戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)二：生物技術(shù)

瑞鵬資產(chǎn) 米黔林

生物技術(shù)領(lǐng)域是一個廣泛而多樣的領(lǐng)域，涵蓋了多個子領(lǐng)域和研究方向。主要包括以下幾類：

01.基因工程

基因工程是生物技術(shù)的核心領(lǐng)域之一，涉及基因或DNA分子的直接操作，以及創(chuàng)建或修改生物體的遺傳特性，包括基因克隆、基因編輯（如CRISPR-Cas9技術(shù)）、基因療法等?；蚬こ坍a(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€高度技術(shù)化、專業(yè)化的產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋了從核心物料生產(chǎn)到測序分析再到商業(yè)化應(yīng)用的全過程。

基因工程產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游、中游和下游三個環(huán)節(jié)。

（1）上游環(huán)節(jié)是核心物料的生產(chǎn)，主要包括基因測序儀、特殊試劑和專利技術(shù)。這些核心物料是基因工程產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)，具有高度的技術(shù)含量和市場價(jià)值。

（2）中游環(huán)節(jié)是測序分析，即利用基因測序儀、特殊試劑等分析采集的基因，獲得最終數(shù)據(jù)。這一環(huán)節(jié)需要高度的技術(shù)水平和專業(yè)的分析能力，是基因工程產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

（3）下游環(huán)節(jié)則是醫(yī)院、第三方機(jī)構(gòu)等渠道，它們負(fù)責(zé)提供用戶的基因樣本，是基因工程產(chǎn)業(yè)鏈的終端環(huán)節(jié)。這些機(jī)構(gòu)通過與上游和中游環(huán)節(jié)的合作，將基因工程技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、藥物研發(fā)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)基因工程技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

02.蛋白質(zhì)工程

蛋白質(zhì)工程是指通過改變生物體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能來創(chuàng)建新的或改良的生物制品。這包括設(shè)計(jì)具有特定功能的蛋白質(zhì)，以及優(yōu)化現(xiàn)有蛋白質(zhì)的性能。其產(chǎn)業(yè)鏈主要包括以下環(huán)節(jié)：

（1）蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和研究：科學(xué)家們通過不斷的實(shí)驗(yàn)和觀察，發(fā)現(xiàn)大量的蛋白質(zhì)，并逐漸揭示其結(jié)構(gòu)和功能。這些研究成果為進(jìn)一步的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（2）蛋白質(zhì)的生產(chǎn)：科學(xué)家們利用生物工程技術(shù)，通過基因重組和發(fā)酵等方法，大規(guī)模生產(chǎn)各種蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)可以用于醫(yī)藥領(lǐng)域的藥物研發(fā)，也可以用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的作物改良。

（3） 蛋白質(zhì)的應(yīng)用：蛋白質(zhì)在醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，可以用于治療各種疾病，如癌癥、心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。此外，蛋白質(zhì)還可以用于食品工業(yè)和化妝品工業(yè)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和功能。

03.細(xì)胞工程

細(xì)胞工程涉及對細(xì)胞進(jìn)行操作，以改變其生長、分化或代謝等特性。包括細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞療法等。細(xì)胞工程產(chǎn)業(yè)鏈主要包括三部分：

一是底層的能力層，包括人才、過程溯源、認(rèn)證檢測等。二是細(xì)胞產(chǎn)品制備的智造層。三是具有顯示度的醫(yī)療技術(shù)和產(chǎn)品治療的應(yīng)用服務(wù)的產(chǎn)品層，如醫(yī)院的細(xì)胞存儲和細(xì)胞回輸。

以細(xì)胞治療領(lǐng)域?yàn)槔?，?xì)胞治療是指采（備）取人自體或異體來源具有特定功能的活細(xì)胞，經(jīng)體外制備后輸入（或植入）人體，達(dá)到治療疾病效果的一種治療技術(shù)。體外制備包括分離、純化、培養(yǎng)、擴(kuò)增、活化、細(xì)胞系的建立、凍存復(fù)蘇等步驟，制備的細(xì)胞系具有增強(qiáng)免疫、殺滅病原體和腫瘤癌變細(xì)胞、修復(fù)和重建組織等療效。

04.發(fā)酵工程

發(fā)酵工程是利用微生物進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的過程，如生產(chǎn)酒精、抗生素、酶等。這包括優(yōu)化發(fā)酵過程、提高生產(chǎn)效率等。發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)鏈主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）上游原料獲取：包括農(nóng)作物（如玉米、小麥等）、糖類物質(zhì)（如葡萄糖、蔗糖等）以及其他有機(jī)物質(zhì)。這些原料為發(fā)酵過程提供必要的碳源、氮源、無機(jī)鹽等營養(yǎng)成分。

（2）菌種選育與培育：通過現(xiàn)代生物技術(shù)手段，篩選和培育具有優(yōu)良發(fā)酵性能的微生物菌種。這些菌種在發(fā)酵過程中起著關(guān)鍵作用，決定了發(fā)酵產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量。

（3）發(fā)酵過程控制：在發(fā)酵罐中進(jìn)行，通過調(diào)節(jié)溫度、pH值、氧氣供應(yīng)等條件，控制微生物的生長和代謝過程，以獲得所需的發(fā)酵產(chǎn)物。

（4）產(chǎn)物提取與精制：發(fā)酵結(jié)束后，通過離心、過濾、萃取等手段，將發(fā)酵產(chǎn)物從發(fā)酵液中分離出來，并進(jìn)行精制處理，得到符合要求的最終產(chǎn)品。

（5）下游產(chǎn)品應(yīng)用：發(fā)酵工程產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。例如，食品工業(yè)中的面包、啤酒、醬油等產(chǎn)品，醫(yī)藥工業(yè)中的抗生素、維生素等藥物，以及化工工業(yè)中的生物塑料、生物燃料等產(chǎn)品，都是發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。

05.生物信息學(xué)

生物信息學(xué)是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)方法處理生物數(shù)據(jù)的科學(xué)。這包括基因組測序、基因表達(dá)分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等。生物信息學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€涵蓋了多個環(huán)節(jié)的綜合性產(chǎn)業(yè)鏈，主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）數(shù)據(jù)采集：這是生物信息學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈的起始環(huán)節(jié)，主要包括從各種生物樣本（如基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等）中獲取原始數(shù)據(jù)。這個環(huán)節(jié)通常涉及到實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和儀器設(shè)備的使用。

（2）數(shù)據(jù)存儲和管理：采集到的原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有效的存儲和管理，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和挖掘。這個環(huán)節(jié)需要用到高性能計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

（3）數(shù)據(jù)分析：這是生物信息學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，主要包括對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和挖掘，以揭示生物信息的內(nèi)在規(guī)律和特征。這個環(huán)節(jié)需要用到各種生物信息學(xué)算法和軟件工具。

（4）數(shù)據(jù)解釋和應(yīng)用：通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可以得到一些有意義的生物學(xué)信息，如基因的功能、疾病的發(fā)病機(jī)制等。這些信息可以為生物醫(yī)學(xué)研究提供重要的參考和依據(jù)，也可以為藥物研發(fā)、疾病診斷和治療等提供支持。

在生物信息學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈中，各個環(huán)節(jié)之間是相互聯(lián)系、相互支持的。同時，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物信息學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷延伸和完善，如新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)分析方法和數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)等。

06.組織工程

組織工程是利用生物材料、細(xì)胞和生長因子等構(gòu)建具有特定功能的生物組織或器官。這包括皮膚、骨骼、肌肉等組織的再生和修復(fù)。組織工程產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€涉及多個領(lǐng)域和技術(shù)的綜合性產(chǎn)業(yè)鏈，主要包括上游原材料和設(shè)備供應(yīng)、中游細(xì)胞和組織培養(yǎng)、以及下游產(chǎn)品應(yīng)用和市場銷售等環(huán)節(jié)。以下是組織工程產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵要素：

（1）上游原材料和設(shè)備供應(yīng)：

- 細(xì)胞來源：包括自體細(xì)胞、異體細(xì)胞、干細(xì)胞等，這些細(xì)胞用于后續(xù)的組織培養(yǎng)。

- 生物材料：如生物相容性材料、生物活性材料、生物降解材料等，用于構(gòu)建細(xì)胞生長的支架和載體。

- 培養(yǎng)基和試劑：包括細(xì)胞培養(yǎng)基、生長因子、細(xì)胞因子等，用于支持細(xì)胞的生長和分化。

- 設(shè)備：如生物反應(yīng)器、細(xì)胞培養(yǎng)箱、離心機(jī)等，用于細(xì)胞和組織培養(yǎng)過程中的操作和控制。

（2）中游細(xì)胞和組織培養(yǎng)：

- 細(xì)胞培養(yǎng)和擴(kuò)增：通過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，將原材料中的細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和分化，以獲得足夠的細(xì)胞數(shù)量。

- 組織構(gòu)建：將細(xì)胞與生物材料結(jié)合，形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的組織。這包括使用細(xì)胞打印技術(shù)、生物3D打印技術(shù)等，將細(xì)胞精確地放置和生長在三維結(jié)構(gòu)中。

- 質(zhì)量控制和檢測：對培養(yǎng)過程中的細(xì)胞和組織進(jìn)行質(zhì)量檢測和評估，以確保其質(zhì)量和安全性。

（3）下游產(chǎn)品應(yīng)用和市場銷售：

- 醫(yī)療器械：將組織工程產(chǎn)品應(yīng)用于醫(yī)療器械中，如人工關(guān)節(jié)、人工牙齒、皮膚替代品等。

- 藥物研發(fā)：組織工程產(chǎn)品可用于藥物研發(fā)過程中的疾病模型構(gòu)建和藥物篩選。

- 再生醫(yī)學(xué)：組織工程產(chǎn)品可用于治療各種疾病，如心臟病、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病等。

- 市場銷售：將組織工程產(chǎn)品推向市場，通過銷售和推廣，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)化運(yùn)作。

07.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)涉及利用生物技術(shù)改良農(nóng)作物、家畜和漁業(yè)資源，以提高產(chǎn)量、抗病性、適應(yīng)性等。這包括轉(zhuǎn)基因作物、基因編輯動物等。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€涵蓋了多個環(huán)節(jié)的復(fù)雜系統(tǒng)，主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：

（1）研發(fā)環(huán)節(jié)：這是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的起點(diǎn)，包括基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。在這一環(huán)節(jié)中，科研機(jī)構(gòu)和高校等研究機(jī)構(gòu)通過基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程等技術(shù)手段，研發(fā)出具有優(yōu)良性狀的新品種、新肥料、新農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品。

（2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)：研發(fā)出的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品需要經(jīng)過生產(chǎn)環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品。這一環(huán)節(jié)包括種子繁育、肥料生產(chǎn)、農(nóng)藥生產(chǎn)等。生產(chǎn)過程中的設(shè)備、技術(shù)、管理等因素都會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

（3）推廣環(huán)節(jié)：生產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品需要通過推廣環(huán)節(jié)才能被廣大農(nóng)民所接受和應(yīng)用。這一環(huán)節(jié)包括產(chǎn)品宣傳、示范推廣、技術(shù)培訓(xùn)等。推廣的效果將直接影響到農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和普及程度。

（4）銷售環(huán)節(jié)：經(jīng)過推廣環(huán)節(jié)后，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品將進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)包括產(chǎn)品銷售、市場營銷等。銷售環(huán)節(jié)的成功與否將直接影響到農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

（5）服務(wù)環(huán)節(jié)：在服務(wù)環(huán)節(jié)中，企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支持、售后服務(wù)等，確保農(nóng)民在使用農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品過程中得到及時、有效的幫助和支持。

08.生物傳感器技術(shù)

生物傳感器技術(shù)是一種將生物活性物質(zhì)與物理或化學(xué)傳感器結(jié)合，通過分子識別來檢測并轉(zhuǎn)換生物信號的技術(shù)。生物傳感器可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等領(lǐng)域，為人類的健康和生活質(zhì)量提供有力支持。生物傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游原材料供應(yīng)、中游傳感器制造和封裝，以及下游應(yīng)用市場。

（1）上游領(lǐng)域，生物傳感器制造所需的原材料主要包括生物活性物質(zhì)、敏感元件、信號轉(zhuǎn)換器等。這些原材料的質(zhì)量和性能直接影響到中游傳感器制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量和性能。

（2）中游環(huán)節(jié)是生物傳感器的制造和封裝。這個環(huán)節(jié)涉及到傳感器的設(shè)計(jì)、制造、封裝和測試等多個環(huán)節(jié)。傳感器的性能和穩(wěn)定性在這個階段得到保障。

（3）下游應(yīng)用市場，生物傳感器被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、環(huán)保、食品安全、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，生物傳感器可以用于檢測血糖、心率等生理參數(shù)，幫助醫(yī)生進(jìn)行診斷和治療。在環(huán)保領(lǐng)域，生物傳感器可以用于監(jiān)測水質(zhì)、空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)，為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

09.生物制藥技術(shù)

生物制藥技術(shù)主要利用基因變異或DNA重組等生物技術(shù)，借助微生物、動植物細(xì)胞等來生產(chǎn)大分子藥物。這包括從微生物、人體、動物、植物和海洋生物等天然生物材料中提取出原物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、酶、核酸、激素等，然后進(jìn)行合成加工，最終制成生物藥品。

生物制藥的產(chǎn)業(yè)鏈包括上游、中游和下游。上游是產(chǎn)品研發(fā)和原材料的生產(chǎn)，主要包括天然的生物材料以及制藥設(shè)備，如生物反應(yīng)器、培養(yǎng)基、滅菌設(shè)備、冷凍機(jī)等，其中生物反應(yīng)器是生物制藥最核心且最關(guān)鍵的設(shè)備。中游是生物藥產(chǎn)品及生物藥生產(chǎn)商的研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品主要包括抗體、疫苗、重組蛋白、血液制品、診斷試劑等。下游則是各醫(yī)療商業(yè)以及通過線上線下渠道服務(wù)終端消費(fèi)者，包括醫(yī)藥的銷售和消費(fèi)，以及生物醫(yī)藥外包服務(wù)CRO、CMO、CDMO及CSO等。

10.生物能源技術(shù)

生物能源技術(shù)主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物燃?xì)獾?，它們都是以可再生資源為原料，通過一系列化學(xué)反應(yīng)或生物過程轉(zhuǎn)化而成的能源。這些技術(shù)具有環(huán)保、可再生的特點(diǎn)，是未來能源發(fā)展的重要方向之一。

在生物能源產(chǎn)業(yè)鏈中，上游主要是生物質(zhì)原料的收集、運(yùn)輸和預(yù)處理，包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、畜禽糞便等。中游則是生物能源的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化，包括發(fā)酵、化學(xué)轉(zhuǎn)化等過程，生產(chǎn)出燃料乙醇、生物柴油等生物能源產(chǎn)品。下游則是生物能源的應(yīng)用和銷售，包括生物能源在交通、電力、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及生物能源產(chǎn)品的銷售和市場推廣。

在生物能源產(chǎn)業(yè)鏈中，每個環(huán)節(jié)都有其特定的技術(shù)和市場要求。例如，上游原料的收集和處理需要高效、環(huán)保的技術(shù)和設(shè)備，以保證原料的質(zhì)量和數(shù)量；中游生物能源的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化需要先進(jìn)的生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；下游生物能源的應(yīng)用和銷售則需要完善的市場體系和銷售渠道，以推廣生物能源的應(yīng)用和提高市場份額。

11.生物環(huán)保技術(shù)

生物環(huán)保技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€涉及多個領(lǐng)域的綜合性系統(tǒng)，主要包括生物技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，以及相關(guān)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和發(fā)展。這些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈以保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，涵蓋了從污染源治理到廢棄物資源化利用等各個方面。

首先，生物環(huán)保技術(shù)主要依托生物制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)化工原料和過程的生物技術(shù)替代。這包括利用功能型微生物、酶制劑等生物技術(shù)，推動實(shí)現(xiàn)水體脫氮除磷、重金屬土壤修復(fù)、固體廢物利用處置等。這些技術(shù)的應(yīng)用，有助于減少污染物的排放，提高資源的利用效率，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

其次，生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的重要手段。這包括發(fā)展高性能生物環(huán)保材料和生物制劑，推動化工、醫(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造與生物技術(shù)深度融合，向綠色低碳、無毒低毒、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。同時，通過發(fā)展污染物生物環(huán)境響應(yīng)監(jiān)測、生物降解和生物修復(fù)、生物資源回收利用等生物環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈，可以進(jìn)一步提高廢棄物的資源化利用率，減少環(huán)境污染。

此外，生物能源的發(fā)展也是生物環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。通過優(yōu)選和改良中高溫厭氧發(fā)酵菌種，提高生物質(zhì)厭氧處理工藝及厭氧發(fā)酵成套裝備研制水平，可以加快生物天然氣、纖維素乙醇、藻類生物燃料等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造。這些生物能源的應(yīng)用，不僅可以替代傳統(tǒng)的化石能源，減少碳排放，而且還可以通過市政、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，推動化石能源向綠色低碳可再生能源轉(zhuǎn)型。

最后，產(chǎn)業(yè)園區(qū)作為生物環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的重要載體，也發(fā)揮著重要的作用。通過建設(shè)以生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)成型燃料及其他可再生能源為主要能源的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，可以進(jìn)一步推動生物環(huán)保技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和環(huán)境的協(xié)同治理。

生物環(huán)保技術(shù)涵蓋了生物技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用、環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和發(fā)展、生物能源的開發(fā)和應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè)等多個方面。這些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，將有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，推動經(jīng)濟(jì)社會的綠色轉(zhuǎn)型。