重大历史现象的复杂的综合的原因，并描述其产生的影响在社会生活诸领域的反映”；因此就必须要求“利用社会史研究成果时，要同党史的问题联系起来”；“自然也就要在党史研究中加进去一些过去所不用的材料，特别是一些统计材料、社会调查材料”。他认为，以社会史为基础深化党史研究，不仅是个理论问题，主要是实践问题，为此“建议党史研究工作者中的一部分较有基础的同志应该先搞一点有关中国近现代社会史的研究，然后再回过头来把党史研究深化”（注：张静如：《以社会史为基础深化党史研究》，《历史研究》1991年第1期。）。上述想法，不仅引起很多研究者的注意，产生了广泛的学术影响，而且为其系统阐述中介理论提供了思想资源。
二是论证中国共产党在中国社会现代化中的核心地位。80年代末期，张静如提出一个论断：“衡量现代中国历史人物的作用，应该考察其现代化意识之强弱，考察其对变被动社会现代化为主动社会现代化过程的贡献之大小。”并从社会现代化的角度，对中国共产党的主要创建者之一的进行了考察和评价，认为“是中国引进马克思主义的第一人，是现代化意识倡导者，是为变被动现代化为主动现代化而奋斗的革命家”（注：张静如：《与现代化意识》，《北京师范大学学报》1989年第6期。）。从社会现代化的角度来研究中共党史人物，这在当时的中共党史界是一个全新的研究视角。在运用现代化理论研究中共党史人物的基础上，张静如认为“从社会现代化角度衡量历史人物、政党、及各种群体的作用，是历史唯物主义关于人民群众和杰出人物作用原理的具体化”。他说：“中国共产党在中国社会现代化历史进程中的作用，主要有两个方面：其一，变被动社会现代化为主动社会现代化；其二，提出主动现代化的道路。”通过对中国共产党历史的回顾和重新梳理，得出的结论是：“在中国的社会现代化历史进程中，中国共产党起着核心作用。”（注：张静如：《中国共产党与社会现代化》，《北京师范大学学报》1991年第3期。）上述考察是以马克思主义的历史唯物主义研究政党活动的积极尝试，从而提出了从社会现代化进程来研究中共党史的新视角。
三是提出解放和发展生产力是中国共产党历史的核心内容的观点。在80年代中期，张静如就呼吁党史研究要注意生产力问题的研究，特别是要研究“近代中国社会生产力发展的状况”（注：张静如：《党史学科建设断想》，《党史研究》1987年第6期。）。在阐述历史唯物主义对中共党史研究的指导时，他一再强调：“历史唯物主义揭示生产力与生产关系、经济基础与上层建筑是任何社会的基本结构，以此为指导研究一个历史阶段时，就必须把这个阶段的社会结构具体化。”（注：张静如、侯且岸：《中共党史学理论和方法论纲》，《中共党史研究》1989年第1期。）在研究中共党史人物的现代化意识时，他认为：“生产力的高度发展，是社会现代化的首要标志，无论是资本主义社会还是社会主义社会，都要以高度发达的生产力为基础。一切上层建筑包括社会意识的现代化，都要建立在这个基础之上。”（注：张静如：《与现代化意识》，《北京师范大学学报》1989年第6期。）正是对唯物史观核心内容的深刻理解，他提出了“解放和发展生产力是中国共产党历史的核心内容”的观点，其理由是：“解放和发展生产力，建立社会主义制度，实现社会现代化，使国家富强、人民生活幸福，是中国共产党在中国进行政治活动的目的，故尔解放和发展生产力贯串于中国共产党历史发展的始终，一切其他活动都以此为中心并为其服务。”（注：张静如：《解放和发展生产力与党史研究》，《北京党史研究》1993年第1期。）
（二）
20世纪90年代中期，张静如对自己多年来探索党史学理论的研究成果进行概括和提炼，构建了中介理论体系，代表作是1995年湖南出版社出版的《唯物史观与中共党史学》，成为中共党史学界第一部运用唯物史观阐发中共党史学的理论著作。这本书在建构中介理论方面的突出之处有这样几个方面：
一是思想渊源上的经典性特征。在中国，从事中共党史研究无疑要以马克思主义的唯物史观为指导。问题是，中共党史研究长期以来以唯物史观的派生理论——阶级斗争学说为指导，由于忘记唯物史观的原义，往往在研究中出现简单化、公式化的弊端，因此，理论上的正本清源，寻求唯物史观的原义对中共党史研究显得尤为重要。张静如在《中共党史学理论和方法论纲》中说：“按照马克思和恩格斯的原意，历史唯物主义的内容只包括：第一，社会存在决定社会意识；第二，生产力和生产关系、经济基础和上层建筑是人类社会的基本结构；第三，生产力和生产关系的矛盾运动推进着社会的发展。”（注：张静如、侯且岸：《中共党史学理论和方法论纲》，《中共党史研究》1989年第1期。）在他看来，探讨如何运用唯物史观指导中共党史研究这一问题，主要应该从上述三方面来考察。
二是结构上的系统性特征。中介理论在结构上是把生产力理论列为首位，具体阐述社会存在与社会意识的关系及其在中共党史研究中的运用。主要观点有：第一，解放和发展生产力，是中国共产党历史发展全过程的核心内容，应把它纳入研究对象的表述中；第二，中国共产党历史发展过程，也就是实现中国社会现代化的过程，此点也应纳入党史研究对象的表述中；第三，要重视中国近现代社会进化过程的研究，并把进化过程看作社会变革的基础，并了解社会变革是怎样促进社会进化的，要以中国近现代社会史为基础深化中共党史研究。第四，在党史研究中首先应注意社会存在决定社会意识这一根本前提；对非系统化的社会意识和系统化的社会意识的考察，在党史研究中占有重要地位，要多角度进行研究。第五，总体上，评价个人和群众的标准和方法，要以唯物史观的基本观点为依据；在党史研究中，衡量个人和群众要以现代化意识之强弱和在现代化中的作用为标准。（注：参见《唯物史观与中共党史学》一书的内容及《关于〈唯物史观与中共党史学〉》等文章的解说。）
三是理论上的创新性特征。由于将唯物史观原理与中共党史研究联系起来进行理论上的探讨，选题本身就是一种创新，因而理论的创新就成为所建构的中介理论的显著特征。譬如，书中强调要从解放和发展生产力的角度来进行党史研究。而要捕捉解放和发展生产力的足迹，“还必须做分阶段的考察。因为在历史发展的不同阶段中，解放和发展生产力的表现形式和达到的程度不同”。（注：张静如：《唯物史观与中共党史学》，湖南出版社，1995年，第32页。）为说明这一点，张静如通过对1927-1937年生产力状况的考察，得出结论是：“这一阶段由社会生产力的发展而引起的生产力与生产关系的冲突，是1927年大革命失败后继续革命的经济基础。”（注：张静如：《唯物史观与中共党史学》，湖南出版社，1995年，第34页。）就是说，从生产力的角度进行总体考察的同时，还要作具体的分析，以避免抽象的一般说明和概念化、形式化的弊端。这里，理论上的创新非常突出。
四是论证上与中共党史研究实际相结合的特征。关于中共党史研究中存在的问题，张静如说：“从党史研究的现状来看，既有繁荣发展的一面，又有不够深入的一面。不足之处，简言之：曰浅、窄、粗。浅者，研究中叙述多，分析少，理论性弱；窄者，研究领域小，重复研究多，创新研究少；粗者，分析不细致，用材不讲究。”（注：张静如：《唯物史观与中共党史学》，湖南出版社，1995年，第6页。）在创建中介理论过程中，他尤其注意中共党史研究的实际，着重要解决的是党史研究中存在的问题，推动党史研究的深化。因此，与中共党史研究的实际相结合的特征就特别显著。
五是体系建构上的时代性特征。张静如提出的中介理论体系在建构中体现了时展的特征。作者不仅注重对马克思主义经典理论的阐释和解析，吸取其精华，而且积极吸收中国马克思主义的最新成果。同时也吸收了邓小平提出的发展生产力以及革命是解放生产力、改革也是解放生产力的思想。
（三）
在20世纪90年代中后期，张静如通过学术报告和论文的形式，对中介理论又进行了补充。主要为：
一是对邓小平理论与中共党史学的关系加大研究力度。1996年张静如在《光明日报》上发表文章，将运用邓小平理论指导中共党史研究与建立中介理论问题进一步联系起来，认为“深化党史研究，研究者首先应该在研究中更加明确要以马克思主义的唯物史观特别是邓小平建设有中国特色社会主义理论为指导”。认为以邓小平理论指导中共党史研究就必须建立理论体系，只有这样，才能使党史研究达到更新的境界。”（注：张静如：《深化党史研究》，《光明日报》1996年6月25日。）
二是对中介理论所应具有的特点进行了概括和说明。张静如认为，“这种中介理论要成体系，需要系统反映马克思主义的基本原理在中共党史研究中的应用，而不是仅反映某个原理，也不是仅反映中共党史研究的某一个方面的应用。”（注：《静如文存》（下卷）第898页。关于中介理论的特点，还可参见张静如《关于〈唯物史观与中共党史学〉》（《中共党史研究》1996年第2期）一文中的解释。）这里，张静如对所要建立的中介理论提出了四个基本特点，即“成体系”、“可操作性”、“时代性”、“与实际紧密结合”。从上述特点可以看出，他一方面力图确认中介理论在所面对的两极（马克思主义的基本原理与中共党史研究的实际）中应有的位置，反映其在理论（马克思主义基本原理）与实际（中共党史研究的实际）之间建构的理论（中介理论）的努力；另一方面，他又注意到所要建立的中介理论必须反映理论的本质属性及其应该具有的特点，特别强调中介理论在指导中共党史研究中应该发挥的作用。
进入21世纪后，分子生物学的发展迅猛，新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科;分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。
然而，我们在指导大学生科技创新活动中发现：大多数学生(即使考试成绩很好的学生)很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案;我们调查也发现：很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重，这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。那么，如何在教学中引导学生进行科技创新?
随着近年来分子生物学的飞速发展，给生物化学与分子生物学教学带来一些问题，主要体现为：教学学时的不足与教学内容的扩增;学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离，这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。
研究型教学也称主题研究，是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1]，是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究，从而提高学生运用知识解决实际问题的能力，从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。
“开展大学生创新教育、培养高素质创新性人才”是高等教育改革与持续发展的一个重要主题。为坚持“教学以学生为本”的原则，以培养“实践能力强、综合素质高”的创新型医学人才为中心，我们以“肿瘤微环境与免疫治疗湖北省重点实验室”为平台，以教师承担的科研项目为引导，在生物化学与分子生物学理论及实验教学中探索并实践“研究型教学”模式。
1.优化和整合理论教学内容，夯实学生创新基础。生物化学与分子生物学发展快速，新技术、新方法、新成果不断涌现。我们根据教学大纲要求，优化、整合教学内容：删除淘汰的内容，合并重复的内容，增加新出现的内容。在课堂讲授中，将国内外一些最新分子生物学研究成果、发展动态及科学前沿知识充实到教学内容中;介绍分子生物学新技术在疾病诊断、治疗、预防中的最新进展，使学生明白生物化学与分子生物学在医学中的重要性。
2.利用多种现代化教学方法和手段，激发学生科技创新兴趣。生物化学与分子生物学课堂内容丰富、信息量大，而教学课时少。因此，我们在理论教学中将教学内容分为讲授和自学两部分：在讲授中，利用多媒体等多种现代化教学手段，将难点和抽象的内容以动画的形式反应出来，使教学内容直观化，增加学生对知识的掌握;在自学中，充分利用网络教学平台实现师生之间、生生之间的交流互动;同时将教师承担的科研课题设置成科研专题，让学生带着科研专题的问题开展学习。
3.加强实践教学，培养学生科技创新能力。我们在重视理论知识教学的基础上，加强实践教学与理论教学相结合。我们重新组合实验内容，实行“三型实验原则”(即将实验分为验证型实验、综合型实验、研究型实验)：减少基础性验证型实验、增加设计性综合型实验、开展创新性研究型实验。
在课堂内的基础性实验部分：减少传统的验证性及临床生化指标测定的实验项目及学时数，使实验项目主要集中于基本操作、比色技术、离心技术、层析技术及电泳技术等方面的实验;对基本的规范化实验操作方法及常规实验技术(如比色、离心、层析、电泳等技术)操作流程录像后上传到课程网站中以便学生对照学习。
在课堂内的设计性综合型实验部分：我们组织学生针对教学中遇到的问题设计研究方案。例如，在肝脏生物化学中提到：白蛋白主要是由肝脏合成，而白蛋白又是临床医疗和科研中常用制剂，如何提取出有活性的白蛋白?如何利用生物技术大量生产白蛋白?通过讨论，使学生了解解决这一问题所依据的蛋白质理化性质和分离纯化、基因表达、基因重组、PCR等理论知识。通过设计白蛋白分离纯化与鉴定实验，在对蛋白质理化性质加深理解的同时，使学生掌握合理运用盐析沉淀、离子交换层析等技术操作流程;在此基础上，启发学生运用基因重组、RT-PCR等分子生物学技术设计重组表达白蛋白的实验方案。指导教师对学生设计的研究方案可行性和合理性进行点评及修改，学生在老师指导下，在课堂内开展上述设计性综合型实验。
4.在课堂外的创新性研究型实验部分：学生组成多个研究小组(3～5人/组)对教师承担的科研课题(已设置成多个科研专题)查阅文献和资料后进行创新性科研专题申请书的撰写;指导老师根据申请书质量及个人兴趣爱好挑选部分研究小组开展科研专题的实验研究;在此过程中，学生利用课余时间在老师指导下开展创新性实验研究，从而进一步培养科技创新能力。
5.研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学中的效果：通过研究型教学模式在三峡大学医学院临床医学专业的生物化学与分子生物学教学中的探索与实践，我们发现学生的考试成绩显著高于未经过研究型教学模式的班级;学生的动手操作能力也显著高于未经过研究型教学模式训练的学生。通过研究型教学模式，学生的科研素质和创新能力得到提高，激发了学生对生物化学与分子生物学的学习兴趣，极大调动了学生的学习积极性。通过学生课外完成的科研专题研究，学生以第一作者在CSCD核心期刊发表研究论文7篇;指导老师在指导大学生科研专题的同时，圆满完成了自己所承担的科研课题的研究;同时老师通过完成科研课题，促进自己的教学水平。
总之，通过上述一系列的探索与实践，能充分调动学生学习积极性，开阔视野，增加学生对生物化学与分子生物学及科技创新活动的兴趣;更重要的是能提高学生的实践动手能力，培养学生的科技创新能力;同时，老师通过完成科研课题，带动人才培养;能使教师把教学与科研有机结合起来，以科研促进教学;使教师不断更新教学内容，不断改善教学框架，形成囊括最新知识框架的教学体系，从而使《生物化学与分子生物学》教学质量得以进一步提高;即充分证明研究型教学模式在生物化学与分子生物学教学实践中是有效和可行的。
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