發展
我學院的生物工程學科在國內名列前三,上海第一。是國內唯一同時依託國家重點實驗室和國家工程中心的發酵工程學科。主要基於生物技術工程化中的科學問題研究,著重解決包括微生物、動植物細胞、酶催化等在內的關鍵技術問題,逐漸形成了微生物工程、細胞培養工程、生物催化與酶工程三個研究方向。在生物工程的工程化技術方面,尤其是在生物反應的過程工程方面,在工藝、工程、裝備一體化研究和工程化推廣套用中,名列國內前茅,在上海市具有領先優勢。根據教育部學位中心2009年公布的2008年全國“輕工技術與工程”學科評估排名,我校以發酵工程為重點的“輕工技術與工程”一級學科在全國排名第三。學科推廣的發酵過程最佳化與放大研究理論、方法與裝備及培養的大批優秀專業人才,為我國的發酵行業技術進步作出了巨大貢獻。
生物工程示範實驗教學中心就是基於上述背景,為了更好發揮學科的優勢,為上海市乃至全國的生物工程行業培養更多優秀人才而成立。所依託的生物工程學院有生物工程系、套用生物學系、食品科學與工程系三個教學單位,共有生物工程、生物技術、生物科學、食品科學與工程、食品質量與安全五個本科專業。同時,依託生物反應器工程國家重點實驗室、國家生化工程技術研究中心(上海)、生物化工國家重點學科以及發酵工程上海市重點學科為科研平台,以強大的科研基地為支撐,構建教研互動本科實驗教學體系。
生物工程示範實驗教學中心的發展起源於我校1954年成立的抗生素工學專業的最早的抗生素實驗室,當時的主要方向是抗生素的發酵與提煉,所開設的實驗內容及實驗設備與早期的《抗生素》、《抗生素生產工藝學》相配合。期間著名科學家代表有馬譽徵、俞俊棠教授。
1975年我校組建了工業生化專業,由當時的上海科技大學生化專業整體遷移而來。以袁勤生為代表的十多名教師來到當時的上海化工學院,成立工業生化專業,開設了依託於理論課程實驗教學,包括生物化學實驗、生化技術實驗,普通生物學實驗。1980年抗生素製造工學專業實驗室更名為生化工程專業實驗室,實驗室細分為發酵工程實驗室、生物分離工程實驗室、生物工程過程實驗室。工業生物化學專業實驗室更名為生物化學實驗室。同時建立普通生物學實驗室、生化技術實驗室、微生物學實驗室。1985年我校創建食品工程專業,建立食品工程專業實驗室,並建立了依託於相關專業課的實驗內容,教學管理歸口於生化工程系。食品工程專業實驗室分出食品工程實驗室、食品工藝實驗室,食品化學與食品分析實驗室。至此,構成了生化工程系下屬的生化工程專業、工業生化專業和食品工程專業三個專業。1999年,根據教育部專業目錄及本科招生擴招的形勢,將原來的生化工程系分為生物工程系和套用生物學系。生物工程系下屬生物工程專業和食品科學與工程專業。套用生物學系下屬生物科學與生物技術二個專業。2006年成立食品科學與工程系,下設食品科學與工程及食品質量與安全二個專業,其中食品質量與安全為2008年新成立的專業。形成了三系五專業的教學體系。2000年合併基礎教學實驗室,成立生物技術基礎實驗中心,將分子生物學實驗、微生物實驗、生物化學實驗、生物學實驗歸併到生物技術基礎實驗中心。2005年,學院為了發揮生物工程學科優勢,將所有專業教學實驗室與生物技術基礎實驗中心合併,成立校、院兩級管理的生物工程實驗教學中心,集實驗教學和實驗室管理一體,強化生物工程的生物學和工程學基礎訓練,體現基本實驗技能的系統訓練與科學研究能力培養相結合,努力實現實驗中心向多學科的開放。
中心現有實驗技術人員49人,其中教授12人,副教授13人,講師18人。有博士學位的實驗教師21人,有碩士學位的實驗教師13人。中心主任張元興教授是是生物工程學院院長,現任國家“863”計畫海洋技術領域專家組副組長,上海科技發展重點領域技術預見專家(2007-2009年度)。他熱心本科教學,領導實驗教學體系的改革,取得豐碩成果。一大批知名教授親臨教學第一線,主抓教學實驗開發,將科研成果轉化為本科生綜合性設計型實驗,積極申報國家級、上海市及校內大學生創新實驗課題。
生物工程示範實驗中心開出專業基礎實驗和專業基本技能實驗74項,綜合性設計型實驗18項,開放實驗6項,低年級大學生專業認知實驗5項,低年級大學生微生物趣味知識實驗競賽和人類癌症易感基因預測實驗競賽各1項。每年開出大學生課餘創新實驗80餘項,讓每一位同學有機會參與創新實驗。七個層面的實驗共160餘項。形成以發酵工程技術為核心,加強工程能力,拓展分子水平認知能力,生物工程產品上中下游相互貫通,以工程學與分子生物學相結合的實驗教學體系。
生物工程實驗中心面積3200 m2,在過去五年里獲得學校各類實驗室建設經費800多萬人民幣,增添儀器設備500多台;生物反應器工程國家重點實驗室儀器平台擁有質譜儀、細胞流質儀、離子色譜儀、雙向電泳儀、毛細管電泳儀、超臨界相平衡儀等大型儀器,價值1200多萬元,全部對本科生實驗開放。國家生化工程技術研究中心的發酵過程工程實驗室投入600多萬元,配備了具有全新發酵過程最佳化與放大研究理念的發酵罐、發酵過程數據處理軟體包、發酵過程關鍵代謝參數檢測的質譜儀、氣質聯用儀、離子色譜以等儀器設備,及發酵工程遠程控制示範實驗室等發酵過程參數線上監測的發酵設備,對本科教學開放,接待國內外實驗教師共約700多人,取得良好輻射效果。正在建設的縮微型發酵工廠計畫對本科教學開放,將為培養學生工程實踐能力發揮積極作用。
生物工程實驗中心教師過去五年中從工業發酵過程的第一線凝鍊出科學問題,然後開展了圍繞發酵工程菌株選育、過程最佳化與放大及清潔生產等關鍵技術的研究,並將這些關鍵技術形成了工藝、工程、裝備一體化的技術推廣,在國內大宗產品發酵企業(尤其是80%以上的抗生素生產企業)推廣,20多個產品的發酵產量取得突破,獲得了一項國家科技進步二等獎,一項國家教學成果二等獎,十多項省部及地方科技獎和教學獎。承擔國家973課題1項,子課題2項,“十一五”863計畫23項,國家自然科學重點基金及國家新藥創製重大專項3項,國家自然科學基金面上項目30多項,地方科研項目及企業合作項目數十項。發表SCI科研論文500多篇,授權專利50項,發表SCI教學論文2篇,中文教學研究論文50多篇,其中與實驗中心建設相關教學論文有12篇。出版實驗教材2本。實驗中心有生物工程國家特色專業、《發酵工程》和《酶工程》2門國家精品課程,有《基因工程》、《生物化學》及《生物分離工程》3門上海市精品課程和一批校級精品課程,出版了“多尺度微生物過程最佳化”、“現代工業發酵調控”等專著與教材。這些成果以教研互動,科研支撐和反哺教學的形式有力促進了本科生創新能力和工程能力的培養。
實驗中心發揚生物工程優勢和特色,將生物學與工程學的技術套用到輕工領域,培養創新型工程技術英才。實驗中心秉承“勤奮求實,勵志明德”的校訓,堅持:“強化基礎,突破專業,弘揚優勢,輻射全國”的建設和發展理念。“強化基礎”就是注重每個學生基本實驗技能的訓練,每個學生必須掌握應知應會實驗操作技能。“突破專業”就是課程打破專業界線,在大學科平台上設計實驗內容,實現學科知識交叉。“弘揚優勢”就是將我校生物工程的傳統優勢保持和發揚,使之不斷壯大。“輻射全國”旨在將中心先進實驗內容,管理及運行模式及發展理念通過交流輻射到全國同類高校,起到示範作用。
走過了50多年不同歷史階段的生物工程實驗中心,經過多次大規模投資和建設,已形成以發酵工程技術為特色,多學科交叉,實驗儀器設備先進,全方位開放,教研互動式實驗中心。為做好兩校區實驗運行和管理,合理安排實驗內容,中心計畫在近三年內將大部分專業基礎實驗和專業基本技能實驗遷移至奉賢校區,形成兩校區銜接互動,功能互補的綜合性生物工程示範實驗中心。實驗中心全體教師正以飽滿的熱情和強烈的責任感為建設功能齊全,內容豐富,設備優良,運轉高效,理念先進,管理一流的生物工程示範實驗中心而努力奮鬥。