生命科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生命科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

Jeff Hawkins原本是PDA廠商利用時(shí)間信息的學(xué)習(xí)系統(tǒng)HTM(hierarchical temporal memory)，目前正在進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。JeffHawkins強(qiáng)調(diào)說：“HTM的算法現(xiàn)在還處于研究階段，還將不斷地變化，進(jìn)入電路實(shí)現(xiàn)階段的時(shí)期尚早。但是，HTM和大腦新皮質(zhì)都是并行工作。這種并行處理的應(yīng)用軟件最適于在多內(nèi)核的環(huán)境中工作，并且能點(diǎn)的CMOS傳感器，已擁有實(shí)際成果的可植入視覺障礙患者眼球內(nèi)的CMOS傳感器，以實(shí)現(xiàn)可視化的人類生活規(guī)律為目標(biāo)的系統(tǒng)，可測(cè)定細(xì)菌種類的傳感器，可測(cè)定不明分子種類的超小型核磁共振(NMR)設(shè)備等?！?/p>

“今后芯片的一個(gè)發(fā)展方向，可能會(huì)是用于實(shí)現(xiàn)直觀用戶界面的傳Palm公司及Handspring公司的創(chuàng)始人，但他現(xiàn)在卻在只有15名職員的Numenta公司里研究如何能將人腦的智能結(jié)構(gòu)有效地應(yīng)用于電腦中。他于2004年在美國(guó)出版了其著作“On Intelligence”(中文版譯名：人工智能的未來)，成為使人腦的智能研究再次引人注目的人物。他參考人腦新皮質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)，提出了可充分利用數(shù)量眾多的晶體管。”

在被稱為“半導(dǎo)體奧運(yùn)會(huì)”的ISSCC上，從事智能研究的Hawkins登臺(tái)演講的事實(shí)表明，半導(dǎo)體的開發(fā)正迎來一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：半導(dǎo)體器件的應(yīng)用不再僅限于傳統(tǒng)的電腦及數(shù)字家電產(chǎn)品中，一些在全新應(yīng)用中使用半導(dǎo)體器件的論文受到了廣泛的關(guān)注。比如，能檢測(cè)出人的注視感器。蘋果公司iPhone的問世導(dǎo)致人們更加關(guān)注用戶界面，今后將會(huì)有更多的設(shè)計(jì)方案致力于獲得以前沒有被利用到的信號(hào)及信息。

本文將聚焦于涉及半導(dǎo)體發(fā)展新方向并正處于萌芽狀態(tài)的九個(gè)話題，介紹其主要內(nèi)容及對(duì)未來的影響。

英特爾公司制作的幾百mW的x86處理器立足于SoC，重復(fù)利用基于單元的設(shè)計(jì)

英特爾公司的低功耗x86處理器Silverthorne(開發(fā)代碼名稱)是面向重量為300g～1kg的UMPC(超級(jí)移動(dòng)PC)以及MID(移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備)而推出的。其平均功耗為幾百mW，熱設(shè)計(jì)功耗小于2W，和以前面向PC的x86處理器相比，功耗得到了大幅降低。在電源電壓為+1.0V的情況下，最大工作頻率是2GHz，其晶體管總數(shù)是4700萬個(gè)。

Silverthorne采用45nm CMOS工藝制造。晶體管的柵極絕緣膜采用高k材料，柵電極采用金屬柵，從而削減了柵極漏電流。而且，處理器采用了被稱為C6的功耗管理模式，進(jìn)一步降低了功耗。在使用C6模式時(shí)，不僅是內(nèi)核的內(nèi)部時(shí)鐘會(huì)停止工作，而且也會(huì)關(guān)斷對(duì)PLL和1級(jí)/2級(jí)高速緩存等的供電。

便于實(shí)現(xiàn)多內(nèi)核及SoC

Silverthome的低功耗技術(shù)頗為引人注目，而且，從其電路結(jié)構(gòu)中可以看出，其布局已經(jīng)考慮到了今后多內(nèi)核和SoC的應(yīng)用以及CPU內(nèi)核的重復(fù)利用。

Silverthome的最大特點(diǎn)是芯片為長(zhǎng)方形，而大部分處理器芯片通常為正方形。英特爾公司Silverthorne的設(shè)計(jì)工程師Gianfranco Gerosa表示：“將芯片制作成長(zhǎng)方形的原因是為了便于今后實(shí)現(xiàn)多內(nèi)核?！碑?dāng)PC處理器要與最新的GPU集成在單芯片上時(shí)，這樣的長(zhǎng)方形也是很有效的。這種長(zhǎng)方形不僅適用于PC的獨(dú)立處理器，對(duì)于面向家電產(chǎn)品的CPU內(nèi)核也同樣適用。

Silverthorne的另一個(gè)特點(diǎn)是，為了縮短處理器的設(shè)計(jì)周期以盡快投入市場(chǎng)，這款處理器中廣泛利用了在ASIC中頻繁使用的設(shè)計(jì)方法――基于單元的設(shè)計(jì)。在處理器內(nèi)的205個(gè)功能單元塊(FuB，functional unit block)中，有相當(dāng)于91％的187個(gè)FUB應(yīng)用了基于單元的設(shè)計(jì)方法。和ASIC一樣，在這些基于單元設(shè)計(jì)的FUB中，有50％的功能單元塊是根據(jù)RTL描述進(jìn)行邏輯綜合得到的電路。

一般來說，在處理器的設(shè)計(jì)中，ALU(算術(shù)邏輯單元)等要求高速或低功耗的電路塊大多采用全定制設(shè)計(jì)，就是由設(shè)計(jì)工程師通過手工作業(yè)依照要求確定晶體管的尺寸及版圖設(shè)計(jì)。但是，在這款Silverthorne中采用全定制設(shè)計(jì)的部分只占全部FUB中的9％，即只包括2級(jí)高速緩存、PLL電路及輸入，輸出電路。Gerosa解釋說：“為了盡量縮短設(shè)計(jì)周期，我們選擇了這樣的方法。雖然是處理器產(chǎn)品，但如果不能及時(shí)投入市場(chǎng)，那也就沒有任何意義。”

Gerosa表示，為了縮短設(shè)計(jì)周期，Silverthorne也采用了并行設(shè)計(jì)方法，同時(shí)并行地推進(jìn)邏輯設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。具體來說，就是在各個(gè)功能塊大致的電路設(shè)計(jì)信息的基礎(chǔ)上，并行開展了版圖設(shè)計(jì)。

利用相鄰像素的局部并行模擬運(yùn)算高速識(shí)別視線

韓國(guó)延世大學(xué)開發(fā)出能檢測(cè)出人眼注視點(diǎn)的CMOS傳感器，它可以拍攝人眼附近的圖像，并在芯片上進(jìn)行圖像識(shí)別處理，以確定用戶正在注視哪個(gè)位置。

通常，這一類圖像識(shí)別處理往往是在讀出來自CMOS傳感器并經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)之后，利用軟件在傳感器外部實(shí)現(xiàn)的。但此次的新技術(shù)則是在CMOS傳感器上集成了對(duì)瞳孔位置進(jìn)行計(jì)算處理的硬件，就是連接了附近像素的局部并行模擬運(yùn)算電路。因?yàn)椴捎玫氖悄M處理，因此其應(yīng)用僅限于檢測(cè)出人眼的注視點(diǎn)。但是，通過該技術(shù)，單獨(dú)使用CMOS傳感器就可以進(jìn)行圖像識(shí)別處理，而不再像以前那樣需要外置PC和圖像識(shí)別處理器等。

如果進(jìn)一步發(fā)揮利用單芯片檢測(cè)用戶視線的特點(diǎn)，該技術(shù)就可以有效應(yīng)用于檢測(cè)汽車司機(jī)的注視點(diǎn)等用途上。另外，還可以在機(jī)器人和游戲機(jī)以及HMD(頭盔顯示系統(tǒng))等各種數(shù)字設(shè)備中集成識(shí)別用戶視線的功能。這樣一來，就能夠體察用戶的意圖并實(shí)現(xiàn)更加直觀的用戶界面。對(duì)于在用戶界面中應(yīng)用視線識(shí)別技術(shù)的研究一直都非常流行，這項(xiàng)單獨(dú)使用傳感器而無需外置元器件就能實(shí)現(xiàn)此類處理的技術(shù)，將有可能大幅度降低成本。這款傳感器在使用+3，3V電源電壓工作時(shí)的功耗是100mW。

識(shí)別結(jié)果是1500S/s

這款傳感器的另一個(gè)特點(diǎn)是速度極高，原理上最高識(shí)別速度可達(dá)到5000S／s。這一特性對(duì)于要求延遲時(shí)間短而實(shí)時(shí)性高的游戲或者用戶界面非常有用。延世大學(xué)的KimDongsoo表示，在以前使用CMOS傳 感器和圖像識(shí)別處理器相結(jié)合的方式中，由于受限于CMOS傳感器中ADC的帶寬以及圖像識(shí)別處理器的處理性能等，因此識(shí)別速度一直停留在60S/s左右。但是，這款CMOS傳感器是利用模擬電路進(jìn)行圖像識(shí)別處理的，因此從原理上說沒有上述限制。

不過，上述5000S/s的數(shù)值是只考慮每幀200μs的識(shí)別處理時(shí)間時(shí)的速度，并沒有包含曝光時(shí)間。這款傳感器的照明光源設(shè)定為紅外線，實(shí)驗(yàn)時(shí)的曝光時(shí)間為500gs，因此其有效速度應(yīng)在1500S/s以下。KimDongsoo解釋說：“曝光時(shí)間的長(zhǎng)短取決于照明條件。如果照明光源比較暗，速度也會(huì)變慢。”

這款傳感器還增加了提高測(cè)量精度的結(jié)構(gòu)。在識(shí)別瞳孔的位置時(shí)，照明光在瞳孔的角膜上反射后再映射到圖像中的這一現(xiàn)象是導(dǎo)致誤差的主要原因。對(duì)于這種誤差，反復(fù)進(jìn)行在圖像識(shí)別領(lǐng)域中普通的膨脹／收縮處理可予以去除。中的n表示膨脹／收縮處理的重復(fù)次數(shù)。把附近像素的輸出連接到幾個(gè)相關(guān)像素中的晶體管浮柵上，換算成電流值，再將其連接到光電二極管的陰極側(cè)。另外，膨脹／收縮處理就是從附近的8個(gè)像素中選擇最大或最小亮度時(shí)進(jìn)行的濾波器運(yùn)算。圖3b中的WTA(winner takes a11)電路用于檢測(cè)出每一列，行的最大值。

已埋入患者眼球內(nèi)的人造眼利用人體植入型CMOS傳感器讓患者恢復(fù)部分視力

德國(guó)的非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)IMS發(fā)表的是供人造眼(也稱人造視網(wǎng)膜或人造視覺)使用的CMOS傳感器，可以埋入人類眼球的視網(wǎng)膜內(nèi)，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于某些患者，并使其恢復(fù)了部分視力。

2006年，德國(guó)Ttibingen眼科醫(yī)院大學(xué)的眼科醫(yī)生Eberhart Zrenner為了讓7位因患視網(wǎng)膜色素變性而導(dǎo)致視覺障礙的患者恢復(fù)視力，曾經(jīng)把這款CMOS傳感器芯片植入他們的視網(wǎng)膜下面。當(dāng)他通過外科手術(shù)把這款3mm2、1450像素的CMOS傳感器植入患者的視網(wǎng)膜下面之后，有3位患者部分地恢復(fù)了視覺。據(jù)介紹，這些芯片在大約5個(gè)星期以后摘除，沒有發(fā)現(xiàn)它對(duì)視網(wǎng)膜造成任何損傷。

50μm的超薄CMOS傳感器

用于恢復(fù)視覺的人造眼通常會(huì)將傳感器所拍攝的圖像傳遞給人體的神經(jīng)系統(tǒng)，其中采用的傳遞方式各有不同。這款新型傳感器采用了被稱為“視網(wǎng)膜下(subretinal)”的方式，它是利用電極刺激視網(wǎng)膜下面的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，并取代視細(xì)胞層(椎體細(xì)胞及桿體細(xì)胞)的功能。此外，還有刺激視網(wǎng)膜細(xì)胞表面的“視網(wǎng)膜上(epiretinal)”方式，以及直接利用電極刺激大腦視覺區(qū)域的“大腦刺激”方式等。由于視網(wǎng)膜下的方式在植入時(shí)損傷視網(wǎng)膜的可能性比較小，因此其被認(rèn)為是用作人造眼的最佳方式。

但是，為了能將傳感器植入視網(wǎng)膜下邊的狹窄區(qū)域里，傳感器就必須很薄。此次發(fā)表的芯片在制成以后首先進(jìn)行圖像讀出測(cè)試，然后使用芯片切割機(jī)切下用于測(cè)試的電路，只取出傳感器部分。再將其厚度減薄到50μm，并安裝在用于供電的帶狀柔性印制板上。芯片表面設(shè)置有用于刺激神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的TiN電極。為了不損傷神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，電刺激被規(guī)定為10μA～100μA，脈沖間隔500μS，脈沖頻率20Hz，幅度小于+2V。據(jù)介紹，利用3mm2的傳感器至少能實(shí)現(xiàn)12度的視角。傳感器的平均功耗大約是5mW。

去除了直流分量的第2代產(chǎn)品

在IMS CHIPS發(fā)表演講以后，德國(guó)Retina Implant公司和德國(guó)烏爾姆大學(xué)等了上述人體植入型CMOS傳感器的第2代產(chǎn)品。RetinaImplant公司和IMS CHIPS是協(xié)作關(guān)系，并且也參與了上述傳感器的設(shè)計(jì)工作。

雖然第2代傳感器還沒有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，但其對(duì)上一代產(chǎn)品進(jìn)行了若干改進(jìn)。首先，芯片上的電極去除了一切直流分量。對(duì)于視網(wǎng)膜的電刺激也從以前的直流+2V改為交流2V，電源也從以前的直流+3V改為交流2V。這樣一來，在傳感器周圍的細(xì)胞中將難以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。用于向傳感器供電的帶狀物體采用了由聚酰胺制成的柔性印制板，并從眼球內(nèi)的傳感器通過人體內(nèi)部連接到耳朵附近的電源盒上。第1代產(chǎn)品是在人體外部使用接觸型電源供電，但第2代產(chǎn)品則支持無線供電。

基于新原理的CMOS片上溫度傳感器利用硅的熱擴(kuò)散率測(cè)量溫度，誤差大幅提高為±0.5攝氏度

荷蘭德爾夫特科技大學(xué)開發(fā)出可集成在芯片上的新型CMOS片上溫度傳感器。以前，用于測(cè)量處理器工作溫度等的片上溫度傳感器主要是帶隙型產(chǎn)品，但這款新型傳感器的測(cè)量原理和以前的全然不同。具體來說，新產(chǎn)品的溫度測(cè)量是利用芯片襯底硅中的熱擴(kuò)散率實(shí)現(xiàn)的，熱擴(kuò)散率是與溫度相關(guān)的函數(shù)。

隨著制造工藝的發(fā)展，工藝變異性的問題越發(fā)嚴(yán)重，而硅的熱擴(kuò)散率不會(huì)受到制造工藝變異性的影響。因此，可以很容易地實(shí)現(xiàn)批次偏差很小的片上溫度傳感器，并具有取代傳統(tǒng)片上溫度傳感器的可能性。這款新型傳感器的工作溫度范圍是-55℃～+125℃，功耗約為5mW。

利用脈沖驅(qū)動(dòng)測(cè)量加熱器

新型傳感器的測(cè)量原理主要在于，利用脈沖驅(qū)動(dòng)傳感器中加熱器的相位差來檢測(cè)熱擴(kuò)散率。在這所大學(xué)以前的研究中，檢測(cè)時(shí)主要利用和1/T(T：溫度)成正比的傳感器的輸出頻率，該變化是非線性的。但是，利用一定的頻率驅(qū)動(dòng)傳感器里的加熱器，并在距離一定的位置上進(jìn)行測(cè)量時(shí)得到的相位差，是和T成正比，且大體上呈線性變化。

傳感器采用被稱為ETF(電熱濾波器)的結(jié)構(gòu)。首先，在傳感器中央設(shè)置由電阻構(gòu)成的加熱器，并在其周圍配置8個(gè)陣列狀排列的熱電偶。8個(gè)熱電偶以串聯(lián)方式連接，并在其兩端輸出8個(gè)熱電偶中因來自加熱器的熱量而發(fā)生的電位差的總和。當(dāng)使用一定的頻率脈沖驅(qū)動(dòng)加熱器時(shí)，根據(jù)加熱器與位于周圍的熱電偶產(chǎn)生的電位(V)之間的相位差，以及加熱器和熱電偶之間的距離(S)就可以求出溫度。

另外，為了由相位差計(jì)算出溫度，就有必要精確保持加熱器和熱電偶之間的距離精度。不過，據(jù)德爾夫特科技大學(xué)的casparvanVroonhoven表示：“這款傳感器的奧妙就在于，利用光刻技術(shù)很容易地確保了水平方向的精度?！?/p>

利用∑ADC檢測(cè)相位差

通過ETF得到的相位差，再通過采樣率為2.67kSPS的相位域型∑ADC進(jìn)行數(shù)字化。在加熱器功率為1mW的情況下，ETF的輸出幅度很小，只有幾百μV，所以要先用前置放大器進(jìn)行放大，再使用相位比較器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后用40pF的片上電容器進(jìn)行積分。ETF的驅(qū)動(dòng)頻率是85kHz，由 外部的石英振蕩器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于這款溫度傳感器利用的是相位差，石英振蕩器的頻率精度±100ppm就可以直接支持溫度傳感器的最小分辨率±0.05℃。同時(shí)制造16個(gè)傳感器時(shí)的性能不一致性(30)為±0.5℃，這一數(shù)值和已經(jīng)完成校準(zhǔn)的雙極晶體管傳感器相當(dāng)。

利用電子技術(shù)追求幸福測(cè)量人體周圍的環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)生活規(guī)律的可視化

日立制造所開發(fā)的可穿戴式系統(tǒng)“Life Thermoscope”可以連續(xù)3年隨時(shí)測(cè)量人體周圍的環(huán)境溫度。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)通常難以了解的人的生活規(guī)律的可視化。

承擔(dān)Life Thermoscope主要功能的超小型模塊叫做LT模塊，其體積只有30cm3。在LT模塊中，除了溫度傳感器(用于檢測(cè)人體的環(huán)境溫度)、處理器(對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮等)和RF芯片(具有通過無線方式向外部發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)的功能等)以外，還集成有鋰離子電池、液晶顯示器(分辨率為128×64)、揚(yáng)聲器，以及3按鍵用戶界面等。LT模塊的外形尺寸很小，只有55mm×90mm×6mm，可以裝入手表等設(shè)備內(nèi)隨身攜帶。

減少發(fā)送數(shù)據(jù)量

Life Thermoscope可以約20秒一次的測(cè)量周期持續(xù)地測(cè)量人體周圍的環(huán)境溫度，電池壽命約為3年。日立制造所表示，選擇這種測(cè)量人體周圍環(huán)境溫度的方式，是因?yàn)槿说男袨榇蟛糠质墙Y(jié)合環(huán)境溫度的變化來考慮的。該公司認(rèn)為：“這其中最重要的問題是溫度變化的規(guī)律，而不是環(huán)境溫度本身的變化量。就是說，通過測(cè)量在短期內(nèi)環(huán)境溫度變化是否頻繁，或者環(huán)境溫度是否在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都保持一定數(shù)值等情況，來把握人的生活規(guī)律。”比如，人工作時(shí)去見上司或進(jìn)入會(huì)議室時(shí)，環(huán)境溫度都會(huì)發(fā)生變化。在公司職員里，有喜歡頻繁移動(dòng)的人，也有適合于停留在一個(gè)地方認(rèn)真工作的人。

為了實(shí)現(xiàn)人生活規(guī)律的可視化，LT模塊會(huì)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理。首先，以大約5分鐘作為一個(gè)時(shí)段，將每20秒測(cè)量一次的溫度數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，去除低通濾波器帶來的高頻噪聲等，并最終將人的行為分為四種規(guī)律(狀態(tài))。即：溫度梯度在10分鐘內(nèi)發(fā)生變化的狀態(tài)(T1)、溫度梯度在30分鐘內(nèi)發(fā)生變化的狀態(tài)(T2)、溫度梯度在60分鐘內(nèi)發(fā)生變化的狀態(tài)(T3)、溫度梯度在60分鐘以上沒有發(fā)生變化的狀態(tài)(T4)。然后，導(dǎo)出溫度數(shù)據(jù)所符合的T1～T4中的一種狀態(tài)。計(jì)算得到的數(shù)據(jù)通過無線方式大約每5分鐘一次發(fā)送到跟服務(wù)器連通的基站。這個(gè)階段的數(shù)據(jù)量是當(dāng)初測(cè)量得到的溫度數(shù)據(jù)量的1／3000。當(dāng)數(shù)據(jù)量減少時(shí)，可縮短通過無線方式向基站發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間，從而降低功耗。

為了使這樣導(dǎo)出的生活規(guī)律具有意義，系統(tǒng)引入了由溫度的被測(cè)量者對(duì)自己的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分的方式，每日評(píng)分一次，滿分是5分，評(píng)分的項(xiàng)目分為以下5種：Physical(身體狀態(tài))、Spiritual(精神狀態(tài))、Intellectual(智力)、Executive(執(zhí)行力)、Social(人際關(guān)系)。

研究這些評(píng)分結(jié)果和上述的T1-T4溫度規(guī)律之間的相互關(guān)系，就可以知道如何行動(dòng)才能充實(shí)精神狀態(tài)及身體狀態(tài)。日立制造所談到開發(fā)目標(biāo)時(shí)表示：“我們認(rèn)為該系統(tǒng)可以告訴大家，如何能夠幸福地生活?！?/p>

采用CMOS工藝使體積縮小為1/40，重量減輕為1/60

哈佛大學(xué)和美國(guó)馬薩諸塞州綜合醫(yī)院試制出全球最小的核磁共振(NMR)設(shè)備。該設(shè)備的體積為2500cm3，同已實(shí)現(xiàn)商品化的最小型NMR設(shè)備相比，體積縮小到約1140。新試制設(shè)備的長(zhǎng)度僅27cm，重量2kg，只有以前產(chǎn)品的1/60，是便于移動(dòng)的NMR設(shè)備。

NMR是位于靜磁場(chǎng)里的原子核和特定頻率的電磁波之間相互作用的現(xiàn)象。這一特定頻率利用分子內(nèi)因?yàn)樵迎h(huán)境而發(fā)生的變化等進(jìn)行物質(zhì)的分析。此次開發(fā)的NMR設(shè)備的工作原理如下。首先，把測(cè)量對(duì)象的試樣放置于靜磁場(chǎng)中，構(gòu)成試樣原子的原子核自旋全部會(huì)朝向施加磁場(chǎng)的方向。在這種狀態(tài)下向試樣發(fā)送特定頻率的RF信號(hào)時(shí)，原子核的磁化將以靜磁場(chǎng)方向?yàn)檩S作前向運(yùn)動(dòng)。然后，當(dāng)停止發(fā)送RF信號(hào)時(shí)，原子核會(huì)漸漸恢復(fù)到原來的狀態(tài)。測(cè)量其恢復(fù)到原來狀態(tài)所需的時(shí)間(張弛時(shí)間：T2)，就可以知道試樣定物質(zhì)的含量(見圖7b)。此次開發(fā)的NMR設(shè)備主要適用于檢測(cè)不明分子。具體來說，其目標(biāo)是檢測(cè)人體內(nèi)的病毒和細(xì)菌以及人體癌細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)等。利用半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)小型化

哈佛大學(xué)等開發(fā)的NMR設(shè)備的體積能顯著縮小的原因在于，其引入了以前幾乎沒有應(yīng)用過的半導(dǎo)體集成技術(shù)。哈佛大學(xué)解釋說：“以前的NMR設(shè)備全部都是由物理專業(yè)的工程師參與研發(fā)工作。而我們則將物理專業(yè)的知識(shí)和以半導(dǎo)體為中心的工程知識(shí)一起帶進(jìn)研究工作中，開發(fā)出NMR設(shè)備?！?/p>

作為這兩種知識(shí)相結(jié)合的代表，此次的設(shè)備中利用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)了RF收發(fā)器。在以前的NMR設(shè)備中，低噪聲放大器(LNA)、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)和混頻器以及數(shù)字脈沖發(fā)生器等各種電路采用的都是分立元器件。針對(duì)這一點(diǎn)，哈佛大學(xué)等利用CMOS工藝將這些電路全部集成在單芯片上。

引入半導(dǎo)體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不僅限于電路的集成化方面。由于采用了豐富的半導(dǎo)體噪聲對(duì)策技術(shù)，因此，構(gòu)成NMR設(shè)備的磁鐵等成功地大幅度縮小了體積。哈佛大學(xué)等此次使用的磁鐵的體積大約是以前的1/10。當(dāng)采用小型磁鐵時(shí)，NMR設(shè)備的讀出信號(hào)值會(huì)變小，并且對(duì)噪聲非常敏感。為了解決這一問題，開發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)CMOS收發(fā)器接收單元中的電路進(jìn)行了改進(jìn)。將接收單元的信號(hào)布線改為差分結(jié)構(gòu)，以減輕共態(tài)噪聲的影響，并且改變了接收單元中LNA的晶體管結(jié)構(gòu)，以提高對(duì)于印制板噪聲的耐受性。

全球首個(gè)面向認(rèn)知無線電的接收器可動(dòng)態(tài)檢測(cè)出UHF頻段的空閑頻帶并應(yīng)用于通信

美國(guó)喬治亞州科技學(xué)院和韓國(guó)三星電機(jī)公司等開發(fā)出面向認(rèn)知無線電的接收器，可以動(dòng)態(tài)地檢測(cè)出空閑的頻帶，并在避免與其他的通信／廣播服務(wù)干擾的同時(shí)，共享頻帶。

現(xiàn)在，認(rèn)知無線電在美國(guó)是特別引人注目的技術(shù)。美國(guó)有望于2009年2月以前完成地面電視廣播的數(shù)字化工作，并試圖相應(yīng)地引入認(rèn)知無線電方式，在UHF頻段實(shí)現(xiàn)無需授權(quán)的高速無線通信WRAN(無線區(qū)域網(wǎng))。數(shù)字電視廣播是分別為每個(gè)地區(qū)分配頻道的，而且，在不同的地區(qū)都還有未經(jīng)分配的沒有利用的頻道。這樣的空閑頻帶，即所謂的白區(qū)，可供通信使用。

作為面向認(rèn)知無線電的通信技術(shù)規(guī)范，IEEE委員會(huì)目前正在制定IEEE 802.22標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)計(jì)通信頻帶寬度是6MHz左右，調(diào)制方式有望采 用OFDMA方式，并有可能成為接近WiMAX的物理層。據(jù)熟悉認(rèn)知無線電發(fā)展動(dòng)向的新瀉大學(xué)助教佐佐木重信表示，此次該款芯片的這些單位在IEEE 802.22標(biāo)準(zhǔn)制定中，在決定物理層的技術(shù)規(guī)格時(shí)起到了主導(dǎo)作用。在標(biāo)準(zhǔn)公布之前就搶先發(fā)表面向IEEE 802.22標(biāo)準(zhǔn)的芯片，其目的可能是為了在標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)中掌握更大的主導(dǎo)權(quán)。

采用組合式的檢測(cè)方式

認(rèn)知無線電中檢測(cè)其他無線服務(wù)的頻率利用狀況的方式主要有3種，即利用匹配濾波器的方式，檢測(cè)頻譜功率的能量檢測(cè)(Energy Detection)方式，以及利用循環(huán)平穩(wěn)(cyclostationary)的方式。利用匹配濾波器的方式需要事先了解將要檢測(cè)的無線服務(wù)的調(diào)制方式等相關(guān)知識(shí)，要檢測(cè)出各種各樣的無線服務(wù)是很困難的。能量檢測(cè)方式可利用FFT得到頻譜，但很難分辨出調(diào)制方式等。循環(huán)平穩(wěn)方式會(huì)對(duì)每種調(diào)制方式及符號(hào)速度取特定的值，可以辨別出調(diào)制方式，但其缺點(diǎn)在于計(jì)算過程很復(fù)雜。

喬治亞州科技學(xué)院等提出了結(jié)合能量檢測(cè)和循環(huán)平穩(wěn)的方法，并將前者稱為MRSS(多分辨率頻譜感知，multi?resolution spectrumsensing)方式，將后者稱為AAC(模擬自相關(guān)，analog auto-correlation)方式。這種組合方法分為兩個(gè)階段工作，先利用MRSS得到的頻譜進(jìn)行大致的檢測(cè)，然后再利用AAC進(jìn)行更詳細(xì)的無線方式的判斷。此次發(fā)表的芯片中只采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的MRSS方式，采用0.18μmCMOS工藝制造，在采用+1.8V電壓工作時(shí)功耗是180mW。

篇2

中關(guān)村大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟目前已匯聚100億元的投資，并在海外六個(gè)國(guó)家和地區(qū)建立第一批中關(guān)村昌平園駐海外聯(lián)絡(luò)辦公室，以打通國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和項(xiàng)目進(jìn)入中國(guó)的通道。

昌平園大健康產(chǎn)業(yè)“星光熠熠”

作為中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)核心區(qū)的重要組成，中關(guān)村昌平園的政策區(qū)范圍為51.4平方公里，入園高新技術(shù)企業(yè)2400余家。園區(qū)內(nèi)集聚了生命科學(xué)醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)龍頭企業(yè)及中小創(chuàng)新型高新技術(shù)企業(yè)400余家，并擁有世界知名的國(guó)家級(jí)生命科學(xué)園區(qū)“中關(guān)村生命科學(xué)園”。

昌平園目前已成為中國(guó)生命科學(xué)與醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素和產(chǎn)業(yè)資源最集聚的區(qū)域之一，既有中糧集團(tuán)、新時(shí)代健康產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、北大醫(yī)療產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、瑞士諾華制藥、修正藥業(yè)集團(tuán)、揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)等多家大型領(lǐng)軍企業(yè)，也有樂普醫(yī)療、萬泰生物、北陸藥業(yè)、亞東制藥等一大批業(yè)內(nèi)知名的科技型中小企業(yè)，覆蓋了創(chuàng)新藥物、醫(yī)療器械、保健用品、新型生物醫(yī)藥材料等各個(gè)領(lǐng)域。

此外，園區(qū)內(nèi)還聚集了北京生命科學(xué)研究所、蛋白質(zhì)藥物國(guó)家工程研究中心、生物芯片國(guó)家工程研究中心、瑞士先正達(dá)研發(fā)中心、丹麥諾和諾德研發(fā)中心、國(guó)家蛋白質(zhì)重大基礎(chǔ)設(shè)施北京基地等多家頂級(jí)科研機(jī)構(gòu)，初步形成了涵蓋研發(fā)創(chuàng)新、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)銷售和服務(wù)外包等各個(gè)環(huán)節(jié)、較為完善的大健康產(chǎn)業(yè)鏈條。

為推動(dòng)昌平區(qū)以生命科學(xué)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)為核心的大健康產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在中關(guān)村科技園區(qū)管委會(huì)與昌平區(qū)人民政府的支持下，中關(guān)村昌平園發(fā)起成立了“中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，聯(lián)盟由中關(guān)村昌平園內(nèi)50多家大健康領(lǐng)域的核心企業(yè)及機(jī)構(gòu)組成，包括5家國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、3家跨國(guó)公司、5家上市公司、2家大型綜合性三甲醫(yī)院、5名院士、5家海外合作機(jī)構(gòu)以及多家金融服務(wù)機(jī)構(gòu)。

六家海外聯(lián)絡(luò)辦公室將整合全球資源

昌平區(qū)區(qū)長(zhǎng)張燕友說，大健康產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)今世界的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，不僅有利于提高人民群眾的生活質(zhì)量和健康水平，而且對(duì)于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有重要意義。中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成立既是一個(gè)里程碑，也是一個(gè)新起點(diǎn)，必將為全區(qū)乃至全國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力和新的活力。作為屬地政府，將充分依托產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟這個(gè)有效載體，切實(shí)加大協(xié)調(diào)服務(wù)力度，著力創(chuàng)新體制機(jī)制，從審批服務(wù)、金融支持、產(chǎn)學(xué)研合作、科技成果產(chǎn)業(yè)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，進(jìn)一步完善相關(guān)配套政策體系，積極搭建產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)平臺(tái)，為大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一流的環(huán)境。

在“中關(guān)村昌平園大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”成立會(huì)上，昌平區(qū)副區(qū)長(zhǎng)、中關(guān)村科技園區(qū)昌平園管委會(huì)主任蘇貴光代表中關(guān)村昌平園管委會(huì)與“美中醫(yī)藥協(xié)會(huì)”、“美中硅谷協(xié)會(huì)”、加中創(chuàng)新園等5家海外機(jī)構(gòu)授權(quán)代表簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將在美國(guó)硅谷、美國(guó)新澤西、美國(guó)波士頓，加拿大多倫多，瑞典斯德哥爾摩，韓國(guó)江原道等國(guó)家和地區(qū)建立第一批6家中關(guān)村昌平園駐海外聯(lián)絡(luò)辦公室。聯(lián)絡(luò)辦公室將成為國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和項(xiàng)目進(jìn)入中國(guó)的重要通道，為中關(guān)村昌平園整合全球資源、推動(dòng)園區(qū)高新技術(shù)企業(yè)國(guó)際化發(fā)展提供資源支持，為海外人才、項(xiàng)目來京發(fā)展提供良好的創(chuàng)業(yè)服務(wù)環(huán)境。

為支持昌平區(qū)大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在會(huì)上，中關(guān)村昌平園管委會(huì)與北京銀行簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將共同搭建政府引導(dǎo)、市場(chǎng)主導(dǎo)、銀企聯(lián)動(dòng)、多方參與的科技金融服務(wù)平臺(tái)。在未來三年內(nèi)，北京銀行將為中關(guān)村昌平園的企業(yè)成長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和園區(qū)建設(shè)提供200億元人民幣的授信額度，將把中關(guān)村昌平園推薦的高新技術(shù)企業(yè)選定為重點(diǎn)企業(yè)群體服務(wù)，建立企業(yè)貸款的“綠色通道”。

中關(guān)村科技園區(qū)管委會(huì)主任郭洪認(rèn)為，大健康產(chǎn)業(yè)是首都構(gòu)建“高精尖”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要支撐，中關(guān)村科技園區(qū)昌平園產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)明顯，具備了發(fā)展大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的良好基礎(chǔ)，他希望大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟充分發(fā)揮好協(xié)同創(chuàng)新的橋梁紐帶作用，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各類資源密切合作，進(jìn)一步完善中關(guān)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

中關(guān)村大健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟匯聚100億元投資

如今，一批在行業(yè)內(nèi)具有影響力的重大投資項(xiàng)目已經(jīng)落戶中關(guān)村昌平園，未來3年內(nèi)將陸續(xù)建設(shè)完成，包括北大醫(yī)療城、生命園醫(yī)藥科技中心、泰康健康管理中心、邁瑞北京研究院等10個(gè)項(xiàng)目，總投資額超過100億元。

篇3

身處中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)核心區(qū)的生命園，在十年歷練的基礎(chǔ)上放眼未來，提出要向世界生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心邁進(jìn)。

十年磨一劍

中關(guān)村生命科學(xué)園于2000年由北京市政府批準(zhǔn)建園，并于2001年3月全面開始園區(qū)建設(shè)，目標(biāo)是以我國(guó)生命科學(xué)和生物技術(shù)研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化重大項(xiàng)目為依托，建成集生命科學(xué)研發(fā)中試、生物技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化、企業(yè)孵化、產(chǎn)業(yè)聚集、風(fēng)險(xiǎn)投資、國(guó)際合作、人才培養(yǎng)于一體的世界一流的高科技園區(qū)。

生命園規(guī)劃占地總面積為249公頃。一期為中關(guān)村生命科學(xué)園，項(xiàng)目用地130公頃，定位于生物技術(shù)的研發(fā)、中試與生產(chǎn)，二期為中關(guān)村國(guó)際生命醫(yī)療園，規(guī)劃用地面積119公頃，定位于醫(yī)療服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

經(jīng)過十年積累，生命園成為生物產(chǎn)業(yè)專業(yè)園區(qū)的品牌已經(jīng)建立，強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)和整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，吸引了一批國(guó)際國(guó)內(nèi)著名生物醫(yī)藥以及生物農(nóng)業(yè)、生物環(huán)保領(lǐng)域的企業(yè)入駐。

截至2010年6月，入駐生命園的各類單位已達(dá)85家，至今，生命園已聚集了7家國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、1家醫(yī)療機(jī)構(gòu)、21家國(guó)際國(guó)內(nèi)著名企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)中心、12家生物醫(yī)藥服務(wù)外包企業(yè)、40余家中小型創(chuàng)新科技企業(yè)。目前園區(qū)內(nèi)工作人員已近6000人。

談及生命園十年發(fā)展歷程，中關(guān)村生命科學(xué)園總經(jīng)理郭利感慨良多：“中關(guān)村生命科學(xué)園在政府的關(guān)心和支持下，在入園企業(yè)的不懈努力下，已經(jīng)從默默無聞發(fā)展到名聲鵲起，園區(qū)建設(shè)已經(jīng)由一片荒蕪到如今生機(jī)勃勃。過去的十年，生命園走過了艱難的歷程，今天已經(jīng)站到了一個(gè)新的臺(tái)階上。”

生命園十年所取得的成績(jī)可以用幾組數(shù)據(jù)來說明。

截至2009年底，生命園工業(yè)總產(chǎn)值21.3億元，同比增長(zhǎng)24.6％；總收入31.96億元，同比增長(zhǎng)41％；利潤(rùn)總額5.5億元，同比增長(zhǎng)323％；進(jìn)出口總額3997.7萬美元，同比增長(zhǎng)139％；研發(fā)投入4.4億元，同比增長(zhǎng)175％。園區(qū)以研發(fā)創(chuàng)新為主，整體經(jīng)濟(jì)總量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

此外，園區(qū)在自主創(chuàng)新方面的爆發(fā)力逐步顯現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前園區(qū)共有在研的國(guó)際國(guó)內(nèi)開發(fā)項(xiàng)目146項(xiàng)，在國(guó)際著名刊物上66篇，園區(qū)內(nèi)企業(yè)擁有600余項(xiàng)各種專利，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)167項(xiàng)，承擔(dān)國(guó)家863、973和國(guó)家自然基金委等項(xiàng)目25項(xiàng)。這種創(chuàng)新能力優(yōu)勢(shì)正逐步向產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)方向轉(zhuǎn)化，一批創(chuàng)新成果正逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，一些尖端產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白并出口到美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。

2009年，園區(qū)專利申請(qǐng)85項(xiàng)，其中發(fā)明專利70項(xiàng)，授權(quán)專利143項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利111項(xiàng)，有效專利170項(xiàng)，注冊(cè)商標(biāo)59項(xiàng)。2009年發(fā)表科技論文27篇，獲得國(guó)家級(jí)科技成果10項(xiàng)，再次創(chuàng)下新高。

從人才聚集效益上看，生命科學(xué)園共聚集了3名中國(guó)科學(xué)院院士，占園區(qū)從業(yè)人口的萬分之五，400多個(gè)博士，占園區(qū)從業(yè)人口的7，3％，碩士1700余人，占園區(qū)從業(yè)人口的14％，作為專業(yè)化園區(qū)來講，生命園聚集人才的數(shù)量和水準(zhǔn)與目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的生物產(chǎn)業(yè)基地上海張江科技園區(qū)不相上下。

郭利認(rèn)為，上述數(shù)據(jù)是生命園十年所取得成績(jī)的最好注釋，“經(jīng)歷了十年發(fā)展，中關(guān)村生命科學(xué)園已經(jīng)發(fā)展成為以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為主的專業(yè)園區(qū)，形成了高端成果的研發(fā)基地，并成為國(guó)內(nèi)外高端人才的聚集地。”

依據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中對(duì)生物產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域劃分，中關(guān)村生命科學(xué)園生物產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域涵蓋了生物醫(yī)藥制造業(yè)和醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)服務(wù)業(yè)、生物農(nóng)業(yè)、生物環(huán)保、生物保健品、醫(yī)療健康六大特色產(chǎn)業(yè)，其中，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已初步形成了從上游研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化到終端醫(yī)療市場(chǎng)的一個(gè)完整產(chǎn)業(yè)鏈條，并不斷向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸。

在源頭創(chuàng)新上，生命園匯集了中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等國(guó)家頂尖研究機(jī)構(gòu)，以及由北京市與國(guó)家有關(guān)部委合作共建的國(guó)際一流的北京生命科學(xué)研究所；在產(chǎn)業(yè)化資源上，匯集了國(guó)家愛滋病檢驗(yàn)試劑生產(chǎn)示范基地、揚(yáng)子江集團(tuán)、江中制藥、邁瑞醫(yī)療、博暉創(chuàng)新、華邦制藥穎泰嘉和等國(guó)內(nèi)知名企業(yè)，吸引了美國(guó)健贊、瑞士先正達(dá)研發(fā)生產(chǎn)中心、諾和諾德(中國(guó))研發(fā)中心、日本TAKARA、德國(guó)賀利氏等著名跨國(guó)公司；在研發(fā)外包方面，發(fā)起組建生命園研發(fā)外包聯(lián)盟，包括協(xié)和洛奇臨床檢測(cè)中心、863實(shí)驗(yàn)動(dòng)物基地、PPD保諾、丹麥CCBR臨床和基礎(chǔ)試驗(yàn)中心等12家企業(yè)，系統(tǒng)建設(shè)包括藥物化學(xué)研發(fā)、藥物安全研發(fā)、臨床試驗(yàn)研發(fā)等外包服務(wù)技術(shù)平臺(tái)；在醫(yī)療終端市場(chǎng)方面，北大國(guó)際醫(yī)院在為生物醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)企業(yè)的科技創(chuàng)新提供豐富的臨床和市場(chǎng)資源的同時(shí)，將大大改善首都北部地區(qū)的醫(yī)療條件；生物農(nóng)業(yè)方面，國(guó)際種業(yè)巨頭瑞士先正達(dá)和國(guó)內(nèi)種業(yè)三強(qiáng)之一的奧瑞金成為園區(qū)的龍頭企業(yè)；生物環(huán)保方面，引進(jìn)了污水資源化MBR(膜生物反應(yīng)器)技術(shù)處于世界前三強(qiáng)的碧水源科技公司；北京市藥品檢驗(yàn)所的入園為園區(qū)專業(yè)化產(chǎn)業(yè)支撐要素建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。高端項(xiàng)目的引進(jìn)，使園區(qū)聚集了以美國(guó)科學(xué)院院士王曉東博士、中國(guó)科學(xué)院賀福初院士、中國(guó)工程院程京院士、韓庚辰博士、王保平博士等領(lǐng)軍人物和一批世界一流的專家學(xué)者隊(duì)伍。

2006年10月，生命園被國(guó)家發(fā)改委確定為“北京國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)基地”，生命科學(xué)園成為產(chǎn)業(yè)基地的研發(fā)核心區(qū)，初步形成了從源頭創(chuàng)新到臨床科研、從現(xiàn)代制造到終端用戶的較為完整的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條和有利于企業(yè)持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，成為具有國(guó)內(nèi)頂尖水準(zhǔn)的高端生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研發(fā)資源最密集的專業(yè)園區(qū)。

北京市發(fā)展和改革委員會(huì)委員張燕友認(rèn)為：“經(jīng)過十年發(fā)展，中關(guān)村生命科學(xué)園已經(jīng)發(fā)展成為北京國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)基地的創(chuàng)新中心?！?/p>

將迎來爆發(fā)增長(zhǎng)的黃金期

有專家預(yù)測(cè)，生物產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)全球重要的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，將以每3年增加5倍的速度發(fā)展。

從生物技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)形成的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域可以看出，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已基本形成了包括醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)等幾個(gè)產(chǎn)業(yè)群。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，2009年全球醫(yī)藥市場(chǎng)銷售金額增長(zhǎng)7.0％，達(dá)到8370億美元。在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，1996-2007年轉(zhuǎn)基因作物累計(jì)種植面積第一次達(dá)到6.9億公頃，以67倍的速度空前增長(zhǎng)。在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，全球工業(yè)生物技術(shù)發(fā)展

方興未艾，已大規(guī)模應(yīng)用于化學(xué)品生產(chǎn)。

雖然生物產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展尚屬起步階段，但近年來其發(fā)展保持了較快增長(zhǎng)勢(shì)頭。2009年，我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)全年實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值11000億元左右，同比增長(zhǎng)25％以上，這是在全球金融危機(jī)背景下所不多見的。

我國(guó)政府高度重視生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2009年6月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議討論并原則通過《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》。會(huì)議認(rèn)為，必須抓住世界生物科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，將生物產(chǎn)業(yè)培育成為我國(guó)高技術(shù)領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)。以生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造和生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)為重點(diǎn)，大力發(fā)展現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)?！洞龠M(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》的頒布，標(biāo)志著我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)已步入快速發(fā)展期。

國(guó)務(wù)院《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》之后。北京市委書記劉淇又明確提出要將北京生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展成具有戰(zhàn)略意義的支柱產(chǎn)業(yè)。2009年11月，北京市政府出臺(tái)了《北京市調(diào)整振興生物和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)實(shí)施方案》，實(shí)施方案的配套措施及跨越式發(fā)展方案目前正在討論階段，北京生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已迎來了難得的歷史發(fā)展機(jī)遇。

前十年的發(fā)展，為生命園打下了良好基礎(chǔ)。后五年，乃至后十年，生命園將進(jìn)入一個(gè)爆發(fā)性增長(zhǎng)階段，有專家預(yù)計(jì)，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)點(diǎn)是今后8-10年，這也與生命園對(duì)未來的預(yù)測(cè)大致吻合。

“生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)將迎來一個(gè)增長(zhǎng)極的爆發(fā)階段，生命園將緊緊抓住機(jī)遇，在未來幾年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)新一輪跨越式發(fā)展?！惫Ｍ?，在未來五到十年內(nèi)，“至少在北京市，生命園能夠站到生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)最高端的戰(zhàn)略臺(tái)階上?！?/p>

生命園目前的產(chǎn)值約為20億元，預(yù)計(jì)到“十二五”末，園區(qū)產(chǎn)值將達(dá)到200億元，2020年，預(yù)計(jì)達(dá)到500億。

要扎扎實(shí)實(shí)地完成這一增長(zhǎng)和跨越，除了堅(jiān)持走自主研發(fā)、自主創(chuàng)新的道路之外，郭利認(rèn)為還要從兩個(gè)方面加大工作力度：一是加強(qiáng)科研成果就地轉(zhuǎn)化力度，二是提升園區(qū)國(guó)際化水平。

“大家都知道搞研發(fā)對(duì)頭，但往往搞不下去，其中很大原因就在于更關(guān)注GDP?！惫J(rèn)為，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的研發(fā)過程比一般高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)更加漫長(zhǎng)，迅速產(chǎn)生效益不太現(xiàn)實(shí)，但又不能不重視產(chǎn)業(yè)化。特別是北京市，擁有國(guó)內(nèi)一流的科技和人才資源優(yōu)勢(shì)，更適合搞研發(fā)，但又不能無視稅收。

“需要有更好的政策來解決這一矛盾。”郭利建議，應(yīng)在研發(fā)企業(yè)和地區(qū)之間達(dá)成一種類似于技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)的協(xié)議形式，既給不適合在本地大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)放行，又能在企業(yè)落戶當(dāng)?shù)厣隙?，還可以通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)，鼓勵(lì)研發(fā)企業(yè)的積極性，從而使生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)研究工作能有一個(gè)基本的良性循環(huán)。

“必須要邁出這一步，否則生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新動(dòng)力、研發(fā)動(dòng)力將消失?！惫f。

目前，生命園正在開展國(guó)際化合作基地的建設(shè)。國(guó)際化以“引進(jìn)來”為主，先期主要引進(jìn)在行業(yè)內(nèi)具有國(guó)際化背景和豐富經(jīng)驗(yàn)的中介機(jī)構(gòu)，通過其成熟的國(guó)外網(wǎng)絡(luò)，為未來生命園引入更多國(guó)際知名生物醫(yī)藥企業(yè)做鋪墊。因此在短期內(nèi)，生命園國(guó)際企業(yè)業(yè)的入園數(shù)量將會(huì)有一個(gè)集中增長(zhǎng)。

另外在生命園三期擴(kuò)區(qū)的規(guī)劃中，也特別規(guī)劃出國(guó)際總部功能區(qū)，為國(guó)際大公司進(jìn)駐預(yù)留一定的空間資源，希望更多的國(guó)際生物醫(yī)藥企業(yè)能在生命園迅速落地生根。

從國(guó)內(nèi)外專業(yè)園區(qū)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)來看，成熟園區(qū)若達(dá)到自我平衡點(diǎn)，至少需要的空間范圍是8－10平方公里，其中，2-3平方公里摘研發(fā)創(chuàng)新，3-4平方公里做產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，1－2平方公里提供公共配套。由此來看，為實(shí)現(xiàn)園區(qū)未來的爆發(fā)式增長(zhǎng)，生命園在發(fā)展空間上至少還面臨著3-4平方公里的拓展需求。

2009年3月，在中國(guó)改革開放30周年和中關(guān)村成立20周年的特殊時(shí)刻，中關(guān)村確定了新的戰(zhàn)略定位，將建設(shè)成為具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心。作為中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)的一部分，作為北京國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)基地，生命科學(xué)園提出，要打造成世界生物產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新中心，成為首都北部地區(qū)新的增長(zhǎng)極，并為中國(guó)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

中關(guān)村發(fā)展集團(tuán)董事長(zhǎng)于軍談到：“作為中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)的重要組成部分，生命園地處中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)的核心區(qū)域，位于北京即將著力發(fā)展的北部核心地帶，此次中關(guān)村發(fā)展集團(tuán)成立，重組中關(guān)村各分園及專業(yè)園區(qū)，也把生命園納入到中關(guān)村發(fā)展的大戰(zhàn)略當(dāng)中，因此，生命園將在中關(guān)村未來的發(fā)展中迎來更大的機(jī)遇，承擔(dān)更重要的發(fā)展使命。生命園應(yīng)當(dāng)在物理空間、創(chuàng)新成果、成果轉(zhuǎn)化等方面實(shí)現(xiàn)新的突破。”

昌平區(qū)委副書記、區(qū)長(zhǎng)金樹東也對(duì)中關(guān)村生命科學(xué)園的發(fā)展寄予了厚望：“在北京新一輪的城市發(fā)展戰(zhàn)略中，昌平區(qū)處于北部高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶這一重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，迎來了大投入、大發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期。中關(guān)村生命科學(xué)園應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，努力打造成為中國(guó)第一、世界一流的高科技園區(qū)?！?/p>

篇4

大家好！

我叫*，是聯(lián)合基因科技集團(tuán)所屬的*博星基因芯片有限公司首席芯片專家，是1999年從美國(guó)留學(xué)回國(guó)的“海歸”學(xué)者。回國(guó)后，自從有了從事研究生命科學(xué)的舞臺(tái)后，我的人生突然開始變得燦爛；我的生命也仿佛融入了新的內(nèi)涵。我高興的是，我用最短的時(shí)間，在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突破性的研究成果，不僅獲得國(guó)際同行的認(rèn)可，同時(shí)，這些科研成果用“中國(guó)速度”，跨入世界科學(xué)前沿的行列。

八年來，我主持和參加了具有國(guó)際一流水平的國(guó)內(nèi)第一個(gè)基因芯片技術(shù)平臺(tái)的創(chuàng)建，開發(fā)了寡核苷酸芯片等一系列基因芯片產(chǎn)品，生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)第一塊基因芯片，4項(xiàng)技術(shù)成果通過*市科委成果鑒定委員會(huì)鑒定，4項(xiàng)成果被認(rèn)定為*市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，5項(xiàng)成果填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，在我國(guó)基因技術(shù)研究與應(yīng)用方面起到了引領(lǐng)作用，為生命科學(xué)研究領(lǐng)域提供了有力的工具。雖然我只是做了一個(gè)科技工作者應(yīng)該做的事情，可是黨和政府卻給了我許多榮譽(yù)：從*市十大工人發(fā)明家、到全國(guó)職工創(chuàng)新能手、國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家、*市勞動(dòng)模范的崇高榮譽(yù)。為此，我衷心地感謝黨和政府對(duì)我的關(guān)懷，感謝*人民對(duì)我的信任。

我出生在四川的一個(gè)教師家庭，曾是一個(gè)山里的女孩，1982年來到復(fù)旦大學(xué)遺傳學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)，在黨的教育培養(yǎng)下完成了本科、碩士和博士學(xué)業(yè)，當(dāng)上了一名大學(xué)教師。為了提高自己的學(xué)術(shù)水平，更好地掌握現(xiàn)代生物學(xué)的一些尖端技術(shù)，我于1997年6月辭去復(fù)旦大學(xué)的教師工作，去美國(guó)紐約州立大學(xué)布法羅分校做博士后深造。在美留學(xué)期間，我專心致志學(xué)習(xí)，得到了指導(dǎo)老師的幫助和贊賞。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)正發(fā)大水，我參加了當(dāng)?shù)亓魧W(xué)生團(tuán)體組織的捐款賑災(zāi)活動(dòng)，心靈受到了強(qiáng)烈震撼，我覺得身在異國(guó)他鄉(xiāng)，就像浮萍一樣，找不到根的感覺，只有回到祖國(guó)，回到親人身邊，心里才能有一種踏實(shí)感。我的內(nèi)心總是在想，我真正的事業(yè)應(yīng)該在祖國(guó)，在*這塊熱土。

1998年10月的一天，我接到了我先生的越洋電話，他告訴我復(fù)旦大學(xué)剛剛開始搞人類基因組研究，復(fù)旦的老師也希望我能回來，從事這項(xiàng)對(duì)我來說是全新的事業(yè)。這一夜，我失眠了。斗爭(zhēng)了一夜，最后我決定回到祖國(guó)，接受這個(gè)生命科學(xué)的挑戰(zhàn)！1999年1月，我毅然放棄了在美國(guó)獲得工作簽證、2萬多美金年薪和可以申請(qǐng)到綠卡等優(yōu)厚待遇的機(jī)會(huì)，回到了祖國(guó)母親的懷抱，回到了*，為我國(guó)生命科學(xué)而探秘和攻堅(jiān)！回國(guó)以后，出于對(duì)人類健康事業(yè)的追求，我在回到復(fù)旦大學(xué)的同時(shí)加入了聯(lián)合基因科技集團(tuán)。聯(lián)合基因是一家民營(yíng)高科技企業(yè)，成立于1997年，它以人類新基因?yàn)楹诵模ㄟ^研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因功能，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，造福人類。

基因芯片技術(shù)是隨著基因組計(jì)劃而產(chǎn)生的新技術(shù)，已成為功能基因組研究中必不可少的手段。我一上任便受命負(fù)責(zé)基因芯片技術(shù)平臺(tái)的組建和技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)烈的事業(yè)心和使命感，驅(qū)使我?guī)ьI(lǐng)一群年輕技術(shù)人員風(fēng)風(fēng)火火地干開了?；蛐酒夹g(shù)平臺(tái)的組建和研發(fā)是一項(xiàng)全新的工作，僅憑過去學(xué)到的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，況且當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)又沒有這方面的專業(yè)指導(dǎo)人員，一切都得從零開始，其間遇到的困難和坎坷是一般人難以想象的。我一面埋頭于圖書館和資料室，廢寢忘食地查閱文獻(xiàn)資料，一面想方設(shè)法與國(guó)外同行建立聯(lián)系，虛心向他們請(qǐng)教，經(jīng)過一段時(shí)間的努力，芯片研發(fā)工作開始有了新的進(jìn)展。然而，要想真正獲得屬于自己的東西光有文獻(xiàn)和靠別人的介紹是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須得自己親自去摸索和實(shí)踐，走自主創(chuàng)新的道路。在那些日子里，早上我騎車帶著女兒去上學(xué)，可我一路上還在想著“芯片”研究，最后竟然多次把女兒帶到了我公司門口。

懷著對(duì)科學(xué)的一腔追求，我日以繼夜，每天工作十多個(gè)小時(shí)，有時(shí)靈感上來了，半夜也會(huì)立即起身連夜研究。就這樣，我邊實(shí)驗(yàn)，邊研究，邊攻克難題，在吸收消化國(guó)外技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。一次次實(shí)驗(yàn)的失敗，沒能阻止我們研究的步伐；一次次難題的破解，增強(qiáng)了我掌握尖端芯片技術(shù)的信心。功夫不負(fù)有心人。經(jīng)過半年的苦戰(zhàn)，我們的研究工作終于取得了重大突破，一個(gè)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際一流的基因芯片技術(shù)平臺(tái)在我們手中建成了。一時(shí)間國(guó)內(nèi)各大媒體都競(jìng)相報(bào)道了這一振奮人心的消息，中國(guó)人攻克基因芯片技術(shù)平臺(tái)僅僅用了半年時(shí)間，在國(guó)外一般至少要一年以上時(shí)間才能完成?！?速度”，讓國(guó)際同行也為之震動(dòng)！美國(guó)cDNA微陣列基因芯片創(chuàng)始人之一MarkSchena博士曾先后兩次到聯(lián)合基因參觀交流，對(duì)我們所取得的成果表示驚訝和贊賞，回國(guó)后，他立即向國(guó)際基因組織發(fā)出呼吁，要求即將召開的國(guó)際大會(huì)增加一個(gè)來自中國(guó)*女學(xué)者名額。*年11月我被邀請(qǐng)參加了在美國(guó)費(fèi)城召開的“chiptohits*”國(guó)際大會(huì)。

如果說，基因芯片技術(shù)平臺(tái)的建立為基因芯片的研究和產(chǎn)品開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持。那么，通過不斷完善技術(shù)，我又開發(fā)了表達(dá)譜系列芯片等十多種基因芯片產(chǎn)品，這些科研成果，在人類重大疾病的發(fā)病機(jī)理、醫(yī)學(xué)診斷、個(gè)性化治療、疾病易感基因檢測(cè)、藥物開發(fā)等方面發(fā)揮了重要作用。我研究開發(fā)的基因芯片技術(shù)及衍生的產(chǎn)品不僅推動(dòng)了基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)還為功能基因組學(xué)等生命科學(xué)研究領(lǐng)域提供了有力的研究工具，打破了高端科研試劑長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。為國(guó)家節(jié)省了大量的外匯。因?yàn)槲覀冄芯康某晒兄茖W(xué)的前瞻性，因此我們的兩個(gè)項(xiàng)目分別獲得*市優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎(jiǎng)、科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。博星基因芯片公司也由此成了國(guó)內(nèi)生物技術(shù)領(lǐng)域里一顆耀眼的新星。

*年以來我又投身于全民健康系統(tǒng)工程，把基因技術(shù)直接用于普通百姓的疾病易感基因檢測(cè)，促進(jìn)了我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?，F(xiàn)在無論是生病的或是沒病的，通過我們的基因“芯片”，即可檢測(cè)出各人的身體健康狀況，讓每一個(gè)人都可以探知自己生命的全部奧秘。

作為一位知識(shí)女性，我有一個(gè)幸福和睦的家庭，家人對(duì)我的研究工作非常理解和支持。為了鐘愛的事業(yè)，為了跟上生物技術(shù)發(fā)展的步伐，我放棄了個(gè)人的愛好，犧牲了大部分業(yè)余時(shí)間，一心一意地?fù)湓诳蒲泄ぷ魃?，絲毫不敢怠慢。近三年來，我完成了國(guó)家“十五”863計(jì)劃等國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng)。申請(qǐng)國(guó)家基因發(fā)明專利3項(xiàng)，獲得授權(quán)專利3項(xiàng)，獲市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)（第六完成人）。由我負(fù)責(zé)開發(fā)的*市火炬計(jì)劃成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目——“表達(dá)譜基因芯片”的用戶單位達(dá)到近千家，累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入達(dá)到3000多萬元。在*年的一次全球招標(biāo)中，我們以過硬的技術(shù)贏得了挪威三文魚基因組的合作項(xiàng)目，提高了公司的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。幾年來，我培養(yǎng)了一批博士生、碩士生，并走上了工作崗位，有不少成了公司的技術(shù)或管理骨干。

篇5

教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)和不斷更新是“概論”課程生命力的體現(xiàn)。每學(xué)期都要開設(shè)的“概論”課，一方面建立起相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)大綱，是保證穩(wěn)定教學(xué)質(zhì)量的要求；另一方面，課程的教學(xué)內(nèi)容卻是需要“流動(dòng)”的，不斷有所增減。這是因?yàn)闊o論從學(xué)科的發(fā)展還是從課程的屬性來看，都要求課程在教學(xué)過程中與時(shí)俱進(jìn)地更新教學(xué)內(nèi)容。（一）生命科學(xué)與生物技術(shù)飛速發(fā)展日新月異的必然要求日本學(xué)者伊東光在20世紀(jì)曾經(jīng)預(yù)言：生命科學(xué)在20世紀(jì)90年代會(huì)取得創(chuàng)造性的突破，21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)。如今這個(gè)預(yù)言應(yīng)驗(yàn)了。從20世紀(jì)50年代到最近的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者中可以看出，這個(gè)公認(rèn)的最高科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)越來越青睞于生命科學(xué)領(lǐng)域。即便是化學(xué)獎(jiǎng)的獲得者，許多也是因?yàn)檫x擇了與生命活動(dòng)相關(guān)的研究對(duì)象或研究領(lǐng)域，才取得了突破性的成就。［4］進(jìn)入21世紀(jì)以來，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了黃金時(shí)代，給人類的生活和生產(chǎn)帶來了天翻地覆的變化，依靠生命科學(xué)的新興研究領(lǐng)域特別是分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)，以及合成生物學(xué)而發(fā)展起來的認(rèn)識(shí)生命、改變自然生物為人工生物的高技術(shù)方法，正越來越顯著地提高著人們的生活質(zhì)量和工作效率。隨著生命科學(xué)與生物技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的教材及教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)已難以跟上科技發(fā)展的腳步，這也對(duì)該課程的教學(xué)方式提出了新的要求。［5，6］（二）體現(xiàn)選修課傳播先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和最新科學(xué)成果的必然要求高校開設(shè)選修課的目的之一，是介紹先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和最新科學(xué)成果，以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)，并提高他們的創(chuàng)新能力。這就要求“概論”在教學(xué)中必須緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，密切關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的前沿技術(shù)和研究成果，及時(shí)地將其更新到教學(xué)內(nèi)容中，這樣才能體現(xiàn)選修課的課程屬性，有助于拓寬學(xué)生的知識(shí)面，優(yōu)化其知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)復(fù)合型的人才。

二、“概論”課程教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)的探索與實(shí)踐

（一）密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿目前，生命科學(xué)已經(jīng)成為世界科學(xué)前沿最活躍的學(xué)科，也是代表科學(xué)發(fā)展方向的學(xué)科之一。隨著新理論、新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)，“概論”課程的設(shè)置及內(nèi)容顯著落后于科學(xué)發(fā)展的速度，許多前沿知識(shí)難以及時(shí)走進(jìn)課堂，學(xué)生缺乏對(duì)“高、新、尖”科技知識(shí)及發(fā)展歷程的基本了解，缺乏對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展對(duì)社會(huì)進(jìn)步影響的認(rèn)識(shí)，從而影響了他們的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)價(jià)值觀的形成。這種局面對(duì)“概論”課程的講授內(nèi)容和方式提出了新的要求?；诖?，在遵循教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，有選擇性地穿插講授部分與大綱內(nèi)容相關(guān)的前沿技術(shù)，一方面能夠加深學(xué)生對(duì)講授知識(shí)點(diǎn)的理解，同時(shí)也使最新的科技進(jìn)展進(jìn)入課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并促進(jìn)他們修讀該課程的學(xué)習(xí)熱情。例如，在講授“克隆技術(shù)”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我們一方面按照教學(xué)大綱內(nèi)容，講授“多利羊”的克隆過程及其中涉及的相關(guān)生物學(xué)原理；與此同時(shí)，結(jié)合最近剛剛興起的合成生物學(xué)技術(shù)，選擇其標(biāo)志性事件作為講授素材：即2010年，美國(guó)科學(xué)家克雷格·文特爾（Craig　Venter）在其實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)合成的基因組成功構(gòu)建了一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞，命名為“辛西婭”，從此宣告“人造生命”成為可能。［7］針對(duì)這一最新的生命科學(xué)前沿事件，講授其誕生背景，相關(guān)技術(shù)水平，應(yīng)用前景及輿論評(píng)價(jià)等方面的最新進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，提出疑問。即：以“多利羊”誕生為代表的克隆技術(shù)和以“辛西婭”誕生為代表的合成生物技術(shù)有何區(qū)別與聯(lián)系？通過讓學(xué)生課后查閱資料及后續(xù)課程的及時(shí)跟進(jìn)，我們將這一問題的答案貫穿在整個(gè)課程涉及克隆技術(shù)的內(nèi)容中，使學(xué)生們深刻體會(huì)這二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。這二者的效果是類似的，均是通過無性繁殖的手段獲得目標(biāo)性狀的生物個(gè)體；但克隆技術(shù)獲得的“多利羊”只是一個(gè)母體的復(fù)制，也就是說它的遺傳物質(zhì)是來至于自然復(fù)制，而采用合成生物學(xué)人工合成的生命“辛西婭”的遺傳物質(zhì)來源于人工化學(xué)合成，這是二者的不同之處。（二）積極反映科技最新動(dòng)態(tài)及時(shí)展示相關(guān)領(lǐng)域的最新科研成果是選修課程的基本屬性之一，這就要求“概論”在講授過程中，要突破傳統(tǒng)按照教學(xué)大綱的思路，及時(shí)地補(bǔ)充生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的科技最新動(dòng)態(tài)，全面提高學(xué)生修讀該課程的學(xué)習(xí)興趣并拓寬其知識(shí)面。如每年10月份諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果公布，每年年底世界主流媒體評(píng)出當(dāng)年科技十大進(jìn)展之際，我們通常會(huì)把其中反映生命科學(xué)和生物技術(shù)最新進(jìn)展的內(nèi)容及時(shí)移植到教學(xué)中去。非典和禽流感的到來，威脅人們健康，引起了全社會(huì)關(guān)注。于是，有關(guān)病毒、細(xì)菌等病原物及流行疾病的新內(nèi)容被拿到“概論”課堂上來了，這些“時(shí)尚”的新內(nèi)容很受學(xué)生歡迎。學(xué)生從中感受到熱點(diǎn)前沿貼近自己，學(xué)習(xí)到對(duì)科研成果的評(píng)價(jià)，也更理解科技進(jìn)展的人文涵義。例如，在講授生命起源這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，針對(duì)“生命起源于地球之外的宇宙”這一假設(shè)，課堂內(nèi)容中引入了最新的科技報(bào)道：火星上曾有生命？“藍(lán)莓”狀物質(zhì)成為有力證據(jù)（2012年9月17日中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)）！學(xué)生在感受有關(guān)生命起源探索是在不斷進(jìn)行的同時(shí)，獲悉了最新的科技進(jìn)展。再比如，講授“微生物基礎(chǔ)”章節(jié)中關(guān)于“病毒”的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我們結(jié)合當(dāng)時(shí)在我國(guó)長(zhǎng)三角地區(qū)爆發(fā)的H7N9禽流感疫情，詳細(xì)講解禽流感病毒的不同亞型，以及H7N9亞型病毒的演變歷程與其生物學(xué)特點(diǎn)、致病力、傳播力；據(jù)此，再進(jìn)一步詳細(xì)介紹禽流感流感病毒的表面結(jié)構(gòu)特征，以及其不同亞型的分類依據(jù)；并結(jié)合其不耐高溫的屬性，介紹在平時(shí)日常生活中應(yīng)該如何防治，以及我國(guó)科學(xué)家如何及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的研究，加快防治該病毒的疫苗研制的進(jìn)展。（三）聚焦產(chǎn)業(yè)最新研究進(jìn)展隨著生命科學(xué)逐漸成為世界科學(xué)前沿最活躍的部分，作為與人類健康和自身發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)域，在世界范圍內(nèi)，人們逐漸形成了這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)：生物技術(shù)所主導(dǎo)的BT產(chǎn)業(yè)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)所主導(dǎo)的IT產(chǎn)業(yè)一起，將成為21世紀(jì)主導(dǎo)社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。這意味著生物產(chǎn)業(yè)已成為全球各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。講授“生物技術(shù)實(shí)踐”這一章節(jié)時(shí)，我們向?qū)W生們解讀我國(guó)基于對(duì)生物產(chǎn)業(yè)研發(fā)重視而頒布的《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》和《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》等最新規(guī)劃文件，使學(xué)生們及時(shí)地了解到我國(guó)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署。及時(shí)地跟進(jìn)產(chǎn)業(yè)的最新研究進(jìn)展，有望使學(xué)生們?cè)陬I(lǐng)悟中學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中求知。每年6月份公布的美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)中都會(huì)有涉及生物技術(shù)應(yīng)用于綠色化學(xué)過程的實(shí)例。這些應(yīng)用實(shí)例的穿插講授，不僅可以使學(xué)生們領(lǐng)悟到生物技術(shù)的強(qiáng)大功能，而且可以使他們切身感受到生命科學(xué)和生物技術(shù)其實(shí)就在我們的日常生活中。再比如，講授“生物能源”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，在介紹最新的第二代燃料乙醇研發(fā)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化動(dòng)態(tài)的同時(shí)，我們結(jié)合南京工業(yè)大學(xué)在另一種重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和標(biāo)志性成果進(jìn)行講解，包括主持的兩項(xiàng)與生物甲烷相關(guān)的國(guó)家973項(xiàng)目“新一代生物催化與生物轉(zhuǎn)化的科學(xué)基礎(chǔ)”和“生物甲烷系統(tǒng)中若干過程高效轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)研究”，以及面向電動(dòng)汽車的甲烷燃料電池的研發(fā)新進(jìn)展。［8］通過這些內(nèi)容的介紹，學(xué)生們?cè)陬I(lǐng)悟到生物甲烷的優(yōu)越性及其生產(chǎn)流程，以及其中亟須解決的關(guān)鍵科學(xué)問題的同時(shí)，可以獲得這樣一種體驗(yàn)：其實(shí)生物能源研究就在我們周圍。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步以南京工業(yè)大學(xué)的生物甲烷示范工程項(xiàng)目作為講授素材，詳細(xì)講解生物甲烷的生產(chǎn)流程及其廣泛應(yīng)用和對(duì)節(jié)能減排的貢獻(xiàn)。

三、教學(xué)改革的效果