我国自主研发高通量微流控诱变分选系统通过权威鉴定 生物制造核心装备实现国际领先突破

生物制造正成为全球新一轮科技竞争与产业布局的重要方向。

作为生物制造的“起点能力”,菌种选育决定了发酵转化的效率上限,也直接影响原料药、氨基酸、有机酸、新型功能糖等产品的成本与质量稳定性。

业内普遍认为,高通量筛选装备是连接实验室创新与规模化工业生产的关键枢纽,其供给能力在一定程度上决定了产业链的自主可控水平。

问题:关键装备受制约,研发迭代速度受影响。

长期以来,国际高通量筛选设备市场由少数欧美企业占据主导地位,价格高、交付周期长,核心部件与参数体系更多围绕其本土产业条件设计,难以完全契合国内企业的工艺路线和应用场景。

在国内,生物制造产业规模持续扩大,但高端筛选与分选装备的依赖度较高,部分领域进口依存度一度超过九成,导致研发成本居高不下、试错空间受限,也增加了供应链不确定性带来的风险。

原因:传统路线效率与精度难以匹配产业需求。

一方面,传统筛选方法往往依赖平板挑选、摇瓶与小罐验证等流程,通量有限,难以在海量突变体中快速识别“高产、稳定、可放大”的候选菌株;另一方面,筛选精度与一致性不足,容易出现“实验室表现好、放大后不稳定”的情况,延长了从菌株构建到工艺定型的周期。

加之设备集成度不高、对外部仪器依赖强,进一步抬高了使用门槛与综合成本。

影响:装备突破牵引全链条升级,增强产业竞争力。

此次通过鉴定的高通量微流控细胞诱变分选系统,以微流控技术为支撑,将紫外诱变、微液滴生成、荧光检测与液滴分选等环节集成到同一平台,实现微生物诱变与筛选的流程化、连续化操作。

其以微米级液滴作为单细胞反应单元,将培养与检测“缩小到液滴中完成”,显著降低样本与试剂消耗,提高筛选速度与可重复性。

系统通过识别荧光信号与产物之间的相关性,实现对目标表型的靶向筛选,有助于从源头提升发酵产量与品质稳定性。

按企业介绍,相较于传统方式,该系统可将菌株选育周期由较长时间压缩至数周量级,并提高优良菌株获取效率。

更重要的是,装备国产化不仅意味着单点技术进步,还可能带来研发模式的重构:企业能够以更低成本开展更高频次的迭代试验,加速新品开发与工艺优化。

对策:以自主装备为牵引,构建“研发—制造—应用”闭环。

业内专家指出,提升高端装备自主化水平,需要企业技术攻关、应用场景牵引与产业生态协同并进。

一是加强面向工业需求的工程化能力,围绕稳定性、易用性、可维护性、可扩展性等指标持续迭代,让装备从“能用”迈向“好用、耐用”;二是推动与下游发酵工艺、检测体系、数据分析平台的协同开发,形成从菌株筛选到放大验证的标准化链条,降低不同企业之间的迁移成本;三是通过示范应用和第三方评价机制,完善性能对标与行业标准建设,促进成果在更多细分赛道落地。

前景:从“规模优势”走向“技术优势”,释放更大增长空间。

当前,全球合成生物产业进入加速期,绿色制造、低碳工艺与高性能生物基产品需求上升,倒逼菌种与工艺持续迭代。

高通量筛选装备的自主可控,将为我国生物制造在高端原料药、特种氨基酸、功能性糖、生物基材料与酶制剂等领域开辟更大空间。

随着更多企业投入高端装备研发,叠加产业链配套完善与应用端反馈迭代,国内有望形成“装备—菌种—工艺—产品”联动提升的新格局,在国际竞争中从跟跑转向并跑乃至领跑。

东晓生物的成功实践,不仅是一次技术突破,更是我国科技创新从跟跑向并跑、领跑转变的生动缩影。

在全球生物经济浪潮中,唯有坚持自主创新,才能掌握发展主动权。

这一成果的诞生,为我国生物制造产业的高质量发展注入了强劲动力,也为全球生物技术领域的合作与竞争提供了新的中国方案。