第一篇：林木種質(zhì)創(chuàng)新研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

林木種質(zhì)創(chuàng)新研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

盧志彪

（中南林業(yè)科技大學(xué)，物流學(xué)院，森林工程，08級(jí)2班）摘要：創(chuàng)新研究林木遺傳多樣性評(píng)價(jià)理論技術(shù)，運(yùn)用遺傳多樣性及群體遺傳學(xué)理論，研制林木種質(zhì)資源界定，分層分類整理整合、歸類描述、保存和維護(hù)，規(guī)范抽樣樣本容量組合、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等實(shí)用配套組合技術(shù)，創(chuàng)建國(guó)家林木種質(zhì)資源保存技術(shù)體系。林木種質(zhì)最重要的途徑是利用樹種現(xiàn)有的自然遺傳變異以及利用林木種質(zhì)手段創(chuàng)造遺傳變異，通過選擇獲得優(yōu)良品種，使目的性狀在遺傳上得到改良。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，進(jìn)行復(fù)雜模擬和運(yùn)算的能力不斷提高，使育種值估計(jì)和預(yù)測(cè)的精確度越來越高，也使采用復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)計(jì)成為可能。隨著許多林木種質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)入高世代，多世代育種受到日益廣泛的重視。未來林木種質(zhì)策略和種質(zhì)目標(biāo)將會(huì)把林木種質(zhì)成本等經(jīng)濟(jì)因素考慮在內(nèi)，根據(jù)林木種質(zhì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益來確定種質(zhì)方法。林木種質(zhì)新技術(shù)必須以常規(guī)種質(zhì)項(xiàng)目為依托，才能真正發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：林木種質(zhì)；遺傳多樣性；基因工程；遺傳變異；林木種質(zhì)資源保護(hù)

(一)林木種質(zhì)創(chuàng)新研究

在二十一世紀(jì)的今天，一切步入了新的階段，我們要面對(duì)新形勢(shì)，林木種質(zhì)資源研究要以科學(xué)發(fā)展觀為總指導(dǎo)，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和手段，以保護(hù)種質(zhì)資源、展示科技革命、弘揚(yáng)生態(tài)文明、提升管理水平為建設(shè)主題，以分類保護(hù)、積極發(fā)展、科學(xué)管理、持續(xù)利用為建設(shè)主線，以與時(shí)俱進(jìn)和開拓觀念創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新為主動(dòng)力，以確保珍稀瀕危樹種、力保主要造林樹種、積極引進(jìn)國(guó)外洋種、大力繁殖優(yōu)勢(shì)樹種和努力示范推廣保護(hù)新技術(shù)為建設(shè)重點(diǎn)，建成林木種質(zhì)資源齊全、技術(shù)先進(jìn)、布局合理、保護(hù)科學(xué)、管理高效、林木種質(zhì)資源保護(hù)基地，全面開創(chuàng)融資源保護(hù)、科技開發(fā)、新技術(shù)推廣、業(yè)務(wù)培訓(xùn)、科普教育為一體的現(xiàn)代林業(yè)林木種質(zhì)資源保護(hù)的新局面。

創(chuàng)新是一個(gè)民族振興的關(guān)鍵，林木更要?jiǎng)?chuàng)新種質(zhì)，要培育良種，發(fā)展種苗花卉業(yè)，促進(jìn)林業(yè)增效、林農(nóng)增收，興種富民，就是林業(yè)種苗工作以人為本的重要體現(xiàn)。必須堅(jiān)持全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。要按照中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)總體布局，全面推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)，促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面相協(xié)調(diào)，促進(jìn)生產(chǎn)關(guān)系與生產(chǎn)力、上層建筑與經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相協(xié)調(diào)。堅(jiān)持生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)速度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量效益相統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào)，使人民在良好生態(tài)環(huán)境中生產(chǎn)生活，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)永續(xù)發(fā)展。

在林木種質(zhì)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)基礎(chǔ)上，充分利用多年的林木良種基地建設(shè)基礎(chǔ)，加強(qiáng)了林場(chǎng)林木良種基地建設(shè)，增強(qiáng)防護(hù)林、生物防火林帶、用材林（特別是珍貴用材）和經(jīng)濟(jì)林良種生產(chǎn)能力。社會(huì)辦良種為補(bǔ)充的新型林木良種繁育體系，努力提升良種繁育的整體水平。

要完善創(chuàng)新體制。建立起以企業(yè)為主體的花卉苗木品種創(chuàng)新體系，鼓勵(lì)涉農(nóng)高校、科研院所與花卉龍頭企業(yè)、科技企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)辦花卉苗木品種研發(fā)中心，發(fā)揮企業(yè)的主體作用、專家的關(guān)鍵作用、政府的引導(dǎo)作用，整合科技資源，有效促進(jìn)科技與生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，調(diào)動(dòng)科技人員、企業(yè)家和花農(nóng)的積極性，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研、農(nóng)科教的結(jié)合。林木種質(zhì)創(chuàng)新離不開技術(shù)，在林木種質(zhì)工程中，首先生物工程是必需用到林木種質(zhì)中的，將單倍體通過生物技術(shù)變成多倍體，其次還有基因工程，將優(yōu)良的基因相互組合，基因突變等使其變成優(yōu)良的雜種林木是林木的性狀更適應(yīng)環(huán)境，提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，生態(tài)價(jià)值等。生物都存在遺傳多樣性，利用遺傳多樣性將優(yōu)良性狀的植物選出精心培育，淘汰不良性狀，這樣選出的林木其性狀越來越優(yōu)良，越有利于林木種質(zhì)的發(fā)展。

中國(guó)林木種質(zhì)資源豐富，但種植資源保存和研究工作起步比較晚，系統(tǒng)的展開工作也就近幾年的事情。遺傳資源就是遺傳多樣性資源，遺傳多樣性是指種內(nèi)基因變化，包括同種的顯著不同群體級(jí)同一群體內(nèi)個(gè)體的遺傳變異。所以，要認(rèn)識(shí)基因多樣性和生態(tài)多樣性之間的關(guān)系。使林木種質(zhì)的生態(tài)價(jià)值，生物價(jià)值，經(jīng)濟(jì)價(jià)值都最大化。

（二）林木種質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前和今后一個(gè)較長(zhǎng)的歷史時(shí)期，是中國(guó)林業(yè)與木業(yè)持續(xù)、快速、健康發(fā)展的一個(gè)十分難得的歷史機(jī)遇期。在這個(gè)歷史機(jī)遇期中，由于經(jīng)濟(jì)與社會(huì)各種因素的相互作用，林木種質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

1、林業(yè)與木業(yè)一體化趨勢(shì)。林業(yè)與木業(yè)本不可分。事實(shí)上，凡是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)國(guó)家，林業(yè)與木業(yè)都是一體的。過去中國(guó)林業(yè)與木業(yè)之所以沒有形成一體，是由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的管理體制造成的。近年來，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的逐步建立，一些林木企業(yè)尤其是木材加工企業(yè)為解決自身的資源問題與林業(yè)（主要是森林培育業(yè)）緊密結(jié)合，其意義在于：以林業(yè)的發(fā)展保證和支撐木業(yè)的發(fā)展，以木業(yè)的發(fā)展拉動(dòng)、促進(jìn)林業(yè)的發(fā)展。兩者相互依存、互為因果。這不僅是企業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在要求，也是國(guó)家完善規(guī)劃、調(diào)整布局、加強(qiáng)行業(yè)統(tǒng)一管理的要求，是由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)

經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變、由采伐天然林為主向采伐人工林為主轉(zhuǎn)變的必然結(jié)果。

2、2、木材利用廣域化趨勢(shì)。木材在人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是建筑等領(lǐng)域?qū)⒌玫皆灰鎻V泛的利用。這一方面是人類資源利用的總趨勢(shì)所決定的，另一方面也是提高人類生活質(zhì)量的需要。在這種情況下，森林等可再生性資源的開發(fā)利用曰益受到重視。與此同時(shí)，科技進(jìn)步為木材的廣泛利用創(chuàng)造了條件，如有的國(guó)家研究用木材做燃料，有的國(guó)家研究用木材發(fā)電等另有研究表明，在人類生活的許多方面，木制品遠(yuǎn)比非木制品更利于人類健康，更適于人類使用。因此，隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)和生活水平的提高，對(duì)木制品的需求將曰益增長(zhǎng)，木材在人們生活中的廣泛利用將成為不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

3、資源配置深度市場(chǎng)化趨勢(shì)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的日益完善，在林木業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，盡管宏觀調(diào)控依然發(fā)揮著重要作用，但是政府的行政干預(yù)將越來越少，市場(chǎng)在資源的配置中將曰益發(fā)揮其基礎(chǔ)作用，各種資源的配置將越來越依賴于市場(chǎng)。鼓勵(lì)林業(yè)企業(yè)上市融資；實(shí)行林地所有權(quán)和使用權(quán)分離，穩(wěn)定所有權(quán)，放活使用權(quán)，加快森林、林木和林地使用權(quán)的流轉(zhuǎn)；積極培育活立木市場(chǎng)，發(fā)展森林資源資產(chǎn)評(píng)估機(jī)構(gòu)，促進(jìn)林木合理流轉(zhuǎn)；探索嘗試對(duì)森林發(fā)揮的涵養(yǎng)水源、凈化空氣、旅游景觀等功能實(shí)行有償利用。那種認(rèn)為只有商品林業(yè)才能走向市場(chǎng)、引入市場(chǎng)機(jī)制的觀點(diǎn)，將被證明是不符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下林木業(yè)發(fā)展規(guī)律的。要正確處理好林業(yè)種苗業(yè)發(fā)展中的重大關(guān)系，統(tǒng)籌公益事業(yè)與富民產(chǎn)業(yè)、技術(shù)進(jìn)步與生產(chǎn)發(fā)展、保障供應(yīng)與綠化苗木、以法治種與市場(chǎng)運(yùn)作、行政管理與行業(yè)自治、數(shù)量擴(kuò)展與質(zhì)量效益，促進(jìn)林木種質(zhì)事業(yè)又好又快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：林木種質(zhì)創(chuàng)新的重要性

林木種質(zhì)創(chuàng)新的重要性

摘要：林木種質(zhì)資源是遺傳多樣性的載體，是生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，是林木育種中必不可少的繁殖材料，是林業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性資源，在林業(yè)種質(zhì)體系和林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)中有著舉足輕重的作用。林木種質(zhì)資源創(chuàng)新是生物多樣性的重要組成部分，林木種質(zhì)資源又稱森林植物遺傳資源。林木種質(zhì)資源是物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，是林業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源。林木種質(zhì)資源創(chuàng)新、管理與保護(hù)工作關(guān)系到國(guó)家的生態(tài)安全和可持續(xù)

發(fā)展，是當(dāng)前及今后林業(yè)的一項(xiàng)迫切任務(wù)。

關(guān)鍵詞：林木種質(zhì)創(chuàng)新

種植資源

林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)

多樣化

開發(fā)、利用林木種質(zhì)創(chuàng)新對(duì)造林綠化和林業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)所起的作用； 繁衍、開發(fā)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新不僅關(guān)系到國(guó)家的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展，更關(guān)系到人類的生存條件和經(jīng)濟(jì)利益，是為子孫后代造福的重大工程。保護(hù)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新不僅是林木種苗管理部門的責(zé)任，更是全社會(huì)的共同責(zé)任。一步提高全社會(huì)對(duì)林木種質(zhì)資源保護(hù)利用的認(rèn)識(shí)，要通過各種媒體宣傳保護(hù)林木種質(zhì)創(chuàng)新是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工程，是造福子孫后代的大業(yè)。要從組織領(lǐng)導(dǎo)、機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員配備、資金投放、法律法規(guī)、政策措施等方面入手，使種質(zhì)資源保護(hù)利用的各項(xiàng)工作落到實(shí)處。木種質(zhì)資源的清查，摸清家底，盡快制定林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)利用名錄，是保護(hù)利用的基礎(chǔ)，通過對(duì)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新的分類保護(hù)和科學(xué)的管理，積極開發(fā)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)資源的持續(xù)利用。

南方省市林木種苗業(yè)，因其在自然條件、資源分布及利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、思想認(rèn)識(shí)、市場(chǎng)開發(fā)等多方面的共同性，有許多合作交流的內(nèi)容，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)溝通，建立多種形式的交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息互通、資源共享，以形成南方省市林木種苗交流的特色。通過交流，加強(qiáng)在種質(zhì)資源開發(fā)利用上的合作，利用各自的資源、技術(shù)、人才、資金等優(yōu)勢(shì)尋求最佳結(jié)合點(diǎn)，加大聯(lián)合研發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)資源就地保護(hù)、原地開發(fā)、異地發(fā)展、各地共享，服務(wù)于種苗發(fā)展，服務(wù)于林業(yè)建設(shè)。

要把林木種質(zhì)資源保護(hù)作為林木種苗工作的第一要?jiǎng)?wù)，從林業(yè)生態(tài)建設(shè)的要求、人民生活水平提高的需求出發(fā)，加強(qiáng)市場(chǎng)調(diào)研，下大力氣開發(fā)利用生態(tài)性狀好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的新、優(yōu)品種。在沿海城市展示品種特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，輻射全國(guó)。聯(lián)合全國(guó)的同行做好新優(yōu)品種的示范和推廣，以實(shí)現(xiàn)造林樹種的多樣化、生物群落多樣化、生態(tài)系統(tǒng)的多元化。

林木種苗的發(fā)展是全社會(huì)關(guān)注的事業(yè)，市場(chǎng)對(duì)種苗的需求很大程度上決定了林木種質(zhì)資源創(chuàng)新的開發(fā)利用。省級(jí)種苗站作為一個(gè)地區(qū)的種苗管理機(jī)構(gòu)，不僅要在林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)管理上下苦功夫、花大力氣進(jìn)行有效性保護(hù)和搶救性保護(hù)，要在開發(fā)利用資源上籌集資金進(jìn)行科研攻關(guān)，以增強(qiáng)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新開發(fā)利用的實(shí)力，服務(wù)于社會(huì)。同時(shí)還需從林業(yè)建設(shè)的不可逆性特點(diǎn)出發(fā)，發(fā)揮行業(yè)管理作用，抓好林木種苗的源頭管理，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，加大執(zhí)法力度，最大程度地減少林木種質(zhì)資源創(chuàng)新的“殺雞取卵”式的破壞性利用，規(guī)范種苗市場(chǎng)行為，指導(dǎo)種苗業(yè)的發(fā)展。

質(zhì)資源開發(fā)利用評(píng)估體系，以保證林木種質(zhì)資源創(chuàng)新的合理利用和有效開發(fā)。加大科技投入，應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段，加快利用步伐，提高種苗對(duì)林業(yè)的科技貢獻(xiàn)率。通過聯(lián)合各省市的科研力量，組織科研管理、生產(chǎn)單位聯(lián)合攻關(guān)，提高種質(zhì)資源收集、保存和利用的技術(shù)水平。采用組織培養(yǎng)等現(xiàn)代林木繁育手段，加強(qiáng)對(duì)東方杉等適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件、滿足應(yīng)用目的的樹種的培育，大量繁育滿足需求。

加強(qiáng)對(duì)政府的宣傳力度，爭(zhēng)取公共財(cái)政對(duì)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)利用的更大投入，以有效開展資源普查、品種試驗(yàn)、優(yōu)良品系引種和選育，開展新優(yōu)品種的引進(jìn)和擴(kuò)繁，豐富造林樹種。

世界著名刊物《時(shí)代周刊》預(yù)言：到2020年，生物經(jīng)濟(jì)將取代信息經(jīng)濟(jì)，成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流。專家指出，目前全球生物經(jīng)濟(jì)正處于同一起跑線上，如果中國(guó)能夠搶占先機(jī)，就能掌握未來發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。“從這個(gè)意義上講，林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)作為生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)源泉，是關(guān)乎國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略舉措，應(yīng)上升到國(guó)家決策的高度來謀劃和部署，誰擁有更多的種質(zhì)資源，誰就將會(huì)贏得新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的主動(dòng)權(quán)?！眹?guó)家林業(yè)局場(chǎng)圃總站副總站長(zhǎng)劉紅接受中國(guó)綠色時(shí)報(bào)記者采訪時(shí)說，“同時(shí)，林木種質(zhì)資源創(chuàng)新是林木育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，保護(hù)利用林木種質(zhì)資源創(chuàng)新關(guān)系到提高林地生產(chǎn)力和森林質(zhì)量，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)木材和林產(chǎn)品的日趨優(yōu)質(zhì)、高效和多樣化的需求，林業(yè)發(fā)展大局的實(shí)現(xiàn)。”

據(jù)《林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保存原則與方法》定義，林木種質(zhì)資源創(chuàng)新是指種及種以下分類單位具有不同遺傳基礎(chǔ)的林木個(gè)體和群體的各種繁殖材料總稱。用通俗的話講，收集種質(zhì)資源不僅要收集不同地區(qū)同一物種的不同變異體，還要收集同一地區(qū)同一物種的不同變異體和人工培育的品系，種質(zhì)資源實(shí)際是林木遺傳多樣性的載體。

保護(hù)林木種質(zhì)資源的目的，一是在一些物種滅絕后可以恢復(fù)原有的物種遺傳多樣性，二是為應(yīng)對(duì)當(dāng)前世界各國(guó)面臨的重大生態(tài)問題尋找解決方案，三是選育利用后可形成新的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。種內(nèi)遺傳多樣性或變異性越豐富，物種對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力越大，可以減緩由于適應(yīng)和進(jìn)化導(dǎo)致的滅絕過程。當(dāng)氣候變冷變熱變干變濕或各種病害發(fā)生時(shí)，我們?nèi)绫４娓嗟牟町愋载S富的林木種質(zhì)資源創(chuàng)新，就能選育出應(yīng)對(duì)新的氣候變化所需的各種林木資源，人類的生存才有保障。”劉紅說“因此，保護(hù)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新是事關(guān)人類生存發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，并已成為各國(guó)生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的重要手段?！?/p>

有專家說，誰擁有豐富的林木種質(zhì)資源創(chuàng)新，誰就贏得了品種創(chuàng)新的主動(dòng)權(quán)，誰就會(huì)占領(lǐng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。在當(dāng)前進(jìn)入“后金融危機(jī)”時(shí)期，國(guó)際社會(huì)都在尋求發(fā)展新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)時(shí)，“低碳經(jīng)濟(jì)”、“生物經(jīng)濟(jì)”是關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)木材、果品、花卉、藥材和工業(yè)原材料的要求日趨優(yōu)質(zhì)、高效和多樣化，大量?jī)?chǔ)備具有利用價(jià)值與潛在利用價(jià)值的多樣化的可供選擇來進(jìn)行定向遺傳改良的林木種源，是提高經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的前瞻性的行動(dòng)?！叭阶摺奔涌炝帜痉N質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)

我國(guó)林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保護(hù)工作起步較晚，始于上世紀(jì)80年代，經(jīng)過30年的保護(hù)，已取得一定的成果。

資源清查工作局部展開。為摸清家底，國(guó)家林業(yè)局分別于上世紀(jì)80年代末、1998年和2001年后在一些省(區(qū)、市)開展了林木種質(zhì)資源創(chuàng)新清查工作，初步摸清了部分省份的資源狀況，但由于這項(xiàng)工作需要及時(shí)更新，但國(guó)家投入嚴(yán)重不足，最新開展調(diào)查的省份只有1/3，更多省份的資源狀況不清。

資源收集保存利用初見成效。原地保護(hù)方面，主要是依托各級(jí)自然保護(hù)區(qū)和森林公園進(jìn)行保存；異地保護(hù)方面，建設(shè)了一批林木種質(zhì)資源創(chuàng)新收集保存庫、樹木園、植物園和林木良種基地優(yōu)樹收集區(qū)等，保存了300多種數(shù)千份的珍貴野生動(dòng)植物基因樣本，在全國(guó)600多處林木良種基地內(nèi)建立了40多個(gè)主要造林樹種的種質(zhì)資源收集圃，收集保存了優(yōu)良林木種質(zhì)資源創(chuàng)新5萬余份，初步建立跨我國(guó)寒溫帶、溫帶、北亞熱帶、南亞熱帶和北熱帶各具特色的林木種質(zhì)資源創(chuàng)新庫；在林木種質(zhì)資源創(chuàng)新利用方面，已選出數(shù)千個(gè)優(yōu)樹、優(yōu)良無性系、家系和雜交組合。

林木種質(zhì)保存研究取得進(jìn)展。依托國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目，開展了林木種質(zhì)資源創(chuàng)新保存基礎(chǔ)理論、保存技術(shù)研究和保存庫建設(shè)，建立了林木種質(zhì)保存評(píng)價(jià)和利用技術(shù)及信息庫技術(shù)體系。對(duì)1000多個(gè)樹種33494份資源(種源、家系、優(yōu)樹等)進(jìn)行了科學(xué)分類、分級(jí)，整理、整合和共性描述。

第三篇：竹炭研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（模版）

竹炭研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

俞 佳 燕

（浙江臨安 311300）

摘要：本文主要講述了竹炭的起源，竹炭在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，竹炭炭化工藝和物理化學(xué)性質(zhì)，竹炭的用途，同時(shí)結(jié)合竹炭產(chǎn)品開發(fā)的多樣性所涉及到食品行業(yè)，提出要人們慎食竹炭食品，根據(jù)竹炭的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了竹炭的發(fā)展趨勢(shì)和幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：竹炭、炭化工藝、竹炭用途、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

竹炭（BC）是竹材高溫?zé)峤獾墓腆w產(chǎn)物，空隙發(fā)達(dá)，比表面積大，具有很強(qiáng)的吸附能力，以及良好的導(dǎo)電性能。作為機(jī)能性的環(huán)境保護(hù)材料，竹炭由于其獨(dú)特的性質(zhì)和產(chǎn)品的高附加值，越來越受到人們的重視，成為竹材研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)［1-2］。在大氣污染和水污染的治理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。它的出現(xiàn)不僅為竹材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一個(gè)新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)提供了一種新型材料[3]，同時(shí)人們也逐漸意識(shí)到了竹炭在環(huán)境、保健、醫(yī)藥、高技術(shù)等領(lǐng)域有著潛在和廣泛的應(yīng)用前景[4]。1.竹炭起源

在中國(guó)，炭有著悠久的歷史。而使用炭，那更是與生俱來的。大概從雷電點(diǎn)燃原始森林使自然形成的木炭橫空出世那一刻起，我們的先民們便開始想用炭帶給人們的種種環(huán)保和健康的生活。

在兩千多年前，中國(guó)在炭材料的使用上創(chuàng)造了世界奇跡。馬王堆木炭的應(yīng)用就是中國(guó)古代使用木炭杰作之一。中國(guó)的先民們就已經(jīng)知道炭的防腐作用。在1972年3月，湖南長(zhǎng)沙東郊，中國(guó)考古學(xué)家發(fā)掘了馬王堆一號(hào)漢古墓時(shí)，墓葬兩千多年的軟侯夫人的肌膚狀態(tài)仍如同剛剛死去。考古學(xué)家究其原因，是因?yàn)槟乖岙?dāng)時(shí)人們?cè)诠啄局邪卜帕巳f斤木炭。正是用于這些木炭，軟侯夫人的尸體外形完整，全身柔軟光滑，皮膚呈淡黃色狀，肌肉和皮膚有彈性，各關(guān)節(jié)可自由彎曲。

無獨(dú)有偶，在日本的古墓中也發(fā)現(xiàn)了使用炭保存遺體的辦法，那些遺骨和木乃伊的狀態(tài)十分理想。雖然津輕承公的完整的木乃伊狀態(tài)只有死后一千年的歷史，但也證實(shí)了酷愛研究科技的日本人在墓中放置了大量木炭的成效。2.竹炭發(fā)展研究現(xiàn)狀

竹炭這種新型環(huán)保產(chǎn)品幾年前首先在東南亞地區(qū)興起，逐步風(fēng)靡日本、韓國(guó)、臺(tái)灣、新加坡。竹炭產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)是在2003年“非典”以后逐步進(jìn)入市場(chǎng)的。

目前，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)環(huán)保產(chǎn)品需求量較大。中國(guó)是竹的故鄉(xiāng)。以竹炭為原料制作的產(chǎn)品有100多種。由于竹炭產(chǎn)品的價(jià)格較高，其銷售處于“墻內(nèi)開花墻外紅”階段，但隨著人們環(huán)保意識(shí)的普遍提高，竹炭這一新型環(huán)保產(chǎn)品進(jìn)入尋常百姓家是指日可待。

我們對(duì)竹炭的功效還有些陌生，但在日本、韓國(guó)等地城市居民將竹炭用于日常生活已經(jīng)有十來年的歷史了。目前世界上竹炭的消費(fèi)主要在日本、韓國(guó)、新加坡、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)，這些市場(chǎng)對(duì)竹炭的需求基本穩(wěn)定。在那里，人們已經(jīng)很習(xí)慣將竹炭列為生活日用品之一，他們特別認(rèn)可竹炭的環(huán)保和保健功能，所以，竹炭店到處都是，頗受大家的歡迎。

我國(guó)竹炭的生產(chǎn)主要集中在浙江、福建和江西等地，目前的生產(chǎn)廠家有幾十家，但大都是近2-3年發(fā)展起來的，一般是采用采購原炭，自己生產(chǎn)各種制品。只有20-30%的廠家是10多年前生產(chǎn)木炭的企業(yè)改變產(chǎn)品而來，他們大都具有自己的炭窯，其中一小部分廠家具有竹炭纖維的技術(shù)。2.1竹炭在日韓國(guó)家

竹炭制品的研究在國(guó)外主要是日本和韓國(guó)，主要研究關(guān)于竹材炭化過程、竹炭、竹醋液和竹活性炭的制造和利用。

日本竹炭和竹醋協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)、京都大學(xué)木質(zhì)科學(xué)研究所科學(xué)家野村隆哉是這方面的專家。他認(rèn)為，由于工業(yè)文明對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞等全球性環(huán)境問題日益突出，天然素材在炭化后所產(chǎn)生的碳結(jié)構(gòu)的物理和化學(xué)功能正在受到高度重視。如竹炭的固體表面的物理性質(zhì)、竹炭的固有振動(dòng)產(chǎn)生的微弱電磁波與人體的共鳴現(xiàn)象、竹炭的半導(dǎo)體功能和屏蔽電磁波功能及負(fù)離子效應(yīng)等，竹醋對(duì)過敏性皮炎和糖尿病等疾病的療效、促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)作用、對(duì)植物的生理活性功能等。野村隆哉主張對(duì)這些物理和化學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究，并且積極地為它們開拓用途。

日本中村和善提出可用低溫干餾炭作脫臭、調(diào)濕的功能材料以及用竹炭粉作電磁波屏蔽的材料。浦銀治認(rèn)為竹炭對(duì)CO:的吸附性能高，不腐爛、保水、透水、保肥性好，可作土壤改良劑使用。佐久間對(duì)竹炭的熱水冷卻試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加了竹炭的熱水不容易變涼，認(rèn)為如果把竹炭加在洗澡水中，即使是自來水，也可獲得類似溫泉那樣的滿足感。

千葉大學(xué)的研究成果表明，竹醋的主要成分是醋酸，從中可分離出10種酚衍生物，對(duì)于如白粉病等某些植物病害也有抵抗作用。由日本農(nóng)山漁村文化協(xié)會(huì)出版的《竹炭和竹醋液的制造方法與用途》一書全面地論述了日本目前關(guān)于竹炭和竹醋的研究和應(yīng)用情況。作者池島庸元說，竹炭和竹醋今后在環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等方面可望發(fā)揮新的作用[6]。

在韓國(guó)國(guó)內(nèi)，有人在做飯時(shí)，將竹炭包在紗布內(nèi)放入飯中，煮出的飯味兒更[5]香；泡澡的水里放上一點(diǎn)竹炭，全身倍感融融暖意。韓國(guó)許多工廠生產(chǎn)的健康枕頭，用的就是竹炭。多孔性竹炭不僅可以蓄留植物根部所需水分，還可以改善土壤的透氣性和排水性，為植物的微生物提供良好的生存空間。因此在園林綠化中，盆栽土里摻進(jìn)豆粒大小的竹炭，能為植物提供健康的生長(zhǎng)環(huán)境。對(duì)庭院樹木，則增強(qiáng)了抗病蟲害的能力。一些裝飾性竹炭，猶如吸水石，放于相宜的盆里，本色、自然，且有著雷劈刀削的天然痕跡.竹炭則營(yíng)造出更為特殊的情趣，春秋筆法赫然在焉。這樣的裝飾可去臭去濕，放在電視機(jī)或其它家電用品周圍，還可起到防電磁波作用。2.2竹炭在其他國(guó)家

竹炭作為一種全新的健康環(huán)保時(shí)尚產(chǎn)品，不僅在新加坡的軍工、醫(yī)藥等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，更多的是在生活消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用，它以其獨(dú)特的健康保健作用被大多數(shù)消費(fèi)者所接受，成為一種健康消費(fèi)時(shí)尚。目前在新加坡市場(chǎng)上有 12 大系列 100 多個(gè)品種。如床上用品系列、汽車坐墊系列、鞋墊系列、美膚品系列、廚用品系列、工藝品系列、炭布系列、竹醋液等。

哥倫比亞對(duì)于竹炭速干布料的研制，已成功生產(chǎn)出竹碳內(nèi)衣。它的保暖，是因?yàn)槭褂玫牟牧鲜羌{米級(jí)的遠(yuǎn)紅外線纖維，能吸收外界與人體的體溫，達(dá)到蓄熱保溫的功能，工研院檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，竹炭紗的調(diào)節(jié)溫度效果為一般棉制品的一倍。竹炭?jī)?nèi)衣中竹炭紗還能有促進(jìn)血液循環(huán)，塑身保健減肥，紡織研究所研究發(fā)現(xiàn)，竹炭服飾可以提高人體淺層微血管內(nèi)的血液流量約30%，有效降低疾病的風(fēng)險(xiǎn)。而血液循環(huán)好，又有助于皮下多于脂肪的代謝，避免脂肪囤積或血管阻塞[7]。2.3竹炭在中國(guó)

關(guān)于竹炭和竹醋液的研究是近幾年剛剛興起的新的研究領(lǐng)域，由于竹子的分布特性所決定，使對(duì)竹炭的研究具有很強(qiáng)的區(qū)域性。國(guó)內(nèi)對(duì)竹炭的生產(chǎn)和研究主要集中在浙江、江西、福建一帶。

在竹炭的機(jī)能性機(jī)理的研究方面，張齊生院士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)竹炭的構(gòu)造、機(jī)能以及對(duì)飲用水的凈化做了比較詳細(xì)的研究[8-9]。另外，許多科研單位的研究人員對(duì)竹炭的生產(chǎn)和應(yīng)用方面做了大量的研究。葉良明教授等主要針對(duì)竹炭的燒制進(jìn)行研究 [10-11]；還有其它學(xué)者對(duì)竹炭的含水率、揮發(fā)成分、竹醋液的成分等指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)[12]。

此外，還可利用竹炭開發(fā)醫(yī)藥保健品。如將竹炭粉與助劑混合裝入衣服、織物、枕頭、帽子、墊子和寵物用具等物品制成保健品，它具有清凈空氣作用、按摩作用、除臭作用、紅外線作用、調(diào)溫調(diào)濕作用、抗菌和殺蟲的作用。在醫(yī)藥上利用竹醋液作防菌殺菌劑和治療皮膚病等醫(yī)藥原料，提取甲醇和醋酸等作化工原料，其他還有染料媒染劑、動(dòng)物除臭劑、農(nóng)藥添加劑、發(fā)根促進(jìn)劑、土壤改良劑、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)劑等。2.3.1竹炭在浙江

中國(guó)的竹炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景寬闊。生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)主要集中在江浙沿海一帶，僅浙江省為例。在五、六年時(shí)間內(nèi)，浙江的竹炭生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，比較有名的企業(yè)主要集中在遂昌、衢江、安吉、寧波和慶元等地，年產(chǎn)量達(dá)3000t以上，產(chǎn)值達(dá)3000-4000萬元，竹炭品種開發(fā)也不斷深入，目前已開發(fā)出建筑、環(huán)保、保健、工藝、化妝等6大類100多個(gè)品種的竹炭產(chǎn)品，浙江省已成為竹炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要生產(chǎn)與貿(mào)易基地，并且成為山區(qū)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新亮點(diǎn)[13]。3.竹炭的炭化工藝 3.1備料

炭用材一般選用4年以上竹齡和竹材加工剩余物。因竹材從基部到梢部，其密度、腔壁結(jié)構(gòu)、組成物質(zhì)都有一定的差異，同時(shí)竹材的材性又受竹齡、立地條件、氣候環(huán)境的影響。竹材中含大量糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，易發(fā)生霉蛀。因此，要選擇竹齡、大小、立地條件相近的竹材一起裝窯，注意竹材的保管、窯中竹材的松緊度等問題。3.2熱解

熱解工藝條件決定了竹炭的品質(zhì)，可結(jié)合窯體的實(shí)際情況，準(zhǔn)確控制窯溫，尤其是精煉溫度，它是竹炭品質(zhì)的重要指標(biāo)，不同的用途采用不同的燒制工藝曲線。

竹材的熱分解是在溫度稍高于100℃時(shí)開始的，在150℃以下，竹材受熱分解速度很慢，隨著溫度的升高，竹材受熱分解速度顯著加快；溫度上升到約270℃以上時(shí)，分解反應(yīng)劇烈進(jìn)行。溫度達(dá)500℃時(shí)，分解反應(yīng)基本結(jié)束。與木材一樣，竹材的熱分解過程，包括四個(gè)階段：

1.水分蒸發(fā)或干燥階段

加熱溫度為100--150℃之間，竹材分解的速度緩慢，主要是竹材組織中的吸著水受熱蒸發(fā)逸散，但竹材的化學(xué)組成，沒有明顯變化；但隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，竹材中的戊聚糖含量是可能降低，竹材的物理力學(xué)性質(zhì)有所改變。

2.預(yù)炭化階段

加熱溫度為150--270℃，竹材受熱分解速度加快，其中的化學(xué)組成發(fā)生明顯的分解反應(yīng)，比較不穩(wěn)定的組份如半纖維素受熱分解生成CO2、CO、H2O和少量的乙酸等物質(zhì)。上述兩個(gè)熱分解階段，需要外界供給熱量，亦即竹材的吸熱分解階段。

3.炭化階段

加熱溫度升高至270-450℃，竹材熱分解反應(yīng)劇烈，伴隨產(chǎn)生大量的熱分解產(chǎn)物，生成的氣體中，CO2和CO的量逐漸減少，而碳?xì)浠衔锶缂淄?、乙烯、烯烴類及各種活性高能的氫自由基和羥基，則逐漸增多；生成的液體主要有乙酸、甲醇、丙酮和木焦油。

這一階段放出大量的反應(yīng)熱，稱為放熱反應(yīng)階段；而放熱反應(yīng)溫度隨加熱速度而異。

4.煅燒階段

溫度繼續(xù)升高到450℃以上時(shí)，生成的液體產(chǎn)物已經(jīng)很少，這個(gè)階段借助外部的熱量，除去殘留在木炭中的揮發(fā)物質(zhì)，及木炭的煅燒。

以上四個(gè)階段，沒有明顯的界限，甚至同一試件的外表和內(nèi)部，都可能同時(shí)處于不同的熱分解階段。3.3存放

經(jīng)冷卻出窯的竹炭，因竹炭的吸水性強(qiáng)，如果儲(chǔ)存環(huán)境潮濕，空氣混濁，竹炭大量吸水、吸味，這無疑會(huì)影響產(chǎn)品的功效。所以應(yīng)選擇空氣干燥清潔的倉庫，并根據(jù)出窯日期、精煉度的不同分類堆放。3.4加工

根據(jù)質(zhì)量要求依次分批進(jìn)行加工，在加工前應(yīng)先抽檢其精煉度，然后根據(jù)精煉度的不同分類加工成片炭、筒炭。規(guī)格尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照客戶的要求加工，片炭、筒炭不應(yīng)有裂縫、缺角等，并把粉塵擦干凈。作為顆粒炭和粉炭除按客戶規(guī)定的規(guī)格加工外，應(yīng)特別注意雜質(zhì)（泥沙等）問題，否則將嚴(yán)重影響產(chǎn)品信譽(yù)[14]。4.竹炭的理化性質(zhì)

竹炭同竹材外觀上相比，纖維素束外鞘變得致密，纖維素細(xì)胞腔中一些揮發(fā)物質(zhì)減少。竹炭主要是由碳、氫、氧等元素組成，呈六角形，質(zhì)地堅(jiān)硬，細(xì)密多孔。炭化后的竹材仍然基本上保持密實(shí)狀態(tài)[15]，外表面仍然保留著竹材表皮粗糙不平的顆粒狀態(tài)，繼承了竹材的多孔狀和各向異性構(gòu)造特征，但是竹材基本組織細(xì)胞的細(xì)胞壁間隙消失，細(xì)胞壁變薄[16]。竹炭組織中的礦物是木炭的5倍[17]，1cm3竹炭的表面積可達(dá)350m2，是木炭的2.5～3倍，若進(jìn)一步活化成竹活性炭，則其比表面積可達(dá)1000m2以上[18]。竹炭的吸附能力是木炭的10倍以上。木炭的PH值隨著炭化溫度的增加從酸到堿性變化，但是竹炭的PH值不管炭化溫度怎么變化都能保持堿性，并且竹炭的灰份和鉀含量好象和PH值有關(guān)。在吸濕解析的高溫區(qū)域，竹炭的調(diào)濕能力比木炭強(qiáng)。

竹炭片炭含水率5%～8%，顆粒炭含水率14%～18%；固定碳含量85%～88%；灰分含量（鉀、鈣）2%～4%；比表面積300～600m-1；揮發(fā)分6%～8%；干碳熱值30000～33000kJ/kg；PH值8～9；氣干密度0.800～1.320g/cm3[19]。5.竹炭用途

(1)燃料:由于竹炭系各種竹材炭化而成，安全性受到信賴，作為燒烤，野炊的燃料，清潔而有情趣，加上目前對(duì)其他薪炭材的砍伐限制，作為燃料的竹炭前景看好。

(2)竹活性炭:竹炭經(jīng)水蒸氣法活化處理后具有均勻的細(xì)孔狀結(jié)構(gòu)，比表面積從50om2/g增加到90om2/g，其竹活性炭的得率為68%，具有和椰子殼活性炭同等以上的比表面積和吸附率。

(3)住宅環(huán)境材料:大理石，花崗巖，磁磚類建材，表面容易結(jié)露，而三夾板類又容易霉?fàn)€蟲蛀。用竹炭裝填地面和墻壁，由于竹炭對(duì)空氣中水分的吸濕和解吸調(diào)節(jié)，加上竹炭的負(fù)離子作用，能保持住宅內(nèi)部環(huán)境舒適宜人，心神安定。也茶館以此來吸引顧客。

(4)水質(zhì)處理:不僅用來處理自來水，還用來處理污水，河道，漁場(chǎng)，是竹炭浴和摻有用自然物治理環(huán)境的極好例子[20]。

(5)健康和美容上的應(yīng)用:用竹炭制作枕頭，有利于睡眠竹炭的美容霜具有特殊的皮膚護(hù)理功效[21]。6.慎食竹炭食品

在一些超市、賣場(chǎng)中，一系列用竹炭加工出來的食品進(jìn)入了人們的視線，有竹炭花生、竹炭金納豆、竹炭面條、竹炭面包、竹炭酒等，由于商家標(biāo)榜該類食品具有吸附人體內(nèi)有害物質(zhì)，凈化血液中毒素的功效，引起了不少消費(fèi)者的興趣。

有關(guān)專家認(rèn)為，炭可以吸附微小顆粒，在中醫(yī)上從古至今有很多的應(yīng)用，但是竹炭在中醫(yī)領(lǐng)域卻鮮用于臨床。根據(jù)竹炭食品的宣傳，竹炭可以吸附人體內(nèi)有害物質(zhì)，凈化血液中的毒素，還有助于人體消化排泄，清潔腸道，具有排毒養(yǎng)顏之功效。其在理論上是成立的，但在實(shí)踐中將竹炭粉添加進(jìn)食品中就具備種種保健功效，并沒有相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為依據(jù)。有關(guān)資料顯示：目前尚沒有任何關(guān)于食用竹炭粉對(duì)人體有益的報(bào)告（包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的報(bào)告），活性炭多用于空氣和水的凈化，其食用功能尚未明確。

竹子雖然是天然的植物，竹筍也是中國(guó)料理的重要佳肴，但竹材在高溫炭化過程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生許多復(fù)雜化合物，其中焦油就是一種致癌物，必須再精制后才能將焦油除去，若將不當(dāng)加工后的竹炭或竹醋液直接拿來食用是非常危險(xiǎn)的行為。另外，竹炭在加熱分解時(shí)所產(chǎn)生的甲醇亦有毒性。食用竹炭后，細(xì)微顆粒很可能吸入肺里，吸附在肺葉上，而且它吸附性極強(qiáng)，吃下去后很難排出體外，容易形成“塵肺”。有鑒于此，專家認(rèn)為不要輕信所謂竹炭食品的神奇療效，選用食品，要看其本質(zhì)，不要被表象迷惑，對(duì)于食用竹炭食品應(yīng)采用謹(jǐn)慎的態(tài)度[22]。

7.竹炭的發(fā)展趨勢(shì)及建議

日本京都大學(xué)的野村隆哉進(jìn)行過竹炭燒制的前處理研究。他對(duì)炭材進(jìn)行煙熏前處理后發(fā)現(xiàn) ,經(jīng)過煙熏前處理的炭材燒制的竹炭質(zhì)量好；根據(jù)竹炭的不同功用，可以通過控制炭化溫度來實(shí)現(xiàn)目的；對(duì)炭化的工藝和設(shè)備的研究方面，主要集中于土窯、簡(jiǎn)易爐和連續(xù)式干餾爐；研究竹炭的機(jī)能性及利用竹炭機(jī)能性開發(fā)新型材料，比如開發(fā)凈水和空氣凈化炭以及制作內(nèi)含竹炭粉的枕頭、帽子、墊子等生活用品和農(nóng)林業(yè)的應(yīng)用研究；目前，竹炭研究還存在不少薄弱方面，比如：竹炭屏蔽電磁波的能力；燒制溫度與竹炭的比表面積及電阻率之間的變化規(guī)律；竹炭產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線的能力及其遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)；竹炭?jī)艋諝夂驼{(diào)節(jié)空氣濕度的機(jī)理和規(guī)律等。為了使竹炭及其制品能走進(jìn)千家萬戶，建議：

(1）引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，完善我國(guó)竹炭生產(chǎn)工藝

竹炭燒制和產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，目前已具一定規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了初步產(chǎn)業(yè)化，但是我國(guó)現(xiàn)行的竹炭生產(chǎn)工藝和技術(shù)存在較多的問題，如原料的確定，不同培育方式、不同竹齡的竹材對(duì)熱解工藝的影響，窯溫的控制，竹材熱解產(chǎn)品得率等。建議引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，可大大增強(qiáng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

(2）重視深加工，開發(fā)新產(chǎn)品提高制品附加值

對(duì)竹炭進(jìn)行化學(xué)深加工，并開發(fā)竹炭、竹醋系列新產(chǎn)品。據(jù)報(bào)道，日本已生產(chǎn)出500目的竹炭纖維，并將這種竹纖維拉長(zhǎng)與化纖、棉線等交織在一起，熱量可增加10%，并具有吸附性能，透氣性好等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)臺(tái)灣省也準(zhǔn)備投資200萬新臺(tái)幣，購置其生產(chǎn)設(shè)備與日本共同生產(chǎn)竹炭纖維。竹炭纖維的問世，使竹子的附加值更進(jìn)一步得到提升。

(3）加強(qiáng)生產(chǎn)的自動(dòng)化研究，開發(fā)竹炭生產(chǎn)配套設(shè)備

要提高產(chǎn)量,生產(chǎn)高質(zhì)量的竹炭，需要先進(jìn)的設(shè)備。日本在設(shè)備制造方面處于世界的領(lǐng)先地位，但是技術(shù)較復(fù)雜，成本高，所以制造商必須在現(xiàn)有的設(shè)備之上，進(jìn)行改良，使其更適合于我國(guó)竹炭企業(yè)，也適合于出口到一些經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)的竹子大國(guó)，如印度、非洲、南美等地。

(4）重視環(huán)保建設(shè)，充分利用竹炭加工剩余物

可以用竹材炭化過程中以鼓風(fēng)爐吸引生成的甲烷氣體，先除去氣體中的焦油及粉塵，再送至氣輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。另外，在竹材炭化及發(fā)電過程中，除了竹炭、竹醋液外，還可由熱交換器將炭化裝置出口的廢熱轉(zhuǎn)換成溫?zé)崴枰曰厥眨怪癫奶炕^程中的材料、水蒸汽、熱等都不浪費(fèi)。

(5）加強(qiáng)理論研究，開拓竹炭應(yīng)用新領(lǐng)域

由于對(duì)竹炭機(jī)能性機(jī)理的研究目前才剛剛開始,現(xiàn)今開發(fā)的竹炭制品許多特點(diǎn)沒有充分的科學(xué)依據(jù)作支撐，加之對(duì)竹炭的宣傳力度不夠，竹炭、竹醋液及其制品在我國(guó)目前還沒有市場(chǎng)。因此，開展竹炭的理論和應(yīng)用研究不僅可以使人們從科學(xué)的角度來認(rèn)識(shí)和了解竹炭，還必將促進(jìn)市場(chǎng)的廣泛開發(fā)。

(6）規(guī)范市場(chǎng)機(jī)構(gòu)，完善竹炭相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系

目前我國(guó)尚未有有關(guān)竹炭的健全的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了進(jìn)一步加強(qiáng)竹炭生產(chǎn)和管理，以利于竹炭的推廣應(yīng)用，穩(wěn)定竹炭質(zhì)量，作為指導(dǎo)生產(chǎn)和交貨依據(jù)，制定和完善竹炭的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。同時(shí)，國(guó)家應(yīng)該成立全國(guó)性的竹炭方面的專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)，規(guī)范竹炭市場(chǎng)，保護(hù)國(guó)內(nèi)廠商的利益。

(7）普及竹炭科學(xué)，增強(qiáng)竹炭產(chǎn)品推廣力度

我國(guó)竹炭年產(chǎn)量中只有1/3銷于內(nèi)地市場(chǎng)，大部分銷往日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣省等地，內(nèi)地很多消費(fèi)者不知道有這樣一種產(chǎn)品，相比而言，竹炭在日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣省等地就極流行，已經(jīng)成為居家的生活用品。應(yīng)該針對(duì)目前家具裝修與水污染等誘發(fā)的疾病問題，突出宣傳竹炭?jī)艋|(zhì)與空氣的功效，慢慢地讓竹炭走進(jìn)千家萬戶，使竹炭業(yè)盡快發(fā)展壯大起來[3]。8.小結(jié)

綜上所述，竹炭是一種性能良好、有著廣闊發(fā)展空間的多功能材料和環(huán)境保護(hù)材料，越來越受到人們的重視。我國(guó)竹類資源十分豐富，竹炭具有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來，我國(guó)竹炭產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，已成為林區(qū)林業(yè)增效、林農(nóng)增收的新途徑。竹炭可用于農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)學(xué)、紡織、保健等領(lǐng)域，但我國(guó)的竹炭研究剛剛起步，竹炭改性還未產(chǎn)業(yè)化，市場(chǎng)前景廣闊，應(yīng)加大科研投資力度，將其廣泛推廣，造福人類[4]。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：防水涂料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

防水涂料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

時(shí)間:2006-08-17

關(guān)鍵詞:防水 涂料 研究 現(xiàn)狀 發(fā)展 趨勢(shì)

建筑防水材料是建筑材料的一個(gè)重要組成部分 , 屬于功能性材料 , 建筑物和構(gòu)筑物之所以要采用防水材料其主要目的是為了防潮、防滲、防漏。我國(guó)在建筑工程防水材料方面的投入每年呈遞增趨勢(shì)。2003 年 , 在工程總造價(jià)中防水工程造價(jià)達(dá)到 15 % 以上 , 特別是地下室的防水造價(jià)比例已達(dá)工程總造價(jià)的 25 % ～ 30 % [ 1 ]。我國(guó)建筑防水涂料年使用量占防水材料總量的 10 % 左右 , 有的地區(qū)(例如廈門防水涂料使用量)占防水材料總量的 50 % 左右 [ 2 ]。雖然在防水工程方面的投入很大 , 但防水效果不理想 , 新建工程當(dāng)年滲漏率都在 10 % 左右 , 國(guó)家每年用于防水方面的維修費(fèi)將近20 億元。建筑防水效果的好壞 , 關(guān)鍵在于防水材料是否具有良好的性能。近年來 , 我國(guó)防水材料的研究取得了很大進(jìn)步 , 先后開發(fā)了油膏類、卷材類、溶劑型黏稠液、水基型乳液和粉劑型防水材料 , 并得到了廣泛的應(yīng)用。防水涂料的概念及分類

1.1 防水涂料的概念

建筑防水涂料。(簡(jiǎn)稱防水涂料)是一種建筑防水材料。將涂料單獨(dú)或與胎體增強(qiáng)材料復(fù)合 , 分層涂刷或噴涂在需要進(jìn)行防水處理的基層表面 , 即可在常溫條件下形成一個(gè)連續(xù)無縫整體且具有一定厚度的涂膜防水層 , 從而能滿足工業(yè)與民用建筑的屋面、地下室、衛(wèi)生間和外墻等部位防水抗?jié)B要求。防水涂料一般是由瀝青、合成高分子聚合物、合成高分子聚合物與瀝青、合成高分子與水泥或以無機(jī)復(fù)合材料等為主要成膜物質(zhì) , 摻入適量的顏料、助劑、溶劑等加工制成的溶劑型、水乳型或反應(yīng)型的 , 在常溫下無固定形狀的黏稠狀液態(tài)或可液化的固體粉末狀態(tài)的含高分子合成材料的復(fù)合材料。

1.2 防水涂料的分類

1.2.1 按照涂料的基料和分散介質(zhì)分類

防水涂料按其成膜物可分為瀝青類、高聚物改性瀝青(亦稱橡膠瀝青類)、合成高分子類(又可再分為合成樹脂類、合成橡膠類)、無機(jī)類、聚合物水泥類等 5 大類。按其狀態(tài)與形式 , 大致可分為溶劑型、反應(yīng)型、乳液型 3 大類。

(1)溶劑型防水涂料

溶劑型防水涂料其作為主要成膜物質(zhì)的高分子材料是以溶解于(以分子狀態(tài)存在于)有機(jī)溶劑中所形成的溶液為基料 , 加入顏填料、助劑制備而成的。它是依靠溶劑的揮發(fā)或涂料組分間化學(xué)反應(yīng)成膜的 , 因此施工基本上不受氣溫影響 , 可在較低溫度下施工。涂膜結(jié)構(gòu)緊密、強(qiáng)度高、彈性好;防水性能優(yōu)于水乳型防水涂料。但在施工和使用中 , 有大量的易燃、易爆、有毒的有機(jī)溶劑逸出 , 對(duì)人體和環(huán)境有較大的危害 , 因此近年來應(yīng)用逐步受到限制。溶劑型防

水涂料的主要品種有溶劑型氯丁橡膠瀝青防水涂料、溶劑型氯丁橡膠防水涂料、溶劑型氯磺化聚乙烯防水涂料等。

(2)反應(yīng)型防水涂料

反應(yīng)型防水涂料其作為主要成膜物質(zhì)的高分子材料是以預(yù)聚物液態(tài)形式存在。反應(yīng)型防水涂料是通過液態(tài)的高分子預(yù)聚物與相應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成膜的一類涂料。反應(yīng)型防水涂料通常也屬于溶劑型防水涂料范疇 , 但由于成膜過程具有特殊性 , 因此單獨(dú)列為一類。反應(yīng)型防水涂料通常為雙組分包裝 , 其中一個(gè)組分為主要成膜物質(zhì) , 另一組分一般為交聯(lián)劑。施工時(shí)將兩種組分混合后即可涂刷。在成膜過程中 , 成膜物質(zhì)與固化劑發(fā)生反應(yīng)而交聯(lián)成膜。反應(yīng)型防水涂料幾乎不含溶劑 , 其涂膜的耐水性、彈性和耐老化性通常都較好 , 防水性能也是目前所有防水涂料中最好的。反應(yīng)型防水涂料的主要品種有聚氨酯防水涂料與環(huán)氧樹脂防水涂料兩大類。其中環(huán)氧樹脂防水涂料的防水性能良好 , 但涂膜較脆 , 用羧基丁腈橡膠改性后韌性增加 , 但價(jià)格較貴且耐老化性能不如聚氨酯防水涂料。反應(yīng)型聚氨酯防水涂料的綜合性能良好 , 是目前我國(guó)防水涂料中最佳的品種之一。

(3)乳液型防水涂料

乳液型防水涂料為單組分水乳型防水涂料。涂料涂刷在建筑物上以后 , 隨著水分的揮發(fā)而成膜。乳液型防水涂料其主要成膜物質(zhì)高分子材料是以極微小的顆粒穩(wěn)定懸浮在水中而成為乳液狀涂料的。該類涂料施工工藝簡(jiǎn)單方便 , 成膜過程靠水分揮發(fā)和乳液顆粒融合完成 , 無有機(jī)溶劑逸出 , 不污染環(huán)境 , 不燃燒 , 施工安全 , 其價(jià)格也較便宜 , 防水性能基本上能滿足建筑工程的需要 , 是防水涂料發(fā)展的方向。乳液型防水涂料的品種繁多 , 主要有 : ①水乳型陽離子氯丁橡膠瀝青防水涂料;②水乳型再生橡膠瀝青防水涂料;③聚丙烯酸酯乳液防水涂

料;④ EVA(乙烯乙烯共聚物乳液相混合 , 剩余部分為水。該防水涂料具有很好的阻燃性、隔熱性以及耐化學(xué)腐蝕性。Kyminas 等 [ 8 ] 制造出了堅(jiān)固耐用的屋面防水涂料 , 主要用于長(zhǎng)期受風(fēng)雨侵蝕屋面的防水?；蠟楹惺蜑r青、改性瀝青和泡沫塑料、丙烯酸聚合物的水乳型分散體 , 顏填料為二氧化鈦、碳酸鈣、二氧化硅、云母、高嶺土 , 顏料的平均粒徑小于 200 μ m , 顏料在分散體系中的體積濃度 > 20 %。該防水涂料的涂膜與基層的附

著力強(qiáng)、阻燃性好、能夠反射大量的太陽光和熱 , 因此延緩了頂板的熱老化 , 并降低了室內(nèi)溫度。

Roberts 等 [ 9 ] 研制的墻面防水涂料是通過對(duì)含有 4 ～ 6 個(gè)碳原子的脂肪族烯烴或脂肪族二烯烴進(jìn)行聚合而得的烴類樹脂與彈性共聚物(由苯乙烯、異戊二烯、丁二烯共聚)為基料 , 溶劑為混合溶劑(含有約 80 % ～ 95 % 的脂肪烴 ,5 % ～ 20 % 的芳香烴 , 其中脂肪烴中含有至少 1 % 的正庚烷)。該防水涂料的配方為 : 苯乙烯、異戊二烯共聚橡

膠 22 份 , 烴類樹脂 25 份 , 綠色顏料 1 份 , 乳酸 20 份 , 庚

烷 30 份 , Shellflex2 份。該防水涂料具有良好的耐候性、耐化學(xué)腐蝕性、抗拉強(qiáng)度高、延伸率高等優(yōu)點(diǎn) , 主要用于地下室的防水。施工時(shí) , 主要采用高壓無空氣噴涂。近年來 , 美國(guó)亨瑞公司在過去開發(fā)和應(yīng)用乳液瀝青防水涂料的基礎(chǔ)上 , 又成功開發(fā)了一種以改性的優(yōu)質(zhì)氧化瀝青為主要原料 , 摻入適量的化學(xué)助劑、填充劑、石油溶劑和乳化劑等 , 經(jīng)過特殊的加工工藝 , 制成了一種高固含量(73 % 以上), 能在潮濕基層或雨中進(jìn)行施工 , 并容易涂抹的厚質(zhì)防水涂料。由于這種涂料既有疏水功能 , 又有一定的親水性 , 即具有 “ 兩性功能 , 故可在下雨時(shí) , 對(duì)屋面進(jìn)行防水堵漏的施工作業(yè) , 能發(fā)揮救急的作用 , 很受用戶歡迎 [ 10 ]。美國(guó)創(chuàng)高公司生產(chǎn)的一種不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑的單組分聚氨酯防水涂料—— 創(chuàng)高 60 , 該涂料可根據(jù)設(shè)計(jì)要求 , 采用能夠控制涂膜厚度的鋸齒形特制刮板直接涂刷在基層表面 , 經(jīng)吸收空氣中的水分固化形成足夠厚度的涂膜防水層 [ 10 ]。來自美國(guó)的最新專利產(chǎn)品阻熱防水涂料 , 當(dāng)它在金屬物體上使用時(shí) , 極具柔性和封閉性 , 能堵漏、隔熱、防銹;用于瀝青屋面作防水涂料時(shí) , 可反射 90 % 的太陽能 , 能夠防止瀝青降解 , 延長(zhǎng)防水壽命;用于剛性防水屋面時(shí) , 因其具有極佳的粘附性和延伸性 [ 1 ] , 能夠封閉因混凝土膨脹造成的細(xì)裂紋和縫隙 , 從而防止水分滲透。美國(guó)和法國(guó)的鋁粉乳液屋面反射涂料和白色聚丙烯酸酯屋面反射涂料的用量也很多 , 它本身既具有防水功能 , 又能對(duì)原有防水層起到保護(hù)作用 , 并能反射紫外線和太陽光 , 不但可以降低頂層房屋的室內(nèi)溫度 , 節(jié)省空調(diào)費(fèi)用 , 而且可以延長(zhǎng)防水層的使用年限 , 目前已成為房屋建筑業(yè)主樂意選用的功能型防水涂料之一 [ 10 ]。

3.2 我國(guó)研究現(xiàn)狀

我國(guó)防水涂料的開發(fā)和應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 60 年代 , 當(dāng)時(shí)多以石油瀝青或各種廢舊材

料(如廢膠粉等)和化工廠的下腳料(如苯乙烯焦油等)為主要原料 , 加工制成乳化瀝青防水涂料或廢膠粉改性瀝青防水涂料和苯乙烯焦油防水涂料等。由于這些防水涂料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定 , 施工方法不規(guī)范、涂膜厚薄不均勻、防水層使用年限較短等原因 , 故未能在新建的防水工程中大面積推廣應(yīng)用 [ 10 ]。20 世紀(jì) 70 年代 , 北京建筑工程研究院開始研制聚氨酯防水涂料 , 該類涂料發(fā)展非常迅速 , 每年以 18 % 的速度增長(zhǎng) ,1994 年產(chǎn)量為 1 萬 t , 其中主要是煤焦油作活性填料的聚氨酯防水涂料 [ 4 ]。據(jù)調(diào)查 ,1999 年聚氨酯防水涂料銷量

中 , 焦油型約占 66 % , 非焦油型占 34 %。焦油型防水涂料在防水涂料中占有舉足輕重的地位 [ 11 ]。但煤焦油是一種復(fù)雜的混合物 , 它含有蒽、菲、咔唑、吡啶等數(shù)百種組分 , 眾多的揮發(fā)組分嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康。因此 ,近年來北京和上海等城市已相繼發(fā)文禁止使用焦油聚氨酯防水涂料。在此背景下 ,1998 年建設(shè)部將非焦油型聚氨酯防水涂料列為全國(guó)住宅推薦產(chǎn)品 13 種防水涂料之一 , 從而極大地推動(dòng)了聚氨酯防水涂料在我國(guó)的推廣應(yīng)用和健康發(fā)展 [ 12 ]。

上海匯麗化學(xué)建材廠、天津大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)廠、蘇州非金屬礦業(yè)研究院防水材料研究所等單位生產(chǎn)雙組分聚醚型聚氨酯防水涂料 [ 13 ]。山西省建筑科學(xué)研究院成功研制出環(huán)保型水性瀝青

聚氨酯防水涂料 [ 14 ]。北京三原建筑粘合材料廠成功研制出無溶劑聚氨酯防水涂料 , 該產(chǎn)品固含量高 , 摒棄了煤焦油成分 , 是焦油型聚氨酯防水涂料的理想替代產(chǎn)品之一 [ 15 ]。上海復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系研制的丙烯酸酯防水涂料于 1991 年應(yīng)用于深圳火車新客站篷面的防水工程 ,1992 年應(yīng)用于復(fù)旦大學(xué)微分析中心樓的屋面上 ,1994 年以后陸續(xù)應(yīng)用于復(fù)旦大學(xué)材料二樓、李達(dá)三樓、新化學(xué)樓、上海長(zhǎng)興島特技城錐形體屋面、北京中國(guó)長(zhǎng)城電腦大廈、上海華富大廈、上海篩網(wǎng)廠新辦公樓、上海浦東西門子公司等建筑的屋面防水工程上 [ 16 ]。武漢現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)研究院成功研制開發(fā)了一種新型水泥基防水涂料—— WGB 長(zhǎng)效復(fù)合彩色防水涂

料 , 并通過了武漢市科委組織的專家會(huì)議鑒定。WGB 長(zhǎng)效復(fù)合彩色防水涂料是由一種硅丙樹脂與 VAE 乳液經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成的新型防水涂料。兼有 VAE 防水涂料的高耐滲性和丙烯酸乳液的耐候性、耐久性和有機(jī)硅防水劑的強(qiáng)基體滲透性等各種防水材料的優(yōu)點(diǎn)。具有高彈性、高抗拉強(qiáng)度 , 與基層結(jié)合牢固 , 并能克服基層開裂、變形所產(chǎn)生的滲漏問題?？蛇_(dá)到長(zhǎng)期防水效果。試驗(yàn)表明 , 有效防水期可長(zhǎng)達(dá) 30 年。同時(shí)該涂料為水性涂料 , 無毒、無污染 , 可調(diào)制成各種顏色 , 能起到美化環(huán)境的作用 , 是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。該涂料還具有應(yīng)用面廣、施工方便、綜合成本低的優(yōu)勢(shì) , 適用于屋面、衛(wèi)生間、地下室、內(nèi)外墻、水池、橋涵、水下、地下建筑物的防水;可刷涂、滾涂、刮涂 , 也可摻加到水泥中制成防水水泥砂漿;綜合成本相當(dāng)于瀝青基防水材料。不僅有效地解決了建筑物防水問題 , 還解決了現(xiàn)有的一些高分子防水材料成本過高、施工難度大、推廣應(yīng)用困難等問題 [ 17 ]。2003 年 2 月成都健生化工有限公司研制生產(chǎn)出高性能新型綠色環(huán)保丙烯酸酯防水涂料 , 據(jù)悉 , 該產(chǎn)品已獲得國(guó)家建設(shè)部和四川省建設(shè)廳的批準(zhǔn) , 目前已經(jīng)正式批量生產(chǎn) , 全面投放市場(chǎng)。該產(chǎn)品無毒、無味 , 具有優(yōu)異的耐老化性、粘附性、耐冷熱、耐堿性、耐低溫性等特點(diǎn) , 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) , 它能夠廣泛應(yīng)用于新舊建筑地下室、屋面及墻體、廚衛(wèi)間、倉庫、游泳池等場(chǎng)所的防水和防潮 [ 18 ]。

硅橡膠防水涂料是治金部建筑研究總院在國(guó)內(nèi)首次研制成功的新型防水涂料。硅橡膠防水涂料可摻入無機(jī)填料及各種特殊助劑 , 是乳液型防水涂料。涂料吸收了涂膜防水和滲透性防水材料兩者的特點(diǎn) , 具有良好的防水、防滲透、高彈性、耐濕熱性、耐候性等綜合性能。因此建設(shè)部將其列為 “ 八五 ” 科技成果向全國(guó)建筑業(yè)推廣 [ 19 ]。從 20 世紀(jì) 70 年代末開始 , 隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和化學(xué)建材工業(yè)的發(fā)展 , 防水涂料也獲得了迅速發(fā)展 , 到目前為止 , 關(guān)于防水涂料的發(fā)明專利有 120 項(xiàng)之多 , 主要是雙組分 [ 20-21 ] 和單組分 [ 22-23 ] 的聚氨酯防水涂料、(改性)聚丙烯酸酯防水涂料 [ 24-25 ]、廢舊材料改性防水涂

料 [ 26-27 ]、氯丁膠防水涂料 [ 28-29 ]、聚合物水泥防水涂料 [ 30-32 ]、高聚物改性瀝青防水涂料 [ 33-34 ] 以及無機(jī)防水涂料 [ 35-36 ] 等 , 形成了化學(xué)反應(yīng)固化型和溶劑(包含水)揮發(fā)干燥型等性能不同、形態(tài)不一的多類型、多品種的格局。到目前為止 , 有一定生產(chǎn)規(guī)模的防水涂料生產(chǎn)廠共有 200 家左右 , 每年生產(chǎn)總量已超 過 15 萬 t。主要應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑的衛(wèi)生間防 水 , 部分用于屋面、地下室和外墻等工程防水 , 均取得 了較理想的防水效果。為此 , 在國(guó)家化學(xué)建材推廣應(yīng) 用 “ 九五 ” 計(jì)劃和 2010 年發(fā)展規(guī)劃綱要中已明確列為 “ 適當(dāng)發(fā)展防水涂料 ” 的目標(biāo)要求。發(fā)展趨勢(shì)

4.1 產(chǎn)品功能多樣化

目前使用的絕大多數(shù)防水涂料的功能比較單一 , 即防水抗?jié)B。而且施工必須在無明水的基材表面和非下雨天進(jìn)行。未來的防水涂料將集防水、裝飾、保溫、隔熱等多種功能于一體 , 且能在潮濕的基材上進(jìn)行施工。

4.2 產(chǎn)品對(duì)環(huán)境友好

當(dāng)前的防水涂料大多為溶劑型。防水涂料中含有大量的有機(jī)揮發(fā)物 , 在配漆和施工過程中 , 大量 VOC 排向大氣 , 造成污染。同時(shí)施工人員在施工過程中不可避免地會(huì)吸入部

分 VOC。VOC 對(duì)人體的健康危害很大。它們不但對(duì)皮膚具有侵蝕作用 , 而且對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官、呼吸系統(tǒng)有刺激和破壞作用 , 可引起頭疼、惡心、胸悶、乏力、嘔吐等癥狀 , 嚴(yán)重時(shí)會(huì)抽搐、昏迷甚至死亡。因此 , 世界上主要的涂料生產(chǎn)國(guó)紛紛出臺(tái)了限制 VOC 排放的法規(guī)。生產(chǎn)低 VOC 對(duì)環(huán)境友好的防水涂料已是大勢(shì)所趨。通常實(shí)現(xiàn)低 VOC 的途徑有 3 種 : ① 用水代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑;② 提高固含量;③ 發(fā)展粉末涂料。

4.3 產(chǎn)品性能更加優(yōu)異

由于技術(shù)、施工等方面的原因 , 目前的防水涂料產(chǎn)品性能相對(duì)較差 : 拉伸強(qiáng)度較低 , 延伸率較小 , 耐候性較差 , 使用壽命較短。未來的防水涂料將向著各項(xiàng)性能較高、對(duì)基層伸縮或開裂變形適應(yīng)性較強(qiáng)的方向發(fā)展。

4.4 發(fā)展納米復(fù)合防水涂料

像防水涂料這樣的外用涂料 , 對(duì)涂料的耐老化、耐洗刷、抗紫外線等性能要求很高。在涂料中加入納米材料 , 可以提高涂料的耐老化、防滲漏、耐洗刷等性能 , 從而提高涂料的檔次 , 延長(zhǎng)涂膜的使用壽命。經(jīng)納米材料改性后的防水涂料產(chǎn)品外觀顯得更加飽滿、勻和 , 涂膜光潔細(xì)膩 , 觸感優(yōu)良 , 防水性好 , 與基層的粘接力大大提高 , 尤其明顯的是改性后的涂料抗紫外線、耐洗刷性能非常優(yōu)越。武漢理工大學(xué)的余劍英 [ 37 ] 成功研制出一種納米改性聚合物基屋面防水涂 料 , 它包括作為基料的聚合物乳液 , 作為填料的碳酸鈣、滑石粉或云母

粉 , 其特征在于加入了作為改性劑的無機(jī)納米粒子和鈉基蒙脫土 , 涂料的基本配方為 : 聚合物乳液 38.9 % ～ 65 %、無機(jī)納米粒子 0.1 % ～ 5 %、鈉基蒙脫土 1 % ～ 6 %、填料 30 % ～ 60 %。其制造方法為 : 將無機(jī)納米粒子改性劑加入基料中 , 在超聲波作用下進(jìn)行分散 , 然后加入鈉基蒙脫土高速攪拌進(jìn)行插層復(fù)合 , 最后加入填料再經(jīng)攪拌、研磨、過濾而制得。該涂料既具有優(yōu)異的力學(xué)性能和防水性能 , 又具優(yōu)良的抗紫外線能力 , 能夠顯著延長(zhǎng)屋面防水工程的使用壽命。結(jié) 語

我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施改造和住宅工程建設(shè)的迅猛發(fā)展 , 以及大型建筑工程的發(fā)展 , 為防水涂料的應(yīng)用和發(fā)展提供了廣闊的前景;同時(shí)防水涂料產(chǎn)品功能和性能的不斷提高以及施工技術(shù)的機(jī)械化亦為建筑工程的防水提供了可靠的保障。

第五篇：生物制藥現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究

生物制藥技術(shù)現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢(shì)研究

學(xué)生姓名 張溢峰

班 級(jí) 生物技術(shù)132 專業(yè)名稱

生物技術(shù)

學(xué)院名稱 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

指導(dǎo)教師 李文蘭

提交日期 2016年1月15日

廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

2016年 1月

摘要：生物技術(shù)藥物(biotech drugs)又稱為生物藥物(biopharmaceutics)。以組合化學(xué)、藥學(xué)基因（功能抗原學(xué)、生物信息學(xué)等高技術(shù)為依托，融合了醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、藥物學(xué)等先進(jìn)技術(shù)，以分子遺傳學(xué)、分子生物、生物物理等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾形成的產(chǎn)業(yè)。生物制藥技術(shù)將對(duì)生物技術(shù)藥物的創(chuàng)新與發(fā)展產(chǎn)生十分重要的影響和作用。筆者總結(jié)了生物制藥的現(xiàn)狀，生物技術(shù)藥物的分類，生物制藥的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)生物技術(shù)制藥的發(fā)展方向，并展望了我國(guó)生物制藥行業(yè)的前景。

關(guān)鍵詞 ：生物制藥技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；發(fā)展；現(xiàn)狀；研究；生物技術(shù)

“21 世紀(jì)是生物的世紀(jì)”這一觀點(diǎn)已經(jīng)逐漸地被越來越多的人所接受,且正沿著它特有的軌道一步步的成為現(xiàn)實(shí)。生物制藥是指運(yùn)用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果“從生物體生物組織細(xì)胞體液等”綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的原理和方法制作的一類用于預(yù)防、治療和診斷的制品。其中最為主要的是基因工程方法，即利用克隆技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)，對(duì)DNA進(jìn)行切割、插入、連接和重組，從而獲得生物醫(yī)藥制品。生物制藥產(chǎn)品主要包括三大類：基因工程藥物、生物疫苗和生物診斷試劑。其在診斷、預(yù)防、控制乃至消滅傳染病，保護(hù)人類健康延長(zhǎng)壽命中發(fā)揮著越來越重要的作用。這些成果還可以幫助人類加速植物和動(dòng)物的人工進(jìn)化以及改善生態(tài)環(huán)境對(duì)人類的影響等，產(chǎn)生新的有機(jī)生命的研究也會(huì)取得進(jìn)展。

目前,生物制藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為21世紀(jì)最具前途的產(chǎn)業(yè)之一, 是生物工程應(yīng)用研發(fā)中最活躍和進(jìn)展最快的領(lǐng)域。生物制藥行業(yè)具有高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高收益、周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。世界上許多國(guó)家都把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,不斷加大對(duì)生物制藥產(chǎn)業(yè)的政策扶持與資金投入。生物藥物的陣營(yíng)很龐大，全世界的醫(yī)藥品已有一半是生物合成的，特別是合成分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藥物時(shí)，它不僅比化學(xué)合成法簡(jiǎn)便，而且有更高的經(jīng)濟(jì)效益。它的發(fā)展將幫助人類解決很多當(dāng)前無法人類疾病，同時(shí)還可以改革食品的生產(chǎn)過程，徹底消除人類的營(yíng)養(yǎng)不良。這些將極大的延長(zhǎng)人類壽命，改善人們的生活。

一.生物制藥的現(xiàn)狀

目前生物制藥主要集中在以下幾個(gè)方向： 1 腫瘤

在全世界腫瘤死亡率居首位，美國(guó)每年診斷為腫瘤的患者為100萬，死于腫瘤者達(dá)54.7萬。用于腫瘤的治療費(fèi)用1020億美元。腫瘤是多機(jī)制的復(fù)雜疾病，現(xiàn)在仍主要運(yùn)用早期診斷、手術(shù)、放療、化療等手段進(jìn)行綜合治療。今后10年抗腫瘤生物藥物會(huì)迅速增多。如利用基因藥物抗體抑制腫瘤的發(fā)展和擴(kuò)散，如利用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，如利用基因治療法對(duì)腫瘤進(jìn)行治療(使用γ-干擾素基因?qū)撬枇龅闹委??；|(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長(zhǎng)，阻止腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進(jìn)入臨床試驗(yàn)。神經(jīng)退化性疾病 現(xiàn)在利用生物技術(shù)治療老年癡呆癥、腦中風(fēng)、帕金森氏病及脊椎損傷的藥物，如胰島素生長(zhǎng)因子rhIGF-1 目前已開始Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)。神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎，肌萎縮硬化癥，均已進(jìn)入Ⅲ期臨床。全國(guó)每年中風(fēng)患者大概60 萬，每年死于中風(fēng)患者達(dá)15 萬。中風(fēng)癥的有效防治藥物不多，尤其是可治療不可逆腦損傷的藥物更少，CerestaL已被證明能對(duì)中風(fēng)患者的腦力有顯著改善和穩(wěn)定作用，已經(jīng)進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)。自身免疫性疾病

許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。我國(guó)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者多達(dá)4000 多萬，每年花費(fèi)巨額醫(yī)療費(fèi)，很多制藥公司正對(duì)這類疾病進(jìn)行研究。如 Genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E用于治療哮喘，已進(jìn)入Ⅱ期臨床;美國(guó)Cetor′s 公司開發(fā)出一種用于治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的TNF-α 抗體，治療的有效率達(dá)80%。還有的公司在應(yīng)用基因療法治療糖尿病，如將胰島素基因?qū)牖颊叩钠つw細(xì)胞，再將細(xì)胞注入人體，使工程細(xì)胞產(chǎn)生全程胰島素供應(yīng)。我國(guó)每年有接近一百萬人死于冠心病，每年都要花費(fèi)高額的治療費(fèi)。今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。Centocor′s Reopro公司應(yīng)用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復(fù)心臟功能取得成功，這標(biāo)志著一種新型冠心病治療藥物的延生。隨著基因組科學(xué)的建立以及基因操作技術(shù)的迅速發(fā)展，目前基因治療與基因測(cè)序技術(shù)正在進(jìn)行商業(yè)化開發(fā)，推動(dòng)了治療學(xué)的發(fā)展。轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于構(gòu)造轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，已逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)階段，用轉(zhuǎn)基因綿羊生產(chǎn)蛋白酶抑制劑ATT，用于治療肺氣腫和囊性纖維變性，已進(jìn)入Ⅱ，Ⅲ期臨床。大量的研究成果表明轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物將成為未來制藥工業(yè)的另一個(gè)重要發(fā)展領(lǐng)域。

二.生物制藥分類

生物藥物的原料以天然的生物材料為主, 包括微生物、人體、動(dòng)物、植物、海洋生物等。所以說,生物藥物(或稱生物技術(shù)藥物)是集生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)的先進(jìn)技術(shù)為一體,以化學(xué)、藥學(xué)基因等高技術(shù)為依托,以分子遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的突破為后盾所形成的產(chǎn)業(yè)。生物藥物按它的用途不同可分為三大類: 生化藥物、生物工程藥物和生物制劑。

然而也可以用別的方式來進(jìn)行分類。其一，重組蛋白質(zhì)和重組多肽藥物：即利用DNA重組技術(shù)，將重組對(duì)象的基因插入載體，拼接后轉(zhuǎn)入新的宿主細(xì)胞，構(gòu)建成工程菌（或細(xì)胞），實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重新組合，并使目的基因在工程菌內(nèi)進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)，最后將表達(dá)的目的產(chǎn)物純化并做成制劑，得到重組多肽、蛋白質(zhì)類藥物。其二，重組DNA藥物：基因治療是指向靶細(xì)胞或組織中引入外源基因DNA或RNA片斷，以糾正或補(bǔ)償基因的缺陷；關(guān)閉或抑制異常表達(dá)的基因；刺激產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，從而達(dá)到治療和預(yù)防疾病的目的。其三，其他生物技術(shù)藥物：如微生態(tài)制劑，另外還有利用生物技術(shù)生產(chǎn)的血液代用品、腫瘤疫苗等等。三.生物制藥的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代生物技術(shù)已對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了革命性影響，生物產(chǎn)業(yè)是一個(gè)以科學(xué)為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)，它對(duì)工藝的依賴性低，對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)的要求相對(duì)較低。自從人類基因組計(jì)劃完成以耒，結(jié)構(gòu)基因組，功能基因組，蛋白質(zhì)組等研究計(jì)劃相繼起動(dòng)。這為生物技術(shù)的發(fā)展注入了強(qiáng)大的活力。各國(guó)對(duì)此十分重視，并把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中新的增長(zhǎng)點(diǎn)之一。

生物學(xué)的革命不僅依賴于生物科學(xué)和生物技術(shù)的自身發(fā)展，而且依賴于很多相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)走向。盡管生物技術(shù)的高速發(fā)展使人們難以作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，但是基因組圖譜、克隆技術(shù)、遺傳修改技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、疾病療法和藥物開發(fā)方面的進(jìn)展正在加快。

各種新技術(shù)的出現(xiàn)有助于新藥物的開發(fā)。計(jì)算機(jī)模擬和分子圖像處理技術(shù)相結(jié)合可以繼續(xù)提高設(shè)計(jì)具有特定功能特性的分子的能力，成為藥物研究和藥物設(shè)計(jì)的得力工具。藥物與使用該藥物的生物系統(tǒng)相互作用的模擬在理解藥效和藥物安全方面會(huì)成為越來越有用的工具。

到下世紀(jì)初生物技術(shù)藥物的種類數(shù)目尚不會(huì)超過一般藥物的總數(shù)，但生物技術(shù)制藥公司總數(shù)將超過前10年的6倍。

藥物的研究開發(fā)成本目前已經(jīng)高到難以為繼的程度，每種藥物投放市場(chǎng)前的平均成本大約為6億美元。這樣高的成本會(huì)迫使醫(yī)藥工業(yè)對(duì)技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行巨大的投資，以增強(qiáng)醫(yī)藥工業(yè)的長(zhǎng)期生存能力。

總之，綜合多學(xué)科的努力，通過新技術(shù)的創(chuàng)立可以大大拓寬發(fā)明新藥的空間，增加發(fā)明新藥的機(jī)遇與速度。因?yàn)檫@些手段可以尋找快速鑒定藥物作用的靶，更有效地發(fā)現(xiàn)更多新的先導(dǎo)物化學(xué)實(shí)體，從而為發(fā)明新藥提供更加廣闊的前景。

四.我國(guó)生物技術(shù)制藥的發(fā)展方向

我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)還相對(duì)落后,但是國(guó)家和地方政府都在不斷加大對(duì)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度,從政策和資金等各方面給予其便利。當(dāng)前,我國(guó)已將生物制藥作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)建設(shè)行業(yè)和高新技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。當(dāng)前一些科技發(fā)達(dá)或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)正在不斷建立國(guó)家級(jí)生物制藥產(chǎn)業(yè)基地,并初步形成了初具規(guī)模的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群,這對(duì)我國(guó)的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了很好的帶動(dòng)作用?？傮w而言,中國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)未來充滿希望,前景看好,中國(guó)的生物制藥產(chǎn)業(yè)將呈繼續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

綜合起來考慮, 我國(guó)生物技術(shù)制藥業(yè)今后的發(fā)展方向可以確定為:1)中草藥及其有效生物活性成分的發(fā)酵生產(chǎn);2)改造抗生素工藝技術(shù);3)大力開發(fā)疫苗與酶診斷試劑;4)開發(fā)活性蛋白與多肽類藥物這方面的開發(fā)5)開發(fā)研制靶向藥物, 以開發(fā)腫瘤藥物為重點(diǎn)6)發(fā)展氨基酸工業(yè)和開發(fā)甾體激素;7)人源化的單克隆抗體的研究與開發(fā);8)血液替代品的研究與開發(fā);9)人體基因組的研究。

五.我國(guó)生物制藥行業(yè)的前景

（1）創(chuàng)投機(jī)構(gòu)看好中國(guó)生物制藥領(lǐng)域全球金融危機(jī)加劇，讓創(chuàng)投機(jī)構(gòu)在中國(guó)的腳步變得格外謹(jǐn)慎。但于北京舉行的“2008ChinaVenture中國(guó)投資年會(huì)”上，以生物制藥為代表的醫(yī)療領(lǐng)域，卻被參會(huì)的創(chuàng)投精英一致看好。（2）眼光盯準(zhǔn)生物新領(lǐng)域

雖然政府一直在鼓勵(lì)創(chuàng)新研究，但是國(guó)內(nèi)新藥非常少，大部分都是舶來品?！兑?guī)劃》提出，“十二五”期間，將重點(diǎn)突破一批藥物創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)工藝，完善新藥創(chuàng)制與中藥現(xiàn)代化技術(shù)平臺(tái)，建設(shè)一批醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，基本形成具有中國(guó)特色的國(guó)家藥物創(chuàng)新體系。（3）前途光明，道路曲折

從歷史情況看，產(chǎn)業(yè)政策在很大程度上決定了醫(yī)藥行業(yè)的景氣度。已出臺(tái)的《生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》將會(huì)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和財(cái)政支持上給予更為明確的扶持。如果前瞻性地看未來五年的中國(guó)生物醫(yī)藥行業(yè)，我們認(rèn)為：第一，中國(guó)生物醫(yī)藥市場(chǎng)空間依然廣闊，第二，政策將引導(dǎo)行業(yè)走向更高層次的創(chuàng)新之路，第三，生物醫(yī)藥企業(yè)、尤其是中成藥企業(yè)的類消費(fèi)品化趨勢(shì)亦會(huì)更加明顯，第四，研發(fā)成本上升及周期加長(zhǎng)，使得跨國(guó)藥企的產(chǎn)業(yè)重心轉(zhuǎn)移至中國(guó)，同時(shí)中國(guó)企業(yè)也將進(jìn)一步嘗試走向規(guī)范市場(chǎng)。

六.結(jié)語

生物制藥是21世紀(jì)最核心的高新技術(shù)之一,，過去我們由于閉關(guān)鎖國(guó)而錯(cuò)過工業(yè)革命的發(fā)展良機(jī)，由于文革而痛失信息技術(shù)革命帶來的黃金發(fā)展機(jī)遇,，現(xiàn)在我們不能再次喪失生物技術(shù)帶來的這次飛躍式發(fā)展機(jī)遇。我們要清醒認(rèn)識(shí)到自身的差距與不足，找出制約我國(guó)生物制藥發(fā)展的瓶頸，大力發(fā)展動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)和治療性抗體研究與開發(fā)的上中下游技術(shù)，把握機(jī)會(huì), 實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。相信在完成人體基因組測(cè)序后，從人體基因組中尋找開發(fā)各種新藥，將是一個(gè)激動(dòng)人心的壯舉。

（1）胡顯文，陳惠鵬，湯仲明等.生物制藥的現(xiàn)狀和未來(一):歷史與現(xiàn)實(shí)市場(chǎng).中國(guó)生物工程雜志，2007，24(12).（2）熊宗貴，于榮敏，肖成祖等.生物技術(shù)制藥.北京:高等教育出版社，2008.（3）李元，陳松森，王渭池等.基因工程藥物.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.（4）楊汝德.基因克隆技術(shù)在制藥中的應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.（5）胡顯文，陳惠鵬，湯仲明等.美國(guó)、歐盟和中國(guó)生物技術(shù)藥物的比較.中國(guó)生物工程雜志，2009，25(2).（6）彭俊文，蔣銘敏.生物技術(shù)藥物的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及前景.生物技術(shù)通訊，2008.（7）雷中良,張曉紅，生物制藥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì).哈藥集團(tuán)制藥總廠103車間,2012(8)吳梧桐，王友同，吳文俊，藥物生物技術(shù)進(jìn)展，藥物生物技術(shù),1995,2(3):40.(9)張國(guó)全，藥學(xué)科學(xué)，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)，北京:科學(xué)出版社,1995:48.(10)吳梧桐等，基因工程藥物-基礎(chǔ)與臨床，人民衛(wèi)生出版社,1996.(11)李元等，基因工程藥物，化學(xué)工業(yè)出版社，2002，11，1.(12)唐冬生，夏家輝，新型基因工程藥物，生命科學(xué)研究，第三卷第2 期.