“微構工場(chǎng)的愿景是為世界提供最優(yōu)最全最多的 PHA，讓下一代工業(yè)生物技術(shù)實(shí)現綠色制造，成為世界級合成生物企業(yè)?！蔽嫻?chǎng)創(chuàng )始人陳國強教授說(shuō)道。
微構工場(chǎng)是一家合成生物技術(shù)研發(fā)商，該公司用合成生物學(xué)的方法生產(chǎn)可生物降解的醫療級和食品級 PHA 材料，致力于利用合成生物技術(shù)實(shí)現傳統化工高值化合物的生物制造。
陳國強表示，“化工制造常伴隨著(zhù)高溫、高壓和易燃易爆，我們希望用生物路線(xiàn)避免這些過(guò)程，過(guò)去 20 多年，我們開(kāi)發(fā)了以鹽單胞菌為基礎的新一代底盤(pán)細胞體系，不但解決了化工制造存在的問(wèn)題，同時(shí)也解決了針對傳統生物制造過(guò)程中需要高溫高壓滅菌、底盤(pán)細胞無(wú)法連續培養等問(wèn)題。
“我們希望微構工場(chǎng)在綠色生物制造的大背景和趨勢下積極響應國家的'碳中和、碳達峰'政策，并把清華大學(xué)發(fā)展的技術(shù)應用到國家的綠色制造產(chǎn)業(yè)上，這是我們建立微構工場(chǎng)的初衷?！?/span>
近日，微構工場(chǎng)完成了 2.5 億人民幣的 A 輪融資，此次融資由中國國有企業(yè)混合所有制改革基金有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“混改基金”）領(lǐng)投，國中資本、GRC SinoGreen Fund 富華資本、眾海投資、順義區國有投資平臺臨空興融、老股東紅杉中國和 SEE FUND（無(wú)限基金）跟投。
根據微構工場(chǎng)另一聯(lián)合創(chuàng )始人蘭宇軒透露，此次 A 輪融資將用于完善千噸智能制造平臺，并籌建萬(wàn)噸的 PHA 生產(chǎn)基地。
攻克菌株“高鹽”培養難點(diǎn)
全世界每年流入海洋的塑料垃圾達 800 萬(wàn)噸，每平方千米海域中漂浮的塑料垃圾約為 1.8 萬(wàn)個(gè)，預計 2050 年海洋中塑料總重量將超過(guò)海洋動(dòng)物。
PHA，全稱(chēng)聚羥基脂肪酸酯（細菌中合成的一種胞內聚酯），是一種理想的綠色可降解塑料，將該材料制作的產(chǎn)品進(jìn)入海洋后，可被自然環(huán)境中的微生物作為營(yíng)養物質(zhì)快速代謝，實(shí)現生物降解，時(shí)間大概 1-5 年不等。自發(fā)現以來(lái)，就成為改善白色污染的理想替代品。
常見(jiàn) PHA 合成方法包括生物合成法、化學(xué)合成法、轉基因植物法等。其中生物合成法是利用微生物的自身代謝來(lái)合成產(chǎn)物，目前 PHA 生物合成路徑主要包括三步代謝合成路徑、五步代謝合成路徑、脂肪酸β-氧化路徑三種。
但由于生產(chǎn)工藝較為復雜、成本較高，全球 PHA 仍處于市場(chǎng)起步階段，其中生產(chǎn)成本高是制約 PHA 大規模推廣及應用的主要原因。合成生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展大大加快了 PHA 產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的基于嗜鹽菌的下一代工業(yè)生物技術(shù)有望從根本上解決 PHA 高成本問(wèn)題。
2021 年，在清華大學(xué)陳國強教授團隊科研技術(shù)成果的支持下，微構工場(chǎng)落地北京，專(zhuān)注于利用合成生物學(xué)方法實(shí)現生物降解材料 PHA 和高值化合物的綠色低成本生物制造。公司核心人員匯聚高水平研發(fā)團隊、經(jīng)驗豐富的高管團隊和資深的工程師團隊。
圖丨微構工場(chǎng)PHA材料生產(chǎn)團隊（來(lái)源：微構工場(chǎng)）
“PHA 是一種在微生物中天然合成的材料，可在自然環(huán)境下很快被微生物利用。結合當下塑料污染問(wèn)題和我們前期多年積累的技術(shù)，決定首先開(kāi)發(fā) PHA 產(chǎn)品?！碧m宇軒表示。
微構工場(chǎng)利用清華大學(xué)基于嗜鹽菌的“下一代工業(yè)生物技術(shù)”，使微生物合成PHA 的過(guò)程更高效、更簡(jiǎn)單和更具競爭力?！笆塞}菌最早是在新疆艾丁湖中分離出的一種新型底盤(pán)細菌，它可以天然合成 PHA?！?/span>
圖丨微構工場(chǎng)培養的菌株不怕污染（來(lái)源：微構工場(chǎng)）
“我們通過(guò)一系列技術(shù)將該嗜鹽菌菌株從小細胞變成大球型的細胞，并進(jìn)行工程改造使其在低氧環(huán)境下也能正常生長(cháng)，利用氧氣的速率也得到了很大的提高，同時(shí)對它的細胞壁進(jìn)行調整，PHA 提取速率更快?！?陳國強說(shuō)道。
他補充道，該菌株是實(shí)驗室合成生物學(xué)的底盤(pán)細胞，過(guò)去五六年清華大學(xué)團隊已成功進(jìn)行了五噸的中試，并完成了 200 立方米發(fā)酵罐的生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)。目前困擾合成生物學(xué)落地的生產(chǎn)放大問(wèn)題，從菌株、到工藝再到提取，都已被一一攻克。
第一批產(chǎn)品將于今年量產(chǎn)
目前微構工場(chǎng)正在緊鑼密鼓建設千噸生產(chǎn)線(xiàn)，“關(guān)鍵設備我們均已采購完畢，按照目前計劃，今年 6-7 月底，整個(gè)千噸全自動(dòng)示范生產(chǎn)線(xiàn)將會(huì )搭建完成，第一批產(chǎn)品將在建成后開(kāi)始投產(chǎn)，已與國內外多家塑料制品研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)建立合作關(guān)系?！?/span>
當前，已有四代 PHA 產(chǎn)品實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。陳國強說(shuō)道，每一代的材料性能各有優(yōu)劣，滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)景對材料性能的需求，微構工場(chǎng)能夠生產(chǎn)所有PHA 材料，重點(diǎn)側重于第四代 PHA 產(chǎn)品, 及 PHA 三聚物 P34HBHV，其具有透明性好，不老化的特性 ?！?/span>
（來(lái)源：生輝根據公開(kāi)資料整理）
“微構工場(chǎng)通過(guò)技術(shù)持續研發(fā)，目前掌握了利用單一碳源制備 P34HBHV 技術(shù) ，另外實(shí)現了各種 PHA 組份的比例的定制調節，可根據需求定制化生產(chǎn)不同比例的 PHA 材料，滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)景?！?/span>
除上述 PHA 產(chǎn)品，微構工場(chǎng)也在擴展其他產(chǎn)品，如新的二聚物、三聚體和四聚物 PHA 產(chǎn)品，可進(jìn)行化學(xué)修飾使其具有熒光或帶有一些其他功能基團的不飽和 PHA 產(chǎn)品，以滿(mǎn)足特殊的應用場(chǎng)景如醫療和軍工。
微構工場(chǎng)生產(chǎn)的 PHA 產(chǎn)品可以應用的三個(gè)大方向，即高端醫療應用、中端的食品包裝和生物基纖維，以及低端日用快遞包裝材料或餐具餐盒。
圖丨微構工場(chǎng)開(kāi)發(fā)的各類(lèi)產(chǎn)品（來(lái)源：微構工場(chǎng)）
為了滿(mǎn)足高中低三種不同的類(lèi)型，微構工場(chǎng)的產(chǎn)品也會(huì )是不同的 PHA 材料，基于它們的性能來(lái)滿(mǎn)足不同的應用場(chǎng)景。值得注意的是，微構工場(chǎng)已承接了清華團隊過(guò)去二十多年在 PHA 領(lǐng)域里所有關(guān)鍵性的核心成果，后續可生產(chǎn)多種類(lèi)型的 PHA 材料。
“未來(lái)一到兩年，微構工場(chǎng)的核心產(chǎn)品是 PHA，包括不同類(lèi)型的 PHA 材料；未來(lái) 3-5 年，除了PHA我們也將會(huì )逐步延伸到生產(chǎn)其他高值化合物”，聯(lián)合創(chuàng )始人蘭宇軒補充道，“在生產(chǎn)高值化合物如傳統化工和醫療應用方面的化合物上，我們也有很多技術(shù)儲備和相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)。目前公司發(fā)明專(zhuān)利數量已達到 33 項?！?/span>
隨著(zhù)成本的進(jìn)一步降低以及高附加值應用的開(kāi)發(fā)，PHA 有望成為一種成本可被市場(chǎng)接受的多應用領(lǐng)域生物基材料，而這得益于合成生物學(xué)的發(fā)展。
“傳統生物基材料的生產(chǎn)主要利用基因工程和代謝調控等方法，整體進(jìn)度和效率較低，合成生物學(xué)以及下一代工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展大幅度提高了傳統生物基材料中新菌株和新技術(shù)發(fā)展的速度，給生物基材料帶來(lái)了新的突破。微構工場(chǎng)從一代菌株到二代菌株用了七年時(shí)間，得益于合成生物學(xué)的新技術(shù)的出現，從三代菌株發(fā)展到十五代菌株，總共只用了六年時(shí)間就完成了。”陳國強說(shuō)道。
他補充道，合成生物學(xué)的發(fā)展潛力非常大，雖剛剛起步，但已經(jīng)展現出了非常大的優(yōu)勢，它的潛在價(jià)值除了生物基材料外，還包括一些醫療應用的產(chǎn)品，傳統產(chǎn)品或行業(yè)會(huì )由于合成生物學(xué)的滲透而得到顛覆性的改變。
參考文獻：
http://phabuilder.com/PHA.aspx
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