目前，工業規（guī）模的（de）生物技術發（fā）展非常迅速。但是，生物（wù）工程技術尚有許多需要改進的地方，生產工藝（yì）是否穩定、工廠的建設成本是否經濟以及生產操作的靈活性都（dōu）決定了生物技術是否能夠發揮^大的潛（qián）力，取得（dé）^佳的（de）效益。因此，生物（wù）工程（chéng）亟（jí）需與已有的工程技術相結合，提高生產效（xiào）率（lǜ）。

  通過生物轉化可以（yǐ）生產各（gè）種各樣的產品，因此基於生物（wù）轉化的工藝技術越來（lái）越（yuè）受到關注。人們可以用這種生（shēng）物（wù）轉化（huà）技術生產公斤級的非常前（qián）沿的藥（yào）物（wù），也可以生產數以（yǐ）千噸的精細化工產品、維生素以及作為動物飼料的蛋（dàn）白質等。有人（rén）這樣預測，在未來五（wǔ）年內，有一半的精細化學品的生（shēng）產將（jiāng）會涉及（jí）到生物催（cuī）化轉化的工（gōng）藝。生物工藝（yì）正（zhèng）在從醫藥（yào）這一專有性非常強的領域（yù）迅速擴展到流程工業的許多主流（liú）技術領域中。
靈活生（shēng）產

  在製（zhì）藥工業中（zhōng），生物工藝技術在生產酶、抗體以及其他多肽的生產中（zhōng）所起的作用越來越大，但生（shēng）物技術的（de）工程（chéng）放大是非常有挑戰性的，主要（yào）是由於以下兩個原因：其一（yī），現在生物技術的一個（gè）趨勢（shì）是利用動物細胞（bāo）來生產目標產品，與細菌相比，動物細胞更加容易破碎，不易培養（yǎng）；其二是生物技術產品開發的速度以及其他不確定性因素。盡（jìn）管這些^的生（shēng）物加工工藝比較複雜，但幾乎所有的客戶都希望能（néng）夠從事多種產品的生產，而不是（shì）製造某種特定的單（dān）一產品。手頭擁有幾種很有前（qián）途的候選藥（yào）品的（de）公司，可能現在就應當考慮開始興建新的（de）製藥廠，但是（shì）三四年後，工廠建好準備（bèi）生產的時候，他們也並不清（qīng）楚哪種藥會被批（pī）準生產。有時，更加不幸的事，有些藥品會在後期的（de）臨床中，甚至獲得許可證之後出現了問題（tí），因此而不得不被迫停止生（shēng）產。

  對於公司而言，可以在（zài）某一“平台”上開發一係列不同的產品，這一平台可以是一種特定的酵母（mǔ）菌，從而降低了前麵（miàn）所說的這種風險。反過來，這樣也可以更好的利用這種模（mó）塊化（huà）的工廠，從而生產（chǎn）多種產品。與傳統的生物技術工廠相比，這種工（gōng）廠（chǎng）更像（xiàng）是巨大的積木玩（wán）具。工廠的（de）這種多功（gōng）能的生（shēng）產（chǎn）模式（shì），在傳（chuán）統的精細化工行業中已經成功應用了很多年。但是在生物技術領域，這方麵的進展卻非常緩慢。很長時間（jiān）以（yǐ）來，人們（men）一直認為（wéi）生物工藝是非常（cháng）特（tè）殊的，必須根據每一種產品的特（tè）性（xìng）設計相應（yīng）的工廠來進行生產，所幸，^近人們已經逐漸認識到情況並非都是如此（cǐ），能（néng）生產（chǎn）多種產品的工廠也已經很常見了（le）。
借（jiè）鑒其（qí）他行業經驗

  傳統的製藥工（gōng）藝通常是生產小分子的化合物（wù），生（shēng）產工藝多數是處理以粉末形式出現的化合物，與此（cǐ）相比，生物技術工廠的工藝物料多數是溶（róng）液形式（shì）的（de）。事實上，大部分采用生物技術生產的藥品（pǐn）主要用於注射（非腸道注射用藥物），因此（cǐ）對藥品（pǐn）的純度和消毒要求非常嚴格（gé），盡管如此，采用液體生產工藝還有一些優（yōu）點。像普通的（de）化學品生產工廠那樣，生物技術生產（chǎn）廠也越來（lái）越多地利用重力來輸送物料。生產從工廠的位置較高（gāo）的地方開始，隨著工（gōng）藝流（liú）程產品（pǐn）逐漸輸送到相對較低的位置。與粉末製劑的生產比較，生產液體製劑更容易保（bǎo）證操作員的安（ān）全。

  從傳統的化工廠（chǎng）的生（shēng）產中，人們（men）已經認識到擴大規模可以提高生產的經（jīng）濟（jì）性（xìng）。用於大規模生產酶製（zhì）劑和（hé）農業產（chǎn）品的發酵罐，其尺寸可以達到幾百立方米，但是用於生產生物醫藥的反應器通常隻有2~3m3，而許多工廠甚至更小。反應（yīng）器的放大是大勢所趨。例如生產單克隆抗體的反應器體積已達到（dào）了20~30m3。由於產品的開發、無菌技術（shù）的應（yīng）用以及嚴格的質（zhì）量保證體係的費用非常高，而（ér）且與（yǔ）工廠規模的大小基本（běn）無關，因此工（gōng）廠規模的擴大有助於降低產（chǎn）品的生產成本。如果（guǒ）生物藥劑的應用範圍越來越廣，降低產品的生（shēng）產成本是勢在必行的事（shì）情（qíng）。

  目（mù）前，許（xǔ）多生物技術工藝的收率（lǜ）很低，因此為了提高產量和降低成本，提（tí）高收率就成為另一個值得關注的重要問題。在這方麵人們已經取得了許多進展，例如提高細胞生產目標蛋白的能力，還有一種方法就是通過一定的手段增加透過細胞壁進入培養基的蛋白的量（liàng）。同時，培養基也有了很大的改進（jìn），細胞也經過改良變得更加結實，已經能夠經受住因擁擠的生長環境、攪拌和通氣等引起的壓力。
生（shēng）物反（fǎn）應器的改進（jìn）

  由於人們對細胞培養有了更深刻的認識，以及（jí）反應器設計的改進，使得（dé）現在用於生產生物醫（yī）藥的反（fǎn）應器體（tǐ）積達到了30m3，這種反應器可以實（shí）現半連（lián）續（xù）化生產。如果是在（zài）過去，在這種尺（chǐ）寸（cùn）的反應器中，由於缺乏（fá）攪拌，以及由流體靜壓力所（suǒ）引起的二（èr）氧（yǎng）化碳的累積都會引起嚴重的問題。然而現在，由於攪拌和通氣更加優良，同時細胞又能經受更大（dà）的剪切力，因此反應器可以得到放大。事實上，現在低剪切力的葉輪式攪拌器在細胞培養（yǎng）中的使用正逐漸減少（shǎo），相反中等剪切力的（de）Rushton葉輪式（shì）攪拌器的使用正逐漸增多，這種攪拌（bàn）器多在細菌和酵母菌培養時使用。高剪切（qiē）力的攪拌器使（shǐ）攪（jiǎo）拌效果更加優良，同時（shí）也說（shuō）明細胞也更加能經受住外力的作用。同時，生物反應器的高徑比從原來的的1:1增加到2:1，甚至達到發酵（jiào）罐的高徑比3:1。有的反應器中會有灌注係統（tǒng），其中裝有一個膜過濾裝置，用於提（tí）取富集產品或副產物，有了這套係統就可以使生產流程實現半連續化操作甚至連續（xù）化操（cāo）作。
在生物工程技術工廠中，對不鏽鋼設備的清洗和消毒的成本（běn）是非常巨大的。由於這一原因，現在一次性設備的使用正逐漸增加。其（qí）實，現在這（zhè）種一次性的設備在生（shēng）物反應器上也正（zhèng）得到應用。這樣就節省了在線清洗和在線消毒的費用，同時節省了（le）時間以及進行相關記錄所需花費的精（jīng）力，產品的穩定性也有可能提高。目前這（zhè）種一次性設備的體積受到一（yī）定限製，一般隻有幾百升；但在將來其體積將可以達到5000L。
下遊工藝的（de）優（yōu）化

  正如生物反應器本身一樣，一個完整的生物加工生產廠（chǎng）也需要設備和控製係統（tǒng）來為反應器提供培養基和（hé）混合氣體，並進一步從培養（yǎng）介質或從細胞中（zhōng）分離目標產品。在（zài）一些老式工廠（chǎng）中，物料在下遊的分離階段，就像是在模仿實驗室的操作一（yī）樣。而新的生產廠（chǎng），有這樣的趨勢，即各個工序（xù）經過優化整（zhěng）合在一起，其連續化程度更高，並且工序之間的連接也更加緊密，同時兼具操作的靈活性。模塊（kuài）化的結構和項（xiàng）目（mù）的良好管理（lǐ）有（yǒu）助於節約建立完整（zhěng）的（de）生物技術產品生產工廠（chǎng）所需的時間。

  就像建設其他工廠一樣，削減（jiǎn）整個項（xiàng）目所需時間的關鍵就是使各種生產（chǎn）活（huó）動（dòng）平行展開。這是（shì）一個年輕的（de）行業，可以這樣講，多數項（xiàng）目管理方麵的經驗（yàn）都可以從化工和石化工業中得到借鑒，並得到成功的應用。醫藥和生物製藥是一個非常特（tè）殊的領域，為保證產（chǎn）品質量，其生產（chǎn）工藝和（hé）生產工廠都必（bì）須經過驗證。現如今（jīn），製（zhì）藥廠都受到資源的限（xiàn）製，為（wéi）了降低生產成（chéng）本，提高生產效率，他們正越來越多的向工程公司尋求幫助，來進行工藝驗證。這也反映了在這一領域專業技術人員（yuán）的短缺。

  三年一屆的AchemAsia 2007即將在北京拉開帷幕，無疑，生（shēng）物技（jì）術將是展示的重點主（zhǔ）題，期待展（zhǎn）會能帶來^新的（de）理念（niàn）和市場信息。