--生物轉(zhuǎn)化 這是一個(gè)難度大但意義重大的課題。手性藥物的需求促進(jìn)了酶和細(xì)胞在藥物合成中的應(yīng)用，而美國(guó)麻省理工學(xué)院科來(lái)比諾夫等人的工作又掀起了關(guān)于有機(jī)相中酸催化的熱潮。用酶和細(xì)胞代替化學(xué)催化劑進(jìn)行有機(jī)合成具有選擇性專(zhuān)一、步驟簡(jiǎn)單、過(guò)程溫和等特點(diǎn)，一些用常規(guī)化學(xué)方法不能進(jìn)行的反應(yīng)可以由酶和細(xì)胞來(lái)完成。但是酶和細(xì)胞的弱點(diǎn)是不穩(wěn)定、造價(jià)高，反應(yīng)速度也十分有限，致使生物轉(zhuǎn)化大都停留在研究階段。要克服這一弱點(diǎn)，必須通過(guò)生物和化學(xué)的方法穩(wěn)定酶和細(xì)胞。我國(guó)一些單位對(duì)于極端微生物的重視，其背景之一也是生物轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。作為生物化工學(xué)者，一方面與上游合作，另一方面通過(guò)化學(xué)修飾反應(yīng)和反應(yīng)條件的優(yōu)化，同時(shí)選擇合適的產(chǎn)物和物系，則有可能在這一領(lǐng)域獲得突破。
-一生態(tài)生物制備工程 我國(guó)環(huán)境問(wèn)題嚴(yán)重，具有良好化學(xué)工程背景和生物技術(shù)知識(shí)的生物化工研究人員，在減少?gòu)U物排放、廢物循環(huán)利用方面將發(fā)揮重要作用。其中要特別指出的是循環(huán)的廢物實(shí)際上是一種可再生資源，對(duì)其綜合利用甚至可以生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。建議結(jié)合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，利用"整體、循環(huán)、協(xié)調(diào)、再生"的生態(tài)工程原理，進(jìn)行農(nóng)業(yè)一工業(yè)生態(tài)生物加工的工程基礎(chǔ)研究，為持續(xù)發(fā)展提供示范。這方面的工作僅僅是開(kāi)始，難度很大但意義重大。
-一動(dòng)物細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)及人干細(xì)胞培養(yǎng) 盡管目前干細(xì)胞培養(yǎng)的規(guī)模不大，但如何能在較短的時(shí)間里將極少量的原始干細(xì)胞迅速培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為一定量的所需細(xì)胞并保持質(zhì)量，則需要研究特種生物反應(yīng)器和培養(yǎng)方法，而這又給生物化工研究帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。
-一天然產(chǎn)物的資源與制備首先在中草藥資源上，利用規(guī)�；囵B(yǎng)技術(shù)有可能減少、甚至免去對(duì)天然植物的依賴(lài)，對(duì)于我們這樣一個(gè)植被破壞面積大、沙漠化嚴(yán)重、大面積干旱缺水的國(guó)家是可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。但是，植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的成本很高，而且所產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物含量往往發(fā)生變化，阻礙植物細(xì)胞規(guī)模化培養(yǎng)的發(fā)展。對(duì)此，一方面應(yīng)與生物技術(shù)上游領(lǐng)域合作，采用基因工程手段提高有效成分合成能力，另一方面在培養(yǎng)的系統(tǒng)上要加強(qiáng)創(chuàng)新。相對(duì)于分散型的植物細(xì)胞，某些植物組織和器官的培養(yǎng)常�？梢缘玫捷^高的次生代謝產(chǎn)物，同時(shí)也可以在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模植物苗的快速繁殖。這類(lèi)反應(yīng)器不只局限于現(xiàn)有的微生物發(fā)酵罐衍生的裝置，而應(yīng)該是像"工廠農(nóng)業(yè)"類(lèi)型的裝置，并帶有相應(yīng)的優(yōu)化控制系統(tǒng)。
其次在天然產(chǎn)物的制備上，要充分發(fā)揮生物化工分離技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，用層析、膜分離等高效分離純化技術(shù)取代現(xiàn)有中草藥制備中的某些落后工藝，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，提高產(chǎn)物收率、純度，實(shí)現(xiàn)組分的綜合利用，同時(shí)降低溶劑消耗量，降低成本，發(fā)展環(huán)境優(yōu)化過(guò)程。
--蛋白質(zhì)折疊復(fù)性過(guò)程和抗失活技術(shù) 為提高產(chǎn)品的純度和收率，必須研究在分離提純產(chǎn)物過(guò)程中抗失活的技術(shù)。其中包括用相對(duì)溫和的操作取代劇烈的操作，以避免產(chǎn)物的大量失活；進(jìn)行分離過(guò)程的集成，以縮短分離時(shí)間和操作步驟；加入合適的保護(hù)劑，以增強(qiáng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性等。
-一化學(xué)與生物法結(jié)合研制新型人紅細(xì)胞代用品 研究人血液代用品的關(guān)鍵是如何取代血液中紅細(xì)胞輸送氧的功能。新型紅細(xì)胞代用品具有攜帶、釋氧功能，保存、運(yùn)輸方便，免除配血型之煩和交叉感染之憂等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可成為治療心腦血管缺氧性疾病和治療腫瘤的增氧劑的新藥。人紅細(xì)胞代用品在我國(guó)開(kāi)發(fā)成功，將產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。
采用化學(xué)與生物法相結(jié)合是發(fā)展新型血液紅細(xì)胞代用品的新技術(shù)。用蛋白質(zhì)和酶的吸放氧功能輔之化學(xué)修飾的保護(hù)作從，有可能解決紅細(xì)胞代用品的輸送氧功能和穩(wěn)定性問(wèn)題，成為新一代紅細(xì)胞代用品。
-一本質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化及其生物量全利用 木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化的復(fù)雜性源于多組分與結(jié)構(gòu)上的堅(jiān)固性。纖維素、半纖維素、本質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及生物學(xué)性質(zhì)存在很大差別，且相互纏繞，難于分離；加上纖維素酶的生產(chǎn)效率低，成本高，導(dǎo)致預(yù)處理和生物轉(zhuǎn)化的成本相對(duì)提高。而沿用現(xiàn)行單一的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)難于達(dá)到纖維素，半纖維素、木質(zhì)素同時(shí)利用的目標(biāo)�；谏鲜龇治龊蜕鷳B(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益的考慮，應(yīng)使纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三組分同時(shí)得到合理、有效利用，即實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物量全利用。