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范代娣:一生倾情类人胶原蛋白

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:1748    评论:0    
  

"吃药了吗?你要多喝水,注意休息,没事不要来实验室了。"11月25日,笔者在西北大学见到范代娣时,她正跟一个患重感冒的学生聊天。
  很难相信就是眼前这位质朴无华、亲切的像个邻家大姐的女子,历尽10余年的心血和汗水,利用基因工程技术率先生产出"类人胶原蛋白",填补了国内外空白。

  目前,她研制的十余种不同性能的类人胶原蛋白产品,均已列入国家级重点新产品行列,不仅可广泛用于人工皮肤,人工血管等生物医学材料领域,还开启了用人类自身基因修复皮肤的护肤美容新纪元……

  与此同时,范代娣也先后获得"陕西省科技进步奖"、"全国‘三八’红旗手"、"新世纪百千万工程国家级人选"等11项省部级以上荣誉及奖励。

  不过,面对"中国工业生物化学与分子生物学分会副理事长"、"西北大学化工学院副院长"、"类人胶原蛋白课题组长"等诸多头衔,范代娣坦言最喜欢的还是最后一个,"目前主要精力还是放在科研上"。

  一堂课,她成为我国第一届生物化工博士

  高考填报志愿时,喜欢化学的范代娣报考了西北大学化工系。"当时也不知道化工和化学到底啥区别,以为都是学化学的。"然而,入学后的第一堂专业认识课却让她心情跌到低谷。"小时候下地干活我就很不喜欢化肥味,老师说化工专业就是去化工厂,生产化肥。当时别提多失望了。"

  "也不能换专业,农村出来的孩子退学重新考也不现实。"范代娣回忆说,当时,全国上下都在宣传"21世纪是生物工程的世纪",这引起了她的极大兴趣,仿佛沙漠里的孤舟找到了前行的方向,在学习化工专业的同时,她选修了大量生物学的课程。

  她笑言自己大学俨然是"后高中时代"。因为作息时间极其规律,同学们笑称她是班里的"时间表"。4年后,她顺利考取西北大学生物化工方向的研究生,随后考入华东理工大学攻读博士学位,从而成为我国第一届生物化工专业博士。

  "生物化工是生物学、化学工程等多学科组成的交叉学科,主要是用化学工程的基本理论和方法,研究有生物体或生物活性物质参与的过程中的基本理论和工程技术。"范代娣说。

  她举例说,同样一个实验,在摇瓶或小发酵罐里做,与在中试规模实验装置做,由于菌体所处培养环境不同,实验数据不会按比例简单放大,小试实验的数据很难在规模放大中重复,这是生物技术产业化过程中的"瓶颈"。

  这正是她博士期间的研究方向,为了搞清楚这一规律,范代娣不知道做了多少实验。每批次发酵反应需要24小时,一刻都不能离人,从准备实验到发酵放罐,需要3天的时间,由于长时间的疲劳实验,范代娣那段时间的身体状况很差。

  不过,这些都为她日后在西北大学从事类人胶原蛋白的研究及其产业化奠定了坚实的基础。

  一股拼劲:她第一次生产出类人胶原蛋白

  如今的西北大学类人·生物医学材料重点实验室面积达1000余平方米,拥有世界上各种先进的实验设备100多台,包括多名留学归国人员在内的50余名专家学者,很多国际知名学者参观后都对其软硬件设施称赞不已。

  这与15年前,范代娣刚回来时完全是"天壤之别"。她清楚地记得,"当时由于学校经费拮据,只给了5000元的科研启动金,没有完善的高压灭菌系统、没有高级的生物安全柜和净化环境来做细胞培养、没有真空冷冻干燥系统、甚至没有一台像样的多功能显微镜……"

  然而,就是在这样的条件下,凭借"能吃苦,不娇气"的拼劲,范代娣攻克了"类人胶原蛋白"这一被国内外同行认定为具备世界领先水平的专利技术。

  范代娣告诉记者,胶原蛋白是重要的生物材料。然而,在类人胶原蛋白之前,国内外都是从动物中提取胶原蛋白,其生产周期长、提取技术落后,来源因取材不同完整结构的胶原蛋白的价格差异较大,一克从鼠尾中提取的胶原蛋白有公司卖9.3万美金,且存在自身结构及性能的缺陷。

  "能不能利用基因工程技术来生产胶原蛋白?"凭借多年的研究经验,范代娣认为"将人体胶原蛋白的mRNA逆转录成cDNA后重组于工程菌内,经过高密度发酵、分离、复性、纯化等工艺环节,最终可以生产出一种人源型胶原蛋白,这在理论上完全行得通。"

  说起来容易做起来难,以工程菌高效表达体系的构建为例,仅仅是该技术的一个核心步骤,她带领的团队却用了差不多三年的时间才攻克。

  苦心人,天不负。2000年底,范代娣他们用基因工程技术高密度发酵生产的"类人胶原蛋白"问世,经鉴定专家组认定"项目水平达到国际领先"。2001年,该技术获得了国家发明专利,并申报了国际PCT专利。

  "由于这种胶原蛋白的结构和特性与人体自身胶原蛋白非常类似,故称之为‘类人胶原蛋白’,它突破了传统动物胶原蛋白的限制,具有无病毒隐患、低排异反应、水溶性强、酸碱度为中性、变性温度提高、可加工性强、皮肤渗透性强等特性,可用于生物医药、组织工程材料、美容化妆品及保健品等行业。"范代娣自豪地说。

  一个理念:让科研成果走向市场

  范代娣有个理念:技术上突破并得到认可仅仅是走向成功的第一步,类人胶原蛋白的真正价值只有在市场上才能得以体现。"如果不搞产业化,类人胶原蛋白停留在实验室里无异于死路一条"。

  2000年,西北大学与西安巨子生物基因技术股份有限公司合作,开始了类人胶原蛋白的产业化,先后与清华大学、西安交通大学、美国新泽西医学院等合作开展了类人胶原蛋白系列人工骨、人工神经管、止血海绵、复合止血膜等项目的研发。

  范代娣告诉记者,在医学材料产业,类人胶原蛋白的应用可以更为有效的改变疾病治疗方式。例如以类人胶原蛋白为基础原料的人工骨完全可以取代人工骨支架;再如以类人胶原蛋白为基础,利用胶原蛋白趋向性引导和促细胞生长功能制成的人工血管,更可促进人体自身血管组织逐渐形成,完后在人体内自行降解。

  "像烧伤、烫伤、化学物质的灼伤以及疾病造成的皮肤缺损在使用类人胶原蛋白制成的人工皮肤后,可以让肌肤有效恢复;以类人胶原蛋白为原料制成的止血海绵术后无需取出,可自行降解,不仅可快速止血,更能有效促进创伤部位的愈合和修复。"范代娣说。

  不仅如此,在美容化妆品行业,类人胶原蛋白也具有广阔的应用前景,它可以迅速改善皮肤因胶原蛋白流失而引发的皱纹、斑痕、干涩等老化现象,而且保湿作用明显,达到滋润皮肤、美容养颜之目的。

  目前,类人胶原蛋白已经应用于医学整形和美容化妆领域。像激光、光子、冷冻、高频、磨削、拉皮等医学整形美容手术后皮肤的修复养护;痤疮或外伤引起的凹陷性瘢痕、皮肤红血丝症、皮肤萎缩、晒伤、灼伤等皮肤损伤治疗均可使用类人胶原蛋白为核心原料的美容修复产品。

  谈及未来,她说,"还要继续类人胶原蛋白的研发,我注定要跟它打一辈子交道了"。(许清)

 
     
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