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提高生物反應(yīng)器性能 工信部發(fā)布“揭榜掛帥”任務(wù)榜單
2025年03月05日 09:57:14
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4306
3月4日，工業(yè)和信息化部、中國科學(xué)院聯(lián)合編制了《高性能生物反應(yīng)器揭榜掛帥任務(wù)榜單(征求意見稿)》。其中，任務(wù)榜單涉及微生物平行生物反應(yīng)器、細(xì)胞平行生物反應(yīng)器、大型細(xì)胞生物反應(yīng)器系統(tǒng)等設(shè)備。
生物反應(yīng)器是利用酶或生物體(如微生物)所具有的生物功能，在體外進(jìn)行生化反應(yīng)的裝置系統(tǒng)，也是一種生物功能模擬機(jī)，在酒類、醫(yī)藥生產(chǎn)、濃縮果醬、果汁發(fā)酵、有機(jī)污染物降解等方面有著重要的應(yīng)用價值。
為增強(qiáng)生物制造關(guān)鍵裝備供給保障能力，強(qiáng)化生物反應(yīng)器核心組件、關(guān)鍵部件和操作系統(tǒng)等“串珠成鏈”集成創(chuàng)新，3月4日，工業(yè)和信息化部、中國科學(xué)院聯(lián)合編制了《高性能生物反應(yīng)器揭榜掛帥任務(wù)榜單(征求意見稿)》，擬開展揭榜掛帥工作。
本次生物反應(yīng)器揭榜掛帥任務(wù)榜單包括：
1、微生物平行生物反應(yīng)器
榜單任務(wù)：開發(fā)平行生物反應(yīng)器，解決生物反應(yīng)器系統(tǒng)平行化和高通量模式下關(guān)鍵技術(shù)問題：通過加工工藝控制，實現(xiàn)反應(yīng)器之間的本底平行性；開發(fā)微量化連續(xù)補料控制策略，實現(xiàn)高精度補料控制；開發(fā)生物反應(yīng)器的罐壓自控系統(tǒng)，提高溶氧率和減少染菌幾率；優(yōu)化攪拌槳與通氣系統(tǒng)，實現(xiàn)高密度發(fā)酵條件下的高供氧速率；開發(fā)高精度自動化平行取樣裝置，提高取樣同步性與平行性；開發(fā)生物反應(yīng)器的自動清洗、自動滅菌、自動配料裝置，提升設(shè)備自動化水平降低操作強(qiáng)度；開發(fā)實現(xiàn)高效工藝優(yōu)化(通過DoE、iDoE或機(jī)器學(xué)習(xí))的工業(yè)控制單元軟件系統(tǒng)。
2、細(xì)胞平行生物反應(yīng)器
榜單任務(wù)：開發(fā)一次性攪拌式微型培養(yǎng)罐及其制造工藝，建立非均相流場物質(zhì)傳輸模型，突破微環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控、多模態(tài)原位在線傳感和可擴(kuò)展平行控制等關(guān)鍵技術(shù)，融合正交試驗設(shè)計、過程分析和多元變量分析工藝開發(fā)方法，研制平行生物反應(yīng)器，實現(xiàn)高通量智能化細(xì)胞平行培養(yǎng)，提高細(xì)胞篩選和工藝優(yōu)化效率。
3、大型細(xì)胞生物反應(yīng)器系統(tǒng)
榜單任務(wù)：開發(fā)大型智能化不銹鋼生物反應(yīng)器系統(tǒng)，重點攻關(guān)反應(yīng)器過程控制技術(shù)、多參數(shù)檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)智能分析、高穩(wěn)定性機(jī)械攪拌系統(tǒng)。完成多參數(shù)檢測系統(tǒng)開發(fā)，檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時傳遞并整合到反應(yīng)器工業(yè)操作系統(tǒng)，實現(xiàn)基于過程多參數(shù)的反應(yīng)器過程控制。完成數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)多參數(shù)的AI分析，系統(tǒng)能根據(jù)多參數(shù)以及預(yù)設(shè)生物代謝理論實現(xiàn)DoE實驗指導(dǎo)以及工藝優(yōu)化放大支持。完成機(jī)械攪拌系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)支持徑流、軸流、混合流等多種攪拌槳類型，充分考慮到細(xì)胞平臺的未來發(fā)展，為高耗氧、高密度、高產(chǎn)蛋白的細(xì)胞培養(yǎng)預(yù)留操作空間。實現(xiàn)從中試到商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)線性放大和工業(yè)操作系統(tǒng)一致性；具備反應(yīng)器過程數(shù)據(jù)采集，大數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)，結(jié)果智能分析等功能。
除此之外，生物反應(yīng)器關(guān)鍵部件、耗材以及關(guān)鍵工業(yè)操作系統(tǒng)也被列入此次榜單任務(wù)中，旨在全面提升生物反應(yīng)器的綜合性能，進(jìn)一步推動我國生物制造等領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。
素材來源：工業(yè)和信息化部
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