张嗣良,曾任国家生化工程技术中心(上海)主任。1963年毕业于
华东理工大学抗生素制造工学专业。历任生物反应器工程国家重点实验室副主任、生化工程研究所所长、生物工程学院副院长,兼任
中国生物工程学会常务理事、
中国微生物学会模型与控制分会理事、上海微生物学会理事。
工作经历
1958年7月至1963年7月华东化工学院抗生素制造工学专业学习
1963年7月至1970年12月华东化工学院抗生素教研组教师(助教)
1970年12月至1976年6月华东化工学院化学合成制药教研组主任
1976年6月至1979年8月
华东理工大学制药厂厂长、总工程师
1979年8月至1985年2月华东化工学院生化工程系教研组主任(讲师)
1985年2月至1996年10月华东化工学院生化工程研究所副所长、所长(副教授、教授)
1996年10月1998年7月华东理工大学
生物反应器工程国家重点实验室副主任
1998年7月至200l年7月
国家生化工程技术研究中心(上海)主任、
华东理工大学生物工程学院副院长
2001年7月任国家生化工程技术研究中心(上海)主任,上海国强生化工程装备有限公司总经理
学术兼职
1988年5月任中国微生物学模型化与控制委员会理事
1989年8月任上海微生会学会工业委员会常委理事
2001年12月任中国生化工程学会副主任委员
研究方向
张嗣良教授主要从事抗生素、
基因工程等微生物药物产品的工业生产研究,1978年后致力于发酵工程的
计算机优化控制研究,主要成果有:"
苄青霉素发酵过程优化技术研究获1997年国家科技进步
二等奖、"基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术及
生物反应器装置研究"获2001年
上海市科技进步
一等奖,获有"用于过程优化与数据放大的自控发酵罐装置"等三项发明专利。
近期成果
张嗣良教授1963年大学毕业后从事轻工食品和微生物发酵产品的生物代谢及工业生产研究,并以多学科技术交叉与系统综合为特点,坚持几十年来的长期实践和积累,对我国发酵与生物过程产业化技术进步作出了积极贡献。1.对发酵工业科技进步的贡献
“七五”攻关期间主持
谷氨酸与
苄青霉素发酵过程计算机控制课题研究;“八五”期间,在
华北制药集团进一步实现青霉素发酵过程优化,解决了过程不平稳问题,达到63000u/m1的国际水平。又在
利君集团集团
红霉素发酵攻关,发现了黄豆粉作为碳源使用后引起的次级代谢调控问题,打破了我国长期徘徊在5000u/ml左右达20年之久的落后局面。以上成果1997年获国家科技进步
二等奖并多次获省部级科技进步奖。
1999年,在
内蒙古自治区金河工程饲料
金霉素发酵中,首次采用了网络数据通讯技术实现
呼和浩特市到
上海市之间远程发酵过程实时诊断,把50L发酵罐实验室成果直接放大到120m3生产发酵罐,使发酵水平提高了30%以上。在以毕赤酵母为代表的
基因工程微生物高密度高表达培养研究中,运用参数相关理论,研究了工程菌在生长期的生理特征以及表达期醇氧化酶的诱导、启动与
甲醇中毒的代谢流分布关系,使基因工程植酸酶在12M3规模达到3000IU/ml,建立了规模化工业生产关键工艺。基因工程
疟疾新型冠状病毒疫苗由70mg/L提高到2.6g/L。此外,也推进了
L-脯氨酸、
赖氨酸、生物肥料、光
生物反应器藻类大规模培养、微生物农药等研究,取得了进展。
上述一系列发酵产品优化与放大的成功,证明了运用先进传感技术,将生物反应器的物料流与
细胞代谢流研究结合起来形成的“基于参数相关的发酵过程优化与放大技术”是科学和有效的。该工程技术先后在全国各地推广应用的企业和研究单位达30多家,涉及医药、轻工、食品、农业、环保等行业,为推动我国包括传统
生物技术和基因工程技术在内的发酵行业现代化技术改造作出了贡献。获2002年国家科技进步
二等奖和2001年
上海市科技进步
一等奖。
2002年,以新一代食品添剂重要原料
鸟苷发酵生产为对象,在反应器宏观尺度上发现了
细胞代谢流的迁移,又进一步通过基因比较研究,发现非合成途径基因在物质与能量代谢流上对产物合成的作用,通过工艺改进,使鸟发酵单位由16g/L提高到34g/L,并使在日、韩价格竞争压力下濒临停产的工厂恢复生产。该成果获2004年国家科技进步二等奖和2003年上海市科技进步一等奖。
2.对发展发酵过程优化与调控理论的贡献1984年,完成了国内第一本《生化工程参数检测与控制》专著。在此后二十多年的研究和实践中,不断丰实和发展发酵过程优化与调控理论。完成国家自然科学基金、国家攻关、“863”等各类重大课题40多个,发表研究论文100多篇,其中SCI收录20余篇,涉及
生物技术、
化学工程、
控制工程、
信息工程、
机械工程等多学科知识。在
苄青霉素发酵过程优化研究中,发现发酵过程中物料平衡与失衡的关键问题,提出不平稳问题的发现、分类与调整的理论与方法。在
红霉素等其他发酵产品研究中,进一步提出在
生物反应器中以
细胞代谢物质流为核心的发酵工程学观点,形成基于参数相关的发酵过程多水平问题研究的优化与放大技术,取得理论与工程技术研究的突破。在上述研究基础上,又进一步以多尺度系统的观点对发酵过程进行分析,揭示了基因、细胞、反应器不同尺度网络状态拓扑结构的互动关系,以及生物过程信息流、能量流和物质流的交互关系,证实了系统结构性变化和跨尺度观察与控制是发酵过程优化的必要手段,在
鸟苷发酵上取得突破。并进而提出发酵过程基因、蛋白、代谢等组学综合研究为特点的系统生物学研究的重要性。
有关理论与成果引起国内外同行的关注,于2003年出版了重要专著《
多尺度微生物过程优化》(
化学工业出版社),
郭慕孙等院士给予了高度评价。2004年应邀在国际著名年刊Adv Biochem Eng/Biotech专集中撰写重要章节“A Multi-Scale Study of Industrial Fermentation Processes and Their Optimization”。在有关理论与工程化技术推动了我国发酵生产行业的现代化技术改造的同时,许多发酵工厂企业和大专院校已把有关论著作为培训技术人员的教材或重要参考资料。
3.对我国发酵工程装备技术进步的贡献
1985年起参加国家攻关计划制订,促成在
生物技术领域三个攻关专题的设立,即“生物传感器”、“用于发酵过程优化的在线
计算机技术”和“系列化实验室
生物反应器”,并推进了从国外引进先进发酵设备制造技术。“七五”期间负责的“
苄青霉素发酵计算机优化控制”取得初步成效,实现了工业规模发酵过程pH、溶解氧、排气O2和CO2的精确测量和计算机控制,第一次在工业规模发酵罐测得了氧传递系数、耗氧率等重要参数及其对生产的影响。并进一步在
细胞代谢物质流理论指导下,研制了以生物反应器物料流检测为目标的具有14个检测参数的50L发酵罐,成功地应用于发酵过程优化与放大,成为获得2002年
国家科学技术进步奖的重要内容。领衔的
国家工程技术研究中心又先后完成代谢流测量与大容量
计算机相结合的发酵中试系统、带pH测量与补料控制的摇床、高性能大型发酵罐制造与控制系统研制、发酵过程数据分析软件包与远程诊断等,促进了我国
生物反应器装备技术的现代化改造。
4.对人才培养建设的贡献
作为学科带头人,在领导国家重点实验室和国家工程中心建设同时,促进了包括动植物
细胞大规模培养、手性化合物酶催化、海洋生化工程等领域研究工作的深入开展。以严谨求实的作风培养了十多位青年学术骨干和22名硕士和博士,以及一大批工厂技术骨干。此外,还坚持在课堂第一线,以学科交叉和长期的科研实践相结合,领导一支教师队伍努力创建“发酵工程学”精品课程,受到学生们欢迎,发酵工程博士点在全国轻工技术与工程学科评比中名列前茅。
鉴于长期的研究与教学工作中取得的成绩,1993年被评为全国优秀教师,2001年被授予
上海市优秀共产党员称号。2004年,鉴于发酵技术成果对生物医药产品生产的重大贡献,被授予
中国药学发展奖,同年又被授予上海市劳动模范称号。
获奖情况
1、“F型全自动发酵罐”获1983年上海市科技进步
三等奖和国家医药总局科技进步三等奖,排名第二
2、“
苄青霉素发酵过程优化技术研究”获1997年国家科技进步
二等奖,排名第一
3、“青霉素菌种选育及发酵工艺研究和新型搅拌器的研制”获1997年国家医药管理局科技进步
一等奖,排名第七
4、“基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术及其
生物反应器装置研究”获2001年
上海市科技进步一等奖,排名第一
5、“基于参数相关的发酵过程生物反应器优化与放大技术”,2002年获国家科技进步二等奖,排名第一
6、“红霉素发酵过程优化研究”,
陕西省2002年科技进步二等奖,排名第三
7、“新型食品添加剂
鸟苷生产优化与发酵过程多尺度研究”获2003年上海市科技进步一等奖,排名第一
8、“高比活植酸酶基因的获得及耐高温植酸酶的生产”获2003年上海市科技进步
一等奖,排名第七
9、“新型食品添加剂呈味核苷酸二钠关键生产工艺”,2004年国家科技进步
二等奖,排名第一
此外,张嗣良教授还获得了1993年获全国优秀教师称号、2001年获
上海市优秀党员称号,2003年上海市劳动模范。
10、“基于
细胞生理与过程信息处理的工业发酵优化新技术”,2011年国家科技进步二等奖,排名第一
代表性论著
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参考资料
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362