华东理工大学生物工程实验教学中心依托于生物工程学院,学院由1954年国内最早的抗生素制造工学专业发展起来的。1980年更名为全国最早的生化工程专业。后来,与1975年组建的工业生物化学专业、1985年组建的食品工程专业合并成立生化工程系。1991年被批准授予全国第一个生物化工博士点,同年被批准筹建生物反应器工程国家重点实验室,1995年通过验收;1996年成立国家生化工程技术研究中心(上海),2001年正式通过验收;2000年被批准为生物工程上海市重点学科,2001年被批准为生物化工国家重点学科;2003年被批准为发酵工程博士学位授权点,2007年发酵工程被批准为上海市重点学科;2008年被批准为生物工程国家特色专业,2009年获得上海市实验教学示范中心的称号。
华东理工大学生物工程实验的生物工程学科在国内名列前三,上海第一。是国内唯一同时依托国家重点实验室和国家工程中心的发酵工程学科。主要基于生物技术工程化中的科学问题研究,着重解决包括微生物、动植物细胞、酶催化等在内的关键技术问题,逐渐形成了微生物工程、细胞培养工程、生物催化与酶工程三个研究方向。在生物工程的工程化技术方面,尤其是在生物反应的过程工程方面,在工艺、工程、装备一体化研究和工程化推广应用中,名列国内前茅,在上海市具有领先优势。根据教育部学位中心2009年公布的2008年全国“轻工技术与工程”学科评估排名,我校以发酵工程为重点的“轻工技术与工程”一级学科在全国排名第三。学科推广的发酵过程优化与放大研究理论、方法与装备及培养的大批优秀专业人才,为我国的发酵行业技术进步作出了巨大贡献。
生物工程示范实验教学中心就是基于上述背景,为了更好发挥学科的优势,为上海市乃至全国的生物工程行业培养更多优秀人才而成立。所依托的生物工程学院有生物工程系、应用生物学系、食品科学与工程系三个教学单位,共有生物工程、生物技术、生物科学、食品科学与工程、食品质量与安全五个本科专业。同时,依托生物反应器工程国家重点实验室、国家生化工程技术研究中心(上海)、生物化工国家重点学科以及发酵工程上海市重点学科为科研平台,以强大的科研基地为支撑,构建教研互动本科实验教学体系。
生物工程示范实验教学中心的发展起源于我校1954年成立的抗生素工学专业的最早的抗生素实验室,当时的主要方向是抗生素的发酵与提炼,所开设的实验内容及实验设备与早期的《抗生素》、《抗生素生产工艺学》相配合。期间著名科学家代表有马誉徵、俞俊棠教授。
1975年我校组建了工业生化专业,由当时的上海科技大学生化专业整体迁移而来。以袁勤生为代表的十多名教师来到当时的上海化工学院,成立工业生化专业,开设了依托于理论课程实验教学,包括生物化学实验、生化技术实验,普通生物学实验。1980年抗生素制造工学专业实验室更名为生化工程专业实验室,实验室细分为发酵工程实验室、生物分离工程实验室、生物工程过程实验室。工业生物化学专业实验室更名为生物化学实验室。同时建立普通生物学实验室、生化技术实验室、微生物学实验室。1985年我校创建食品工程专业,建立食品工程专业实验室,并建立了依托于相关专业课的实验内容,教学管理归口于生化工程系。食品工程专业实验室分出食品工程实验室、食品工艺实验室,食品化学与食品分析实验室。至此,构成了生化工程系下属的生化工程专业、工业生化专业和食品工程专业三个专业。1999年,根据教育部专业目录及本科招生扩招的形势,将原来的生化工程系分为生物工程系和应用生物学系。生物工程系下属生物工程专业和食品科学与工程专业。应用生物学系下属生物科学与生物技术二个专业。2006年成立食品科学与工程系,下设食品科学与工程及食品质量与安全二个专业,其中食品质量与安全为2008年新成立的专业。目前,形成了三系五专业的教学体系。2000年合并基础教学实验室,成立生物技术基础实验中心,将分子生物学实验、微生物实验、生物化学实验、生物学实验归并到生物技术基础实验中心。2005年,学院为了发挥生物工程学科优势,将所有专业教学实验室与生物技术基础实验中心合并,成立校、院两级管理的生物工程实验教学中心,集实验教学和实验室管理一体,强化生物工程的生物学和工程学基础训练,体现基本实验技能的系统训练与科学研究能力培养相结合,努力实现实验中心向多学科的开放。
中心现有实验技术人员49人,其中教授12人,副教授13人,讲师18人。有博士学位的实验教师21人,有硕士学位的实验教师13人。中心主任张元兴教授是是生物工程学院院长,现任国家“863”计划海洋技术领域专家组副组长,上海科技发展重点领域技术预见专家(2007-2009年度)。他热心本科教学,领导实验教学体系的改革,取得丰硕成果。一大批知名教授亲临教学第一线,主抓教学实验开发,将科研成果转化为本科生综合性设计型实验,积极申报国家级、上海市及校内大学生创新实验课题。
生物工程示范实验中心开出专业基础实验和专业基本技能实验74项,综合性设计型实验18项,开放实验6项,低年级大学生专业认知实验5项,低年级大学生微生物趣味知识实验竞赛和人类癌症易感基因预测实验竞赛各1项。每年开出大学生课余创新实验80余项,让每一位同学有机会参与创新实验。七个层面的实验共160余项。形成以发酵工程技术为核心,加强工程能力,拓展分子水平认知能力,生物工程产品上中下游相互贯通,以工程学与分子生物学相结合的实验教学体系。
生物工程实验中心面积3200m2,在过去五年里获得学校各类实验室建设经费800多万人民币,增添仪器设备500多台;生物反应器工程国家重点实验室仪器平台拥有质谱仪、细胞流质仪、离子色谱仪、双向电泳仪、毛细管电泳仪、超临界相平衡仪等大型仪器,价值1200多万元,全部对本科生实验开放。国家生化工程技术研究中心的发酵过程工程实验室投入600多万元,配备了具有全新发酵过程优化与放大研究理念的发酵罐、发酵过程数据处理软件包、发酵过程关键代谢参数检测的质谱仪、气质联用仪、离子色谱以等仪器设备,及发酵工程远程控制示范实验室等发酵过程参数在线监测的发酵设备,对本科教学开放,接待国内外实验教师共约700多人,取得良好辐射效果。目前,正在建设的缩微型发酵工厂计划对本科教学开放,将为培养学生工程实践能力发挥积极作用。
生物工程实验中心教师过去五年中从工业发酵过程的第一线凝炼出科学问题,然后开展了围绕发酵工程菌株选育、过程优化与放大及清洁生产等关键技术的研究,并将这些关键技术形成了工艺、工程、装备一体化的技术推广,在国内大宗产品发酵企业(尤其是80%以上的抗生素生产企业)推广,20多个产品的发酵产量取得突破,获得了一项国家科技进步二等奖,一项国家教学成果二等奖,十多项省部及地方科技奖和教学奖。承担国家973课题1项,子课题2项,“十一五”863计划23项,国家自然科学重点基金及国家新药创制重大专项3项,国家自然科学基金面上项目30多项,地方科研项目及企业合作项目数十项。发表SCI科研论文500多篇,授权专利50项,发表SCI教学论文2篇,中文教学研究论文50多篇,其中与实验中心建设相关教学论文有12篇。出版实验教材2本。实验中心有生物工程国家特色专业、《发酵工程》和《酶工程》2门国家精品课程,有《基因工程》、《生物化学》及《生物分离工程》3门上海市精品课程和一批校级精品课程,出版了“多尺度微生物过程优化”、“现代工业发酵调控”等专著与教材。这些成果以教研互动,科研支撑和反哺教学的形式有力促进了本科生创新能力和工程能力的培养。
实验中心发扬生物工程优势和特色,将生物学与工程学的技术应用到轻工领域,培养创新型工程技术英才。实验中心秉承“勤奋求实,励志明德”的校训,坚持:“强化基础,突破专业,弘扬优势,辐射全国”的建设和发展理念。“强化基础”就是注重每个学生基本实验技能的训练,每个学生必须掌握应知应会实验操作技能。“突破专业”就是课程打破专业界线,在大学科平台上设计实验内容,实现学科知识交叉。“弘扬优势”就是将我校生物工程的传统优势保持和发扬,使之不断壮大。“辐射全国”旨在将中心先进实验内容,管理及运行模式及发展理念通过交流辐射到全国同类高校,起到示范作用。
走过了50多年不同历史阶段的生物工程实验中心,经过多次大规模投资和建设,已形成以发酵工程技术为特色,多学科交叉,实验仪器设备先进,全方位开放,教研互动式实验中心。为做好两校区实验运行和管理,合理安排实验内容,中心计划在近三年内将大部分专业基础实验和专业基本技能实验迁移至奉贤校区,形成两校区衔接互动,功能互补的综合性生物工程示范实验中心。实验中心全体教师正以饱满的热情和强烈的责任感为建设功能齐全,内容丰富,设备优良,运转高效,理念先进,管理一流的生物工程示范实验中心而努力奋斗。