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北股交大创板|创始团队深耕生物降解材料30年,打造出全球领先的“超级细胞工厂”

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创头条

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你手中的塑料餐盒、奶茶吸管或者身上穿的衣服,可能是从细胞中“生产”出来的。

近些年来,石油化工塑料造成的白色污染加剧,科学家们试图通过生物合成制造,寻找绿色环保的可降解材料。在诸多生物材料中,聚羟基脂肪酸酯(PHA)这一家族的材料具有可100%降解、动物可食用等优势,被寄予厚望。

2021年,史上最严“限塑令”推行,一次性不可降解塑料包装、吸管等被明确禁止使用,一种可替代的新材料呼之欲出,PHA可降解材料站上风口,一批生物合成企业应运而生。

北京微构工场生物技术有限公司(下称“微构工场”)便是其中一家。依托“下一代生物技术”,公司在PHA相关产品研发上走在世界前列,生产多种PHA的能力达到世界第一。

如今在北京大学生创业板(下称“大创板”)的支持下,微构工场更加聚焦自身优势,继续探索和解决PHA工艺、成本优化等难题,打造全球领先的“超级细胞工厂”。

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微构工场的技术源自清华大学团队30余年的积累,背后的灵魂人物是清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强教授,他已在可降解的生物材料研发上摸索了37年。

早年间,陈国强有一个梦想,即用可降解可食用的生物塑料PHA,取代会造成“白色污染”的石油基塑料。从1994年回国后,他一直在研究如何利用微生物发酵,将陈化粮甚至厨余垃圾这些有机质转化成生物塑料。

但在传统的PHA生产方案中,生产过程中存在高温灭菌能耗大,生产工艺复杂,发酵过程容易染菌等难题,导致制造成本居高不下,阻碍了这一材料在国内大规模应用。

陈国强教授带领团队“弯道超车”,率先开始研究“下一代工业生物技术”。其核心是利用生长在特殊环境中的极端微生物,如嗜酸菌、嗜碱菌、嗜冷菌、嗜热菌等作为底盘细胞,建立开放、无灭菌的连续发酵生产体系。

经过多次实地土壤筛选,陈教授团队在新疆的艾丁湖发现了一种嗜盐菌。这种菌具有天然合成PHA,适宜连续高密度培养,且不易被其他微生物感染等优势,可实现无灭菌发酵。

“嗜盐菌独特的生存环境使得将其应用于生产PHA过程中可直接省去高温灭菌这一步骤,同时经基因改造后菌体内能够更加高效地积累PHA,应用到实际工业量产后,可降低50%以上能耗,同时建设产线的要求和成本也会大幅降低”,微构工场相关负责人章义鑫说。

自2015年以来,研发团队在嗜盐菌的基础上,进行多次改造,培养出可利用多种底物生产PHA的新一代嗜盐菌株,使其更适用于工业量产。

但一项技术成果从实验室转化成货架上的商品并不容易。产业化之前,需要经历从小试到中试,再到量产的过程。达到一定产能后,才开始应用于下游市场。

伴随着国内“最强限塑令”推行,不可降解一次性塑料制品被禁用。自然可降解PHA塑料的价值也体现出来。

此时,经过三十余年的研究,陈国强团队在制造PHA生物塑料领域早已走在了世界前列,并在产业化上也取得一定进展。2021年2月,微构工场顺利从清华大学成果转化,在顺义区赵全营镇中德产业园落地。

依托“下一代生物技术”平台,微构工场原有菌株经过20余次迭代,实现了一个菌种,多个产品生产,可以合成30余种不同性能的PHA材料。

如今微构工场逐步构建了全球前列的发酵体系,并实现工业化量产。公司生产多种PHA能力达到世界第一。

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作为市场上多种可降解塑料中的一颗“新星”,PHA因其优良的材料性能,在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料及医疗材料方面拥有广阔的应用前景。

微构工场的主营业务为进行PHA、医药中间体四氢嘧啶、尼龙56前体戊二胺等多种高附加值产品研发、生产及销售。此外,肌醇、氨基酸、3-羟基丙酸、淀粉酶和糖化酶等多产品管线也在同步有序推进。

微构工场主要利用前沿的“下一代工业生物技术”平台建设“超级细胞工厂”。“您可以理解为,我们的产品是从细胞中‘生产’出来的。”章义鑫说。

围绕市场需求,微构工场在医疗医药、化妆美容、衣物纺织品、可降解材料等领域展开广泛布局。其产品作为原材料被用于医疗器械关键元件、医用植入材料、医用耗材、3D打印材料、抑菌性纤维纺织品、隐形眼镜美容化妆品等产品。

绿色低碳是微构工场PHA产品的一大特点。“我们生产出的PHA产品使用后可以实现自然环境下1到3年内快速降解,降解后产生的物质对环境不会造成不利影响”。章义鑫介绍到。

不同于传统生物制造,这家“细胞工场”的生产原料可以是秸秆、厨余垃圾、废工业乙酸等。“微构工场能够利用餐厨垃圾、秸秆水解糖等作为细胞碳源,实现不采用玉米、淀粉等粮食进行生产,做到不与人争粮。”章义鑫谈到。

微构工场

今年10月,微构工场完成了对北京中德产业园北区9300平方米老旧厂房改造升级,建成一座年产千吨级的PHA智能示范生产线,且第一批产品已正式下线。

此前三个月,微构工场刚与全球第二大酵母公司安琪酵母达成合作,双方将组建合资公司“微琪生物”,共同推动合成生物学技术产业化落地,并在湖北宜昌启动建设年产万吨PHA生产基地。该项目也将是世界上能够生产PHA类型最多的产线。

此外,微构工场还与华北制药、中纺院、恒鑫生活、恩格拜、同杰良、诺维信等多家知名企业达成战略合作,共同推进产品下游应用进程。

微构工场与美团推动新一代绿色外卖包装,将PHA材料应用于一次性吸管和一次性餐盒等外卖包装上,成功入选了“科创中国”美团青山环保科技创新示范项目。

这些合作都将进一步打通绿色产业链上下游,让PHA等合成生物学新产品更大范围地融入产业应用和人们的日常生活。

未来,微构工场还计划在5年内建立覆盖全国的3-5个大型生产基地,继续扩大生产建设至万吨、几十万吨量级。

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作为诞生于21世纪初的一个分支学科,合成生物学迄今已发展了将近20年。如今在资本市场上,这个以“技术牛、不赚钱”而闻名的产业,正焕发新的活力。

财通证券研报指出,在全球碳中和的大背景下,合成生物学成为生物医药领域新风口。事实也证明,2022年是合成生物赛道爆发的一年。

据华安证券研究所的预测,到2025年,预计我国可降解塑料需求量可到238万吨,市场规模可达477亿元;到2030年,预计国内可降解塑料需求量可到428万吨,市场规模可达855亿元,可降解塑料市场空间巨大。

作为清华大学成果转化的项目,微构工场也倍受资本追捧。成立仅一年多的微构工场已累计完成3亿元融资,投资方包括红杉资本、中国国有企业混合所有制改革基金、富华资本等机构。

值得一提的是,微构工场也是在北股交大创板上挂牌的优秀企业之一,这也是其迈入资本市场的重要的一次尝试。

如果把时间线拉回到六年前,彼时在“大众创业万众创新”的浪潮下,政府和社会各界都为大学生创业提供一系列政策优惠。相关数据统计,2016年近八成高校出台了多项创新创业教育激励政策和配套文件,超过70%的高校也因此进行了相关教学改革。也是在这一年6月,由北京市人力资源和社会保障局、北股交共建的北京市大学生创业板正式启动。

章义鑫向创头条表示:“北股交大创板为像微构工场这样的初创型中小企业提供了一个非常好的展示自己的平台,通过品牌宣传、培训、人才招聘等服务可以帮助企业更好地成长。”

作为技术创新型公司,经过一年多发展,微构工场也吸引着一批来自学术界、商业界和产业界的人才加入,团队规模也从创立之初的6人达到如今90人左右。

日拱一卒,功不唐捐。秉承着“微小改变世界,构建绿色未来”的愿景和使命,微构工场致力于推动低成本的生物可降解材料普及,为节约资源,保护环境贡献一份力量。

关于北京股权交易中心大学生创业板

为贯彻“大众创业、万众创新”战略部署,进一步完善大学生创业服务体系,提升服务精准性和有效性,激励和扶持毕业生群体在京创新创业,2016年6月30日,由北京市人力资源和社会保障局、北京股权交易中心共建,清华大学、北京大学、北京工业大学、海淀区人民政府协建大学生创业服务平台和大学生创业板正式启动。

大创板依托区域性股权市场功能定位,为毕业未满5年的毕业生创业企业(含留学归国人员)提供集人才政策、人才招聘等政策服务,以及孵化培育、融资服务、创业诊断、规范发展和转板上市等专业化资本市场服务,旨在激励和扶持毕业生创业群体在京更好创新创业。截至2022年2月末,通过“创业带动就业、资本支持创新”的服务模式,大创板展示企业数量累计达到213家,注册资本近15亿元,企业累计融资额超32亿元,带动就业人数近5000人。大创板孵化培育基地合作单位12个。

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