课程大纲

课程大纲

生物过程工程

课程编码:081703M04002H 英文名称:Bioprocess Engineering 课时:50 学分:3.00 课程属性:专业核心课 主讲教师:马光辉等

教学目的要求
本课程为化学工程与技术学科硕士研究生的专业核心课,也可作为生物、化学、环境等相关学科研究生的选修课。生物过程工程是用过程工程原理对使用生物催化剂的过程进行设计、开发和分析,生物过程工程是实现生物材料应用过程产业化的关键学科。通过本课程的学习,学生应掌握生物过程工程的概念和方法。目的是使学生能够将工程方法更好地应用于生物催化与分离等领域,对于今后硕士生从事生物过程相关科研和管理等工作具有指导意义。

预修课程

大纲内容
第一章 生物过程工程导言 3学时 邢建民
第1节 过程工程、生物技术与生物过程工程
第2节 生物过程工程的基本概念
第3节 生物过程工程的范例:青霉素的工业生产
第4节 中国的青霉素研发工作
第二章 合成生物学 3学时 邢建民
第1节 合成生物学与生物工程、系统生物学
第2节 合成生物学的核心内容
第3节 合成生物学使能技术
第4节 合成生物学的应用
第三章 生物化学品过程工程 3学时 邢建民
第1节 生物基化学品的发展趋势
第2节 典型生物基化学品的产业分析
第3节 丁二酸合成的代谢工程
第4节 丁二酸的分离工艺
第四章 生物制品生产——细胞培养过程工程 3学时 周炜清
第1节 生物制品(疫苗、抗体等)的发展趋势
第2节 生物制品规模化生产过程(动物细胞培养)
第3节 细胞培养载体的发展与应用
第4节 生物制品生产的GMP管理
第五章 生物制品分离纯化过程工程 4学时 周炜清
第1节 生物分离的基本过程
第2节 层析技术纯化蛋白质药物
第3节 生物大分子纯化面临的挑战
第4节 新层析介质的研发与应用
第5节 生物制品生产的GMP管理
第六章 酶和生物催化过程工程 2学时 周炜清
第1节 生物催化的优势及应用
第2节 固定化酶的发展与应用
第七章 干细胞与干细胞疗法 2学时 周炜清
第1节 干细胞概述
第2节 干细胞药物上市情况及监管政策
第3节 干细胞规模制备
第八章 生物安全 1学时 周炜清
第1节 生物安全基本概念
第2节 生物危害
第3节 生物安全战略与策略
第九章 生物材料过程工程 5学时 马光辉
第1节 生化工程与生物过程工程简介
第2节 微球材料促进生化工程发展(微载体与分离介质)
第3节 高分子微球生物材料的制备方法
第4节 微球材料促进生化工程发展(固定化酶载体)
第十章 生物剂型过程工程 10学时 马光辉
第1节 生物剂型工程的重要性
第2节 蛋白质/多肽剂型工程
第3节 抗癌药剂型工程
第4节 疫苗制剂工程
第5节 其他(DNA、mRNA、小干扰RNA)
第十一章 生物过程工程仪器分析 3学时 魏炜
第1节 细胞影像
第2节 活体影像
第十二章 医用材料过程工程 3学时 魏炜
第1节 概论
第2节 人工器官、疾病诊断等
第3节 血管支架、组织修复等
第十三章 抗肿瘤医药过程工程 3学时 魏炜
第1节 难溶药物
第2节 靶向载体
第3节 基因治疗
第4节 肿瘤微环境干预
第5节 肿瘤疫苗
第6节 仿生剂型
第十四章 复习课 3学时 魏炜
第1节 复习个章节内
第十五章 考试 2学时 魏炜
第1节 考试

参考书
1、 生物过程工程 麦可尔 L. 舒勒、费克莱特卡基 著;陈涛,赵学明等译 2008 化学工业出版社

课程教师信息
马光辉研究员,中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室主任,基金委创新群体首席/杰青,国家生化工程技术研究中心(北京)主任,中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员,中国颗粒学会理事,中国生物工程学会理事,担任J Microencapsulation、IEC Res等杂志编委。
马光辉研究团队研究方向为均一生物微球和微囊的制备及其在生化工程中的应用,研究和开发用于生化分离、药物载体、免疫佐剂(疫苗递送系统)、细胞培养微载体、酶固定化载体等创新产品。在Nat. Mater., Nat. Commun., JACS, Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Biomaterials等国际著名学术期刊上发表SCI论文385篇,他引约9000次,3篇论文先后获得Elsevier出版集团 “Highest Cited Original Research 2006 Awards”,“Top 50 Highly Cited Articles by Chinese Mainland Authors (2006-2010)”,“Top Cited Paper for 2010 and 2011”奖励。出版中英文专著11部,并在10部英文编著中任10章作者,其中包括美国著名的化学工程师手册《Perry's Chemical Engineer's Handbook》(中国学者首次参加撰写)。中国发明专利授权81项,美国专利授权4项,欧洲专利授权2项,日本专利授权2项,专利技术和产品在国内外500多家单位得到应用,包括美国GE Healthcare、美国辉瑞、英国联合利华、西班牙ABT、中国华兰生物、人福药业等企业。
已获得的奖励和荣誉包括:中国化工学会颁发的侯德榜化工科技创新奖1项(2014年),中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖1项(2013年)、中国分析测试协会科学技术一等奖1项(2013年),亚洲生物技术协会(AFOB)-亚洲青年生物技术杰出贡献奖(YABEC Award,2012年),中国仪器仪表学会“科技创新奖”1项(2011年),亚洲青年女科学家奖工程技术类第1名(2009年),中国石油和化学工业优秀出版物奖(图书奖)一等奖1项(2010年),国家技术发明二等奖1项(2009年),北京市科学技术一等奖1项(2005年),中央国家机关“巾帼建功”先进个人称号和中国科学院第二届“十大女杰”称号(2005年),还获得了2016年“中国科协全国优秀科技工作者”称号。