MPB系列平行生物反应器——合成生物学下发酵工艺最 优解2.0

01   什么是合成生物学？

合成生物学是指通过构建生物功能元件、装置和系统，对细胞或生命体进行遗传学设计、改造，使其拥有满足人类需求的生物功能，甚至创造新的生物系统。作为一种革命性的技术，被广泛应用于生物制药、医疗美容、大健康产品、化工能源、食品饮料、农业技术等领域。

在过去的三年中，合成生物学无疑是被资本看好的热门的赛道之一，层出不穷的合成生物学公司近如雨后春笋般涌现。据统计，2020-2022年国内超过70家公司宣布完成投融资，累积融资金额超过70亿人民币，高瓴、红杉、经纬、 峰瑞资本、光速中国等头部投资机构几乎全线入场。

合成生物学涉及底盘细胞构建-发酵放大-分离纯化-成品等环节，以“设计-构建-测试-学习（DBTL）循环”为基础，结合广泛的自动化平台以及智能化系统，以完成垂直整合的复杂生物设计项目。

图1 发酵放大是合成生物学产品落地关键环节

02  发酵放大是产品落地的限速环节

尽管合成生物学技术发展迅速，诸多底层技术实现突破，尤其结合自动化技术和AI智能后，可以在短时间内完成过去大量需要几年才能完成的菌株构建筛选，获得大量可靠的底盘细胞。然而，产品的工业化落地绕不开产品从实验室到工业转化的核心环节——“发酵放大”。传统的发酵工艺由于技术限制，存在以下问题：

01

高通量罐体控制数据一致性不佳

02

产品体积较大，通量和空间利用率受限

03

平台间扩展性不佳

04

对于人员技术要求高，操作控制培训周期及成本高，操作便捷性不佳

导致产品落地的通量呈现漏斗式降低，远远无法匹配现有上游的高通量底盘细胞构建需求，限制工艺优化效率。

例如在2021年度的华兴资本医疗与生命科技领 袖峰会，中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师Howard Chou提到：“合成生物学最 大的难点是在工艺放大这部分，不管在美国还是中国，真正把一个生物工艺从小试放大到生产规模是很少见的。因为大部分做生物的人都是从学校出来的，没有做过工业化，因此在工业化上会遇到各种困难。学校出来的人对做菌会比较熟悉，但是菌在整个产品线可能只占5%-10%。当发酵罐出来以后，会出现很多问题，工艺优化周期就会拉长。”

因此如何实现高效的生物生产工艺开发成为大多数合成生物学公司产品产业化落地的技术难点与瓶颈。

03  MPB系列平行生物反应器助力高效发酵工艺开发最 优解

新芝主元推出的MPB系列采用集成式芯片控制，一键操作，一键启停，数据并行处理，保证4联罐乃至N联罐之间同步操作，保证罐间数据平行度高，重复性好，满足合成生物学核心环节高效工艺开发的需求。目前有三款型号，MPB4-500、MPB4-1000、MPB1-2400，满足用户不同的培养需求。

○ 产品创新与特点

1

精确化

一键启停，一键控制，平行性好；

每个单元参数独立控制；

工艺优化可靠性高。

2

微缩化

一体化设计，节省实验室空间(体积小巧）；

原料使用成本较低；

罐体摸索工艺可用于放大。

3

平台化

多台设备任意扩展形成高通量发酵平台；

跨设备间发酵罐分组；

跨设备平行性。

4

便捷化

快插式接口，即插即用；

功能分区清晰，易学易用易维护，维修成本低；

标识清楚，防呆设计。

○ 产品价值

提高实验室空间利用率，高通量发酵平台

体积小，3米长中 央台可以摆放32个500ml/1000ml平行生物反应器，16个2.4L的平行生物反应器。

100多平米的实验室就可以建成100个发酵罐的高通量发酵平台。

TVO：提高研发生产效率，一周内完成一年工作量

10成分×5个浓度×3个重复×5个操作变量×5个梯度×3个重复=11250个测试，200罐高通量平台1年完成，4个常规罐需要50年

TCO：综合成本大大降低

500mL的体积即可模拟几百升甚至几十吨的发酵体系，大大节省了原材料成本，人工成本，极大提高经济效益。

○ 应用领域

○ 产品参数