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厚德专家解读生物工程各分支专业

时间:2011-07-29 09:39 来源: 厚德教育 作者:厚德留学 点击: 次

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在国内,大多生物工程专业会把该专业分为酶工程,细胞工程,发酵工程,基因工程或生物制药工程等。而本科所学课程也多数为有机化学、化工原理、物理化学、生物化学、微生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、生物反应工程、抗生素工艺学、生物工程设备等课程。从课程设置以及分支设置上来看,国内所学的生物工程学更偏向于对生物技术的学习。

而在美国生物工程更偏向于工程学,计算机等科学。通过对美国开设生物工程的学校的研究,可以总结出以下几个常见的分支方向。

1. Biological computation. 用计算机技术提取和分析有价值的生物信息;并利用这些信息为生物活动和生化反应建模;利用所建模型预测生物信息,或控制、操作和创造生物系统。以 Stanford University 的该方向为例:

Simulation of biological structures, from atoms to organisms

Prediction of protein folding from amino acid sequence

Modeling how variation in human genes leads to variation in response to drugs

Modeling and simulation of human movement

Simulation-based treatment planning and device design

Simulation of neural computation, from neurons to brains

2. Tissue engineering. 组织工程学曾经是生物材料的分支,结合了细胞学,工程学,材料学,生化和物化等。研究开发用于修复或改善人体病损组织或器官的结构、功能的生物活性替代物的一门科学。

3. Cell and Molecular engineering. 在细胞水平上,用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法所进行的遗传操作,重组细胞的结构和内含物,以改变生物的结构和功能,通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。

4. Biomaterials. 生物材料可分为合成和自然材料两类。所研究的生物材料的用途一般是用于人体受损器官组织或细胞的修需、填补或替代等。

5. Biological/Biomedical Imaging. 用图像分析生物现象。用图像追踪分子,细胞,流体,气流甚至真个生物体的运动或状态。

6. Biomechanics. 生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等),从鸟 飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等。 生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可 分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。

7. Biological/Biomedical devices. 将生命科学的研究中取得的进展转换到设备的开发和研究中去。主要的研究方向有:

Neural prosthetic systems

Development of cellular-microelectrode hybrid biosensors

Synthetic bone materials for fracture fixation

Micro-Electrical-Mechanical (MEMS) devices

Microfluidic devices

Computer-assisted surgical navigation

Novel drug delivery systems

8. Neural engineering. 神经工程领域是从计算神经科学、实验神经科学、临床的神经病学、电子工程学和活神经组织的信号处理等领域汲取养分,并包含了机器人学、计算机工程学、组织工程学、材料科学和纳米技术等学科中的一些内容。通过神经系统和人造设备间的沟通来修复和增强人体的功能。

9. BioMEMS & Nanotech. 微型机电系统(Micro Electro Mechanical System: MEMS)是指那些外形轮廓尺寸在毫米量级以下,构成元件是微米量级的可控制、可运动的微型机电装置。它是自微电子技术问世以来,人们不断追求高新技术微型化的必然结果。

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