前言:合成生物学是一个高度交叉融合的新领域,它综合了生物技术、基因工程、分子工程、系统生物学等多个领域的技术方法,它能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,对人类实现治疗疾病、生产产品、治理环境等目标具有莫大的潜能。我国在《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出,加强原创性性科技攻关,明确将“合成生物”列为科技前沿领域攻关方向之一。
目前,合成生物学产业面临研发效率低、实验室研究成果产业转化成功率低等问题,其关键瓶颈在于不能实现高通量、自动化、智能化的菌种筛选和工艺优化。针对以上痛点,有这样一家企业,其核心团队在生物合成领域潜心深耕了20多年,通过追踪国际新前沿技术,展开多学科交叉研究,融合“生物技术BT、信息化技术IT、自动化技术AT”3T技术,在“生物反应器高通量实验室”这一合成生物学产业的细分方向上做到了国内独树一帜的位置,这家企业就是上海曼森生物科技有限公司。
定位清晰,目标明确
上海曼森生物科技有限公司(以下简称“曼森”),于2017年正式成立,公司定位是生物反应器高通量实验室一站式解决方案服务商。公司自成立以来,致力于利用自动化、人工智能、大数据和工业互联网技术来为生物技术和生物产业赋能,经过六年时间的产品打磨,针对合成生物学DBLT(Design-Build-Learn-Test)循环中“Test”环节,曼森研发了平行生物反应器,以及配套平行生物反应器的实验室自动化系列产品,为实现全流程、高通量、自动化发酵奠定基础。这些产品的上市及使用,将大大提高底盘菌株筛选、培养工艺优化的通量及效率,打破制约合成生物学产品从实验室规模到量产放大的瓶颈。
近期,曼森得到了南京高科新浚资本的认可和投资,公司将全力打造曼森自主品牌,几大先导产品已经完成了几轮优化迭代,并通过部分用户完成了初步市场验证,后续将通过各种线上线下渠道做品牌宣传、市场开拓。同时,也将进一步扩大生产规模,优化质量控制体系,完善售前、售中、售后服务流程,保障产品的市场供应。
智造设备,打破垄断
曼森自主研发的平行生物反应器,装载新一代发酵控制技术AFDP主板芯片以及与其配套的智能化控制软件,达到了国外同类产品的技术水平,打破了国际垄断,实现了很高性价比的国产进口替代,一经上市便获得多家知名企业的青睐与复购。
曼森平行生物反应器使用的AFDP控制技术目前在国内是没有的。通过这套创新的AFDP控制技术,实现了平行生物反应器要求的同步控制、微量控制、精细控制,尤其是微量补料技术方面,达到了100ul/h的微量控制水平,超越了国内外竞品。
另外,国内外5L以下的生物反应器竞品都无法实现罐压(罐压可以增进发酵过程的溶氧水平、减少染菌的概率),而曼森自主研制的500ml(0.5L)、1000ml(1L)生物反应器都能实现罐压,这点也是重大突破。
既有平行生物反应器,又有配套的实验室自动化装备,是曼森有别于国内其他公司的特色,让曼森既不是一家传统的生物反应器设备供应商,也不是大家耳熟能详的仅做定制实验室自动化的解决方案服务商。曼森短期是新一代生物反应器及其配套智能化软件的设备供应商,为用户提供生物反应器高通量实验室工程一站式解决方案服务。远期目标是为生物制造技术的全链条开发智能化、数字化的新技术、新方法和新装置。
客户至上,服务为先
“曼森服务的目的是帮助我们的客户(主要是合成生物学产业的产品型公司)提高实验室研发成果向产业转化(即生产工艺放大)的成功率。”曼森生物董事长兼首席科学家郝玉有博士如是说道。
生产工艺要放大,核心是研究清楚哪些工艺参数是关键影响因素,而要从上百个工艺参数中找出关键的数十个,就需要进行大量的DOE实验测试(也就是上文中提到的Test环节),获得大量的实验数据,分析得出参数与工艺产量和产品质量之间的相关性,然后找到其中正相关、负相关、无相关的参数集,用于指导生产工艺放大。测试量越大、测试越集中,数据价值越大,分析的准确性越高,放大成功的概率越高。过去的生物反应器及其配套设备性能有限,不满足快速、低成本、效率高DOE实验测试的需求,具体表现为通量低、系统误差大、无效批次多,误导实验人员做出错误的判断。曼森自主研发的平行生物反应器,及配套的上下游实验室自动化设备,能够快速、有效、低成本地完成DOE实验测试,产生高质量的大数据,并将系统误差降到很低,提高实验结果的可靠性和重复性。这给客户带来的直接利益,是将产品生产工艺开发和放大的时间周期从过去的以“年”计算缩短到现在的以“天”计算,数十倍的效率提升进而带来数十倍的人力、场地节约,数十倍的材料、试剂消耗减少。
迎难而上,锐意进取
生物经济是21世纪的支柱产业,合成生物技术是支撑生物经济的主要技术,而合成生物技术成果的产业化离不开发酵工程技术和生物反应器。如今,合成生物产业才刚刚起步,未来人类需要的60%的产品都可能来自于生物制造,生物反应器的未来市场不可预测。
当前,我国生物反应器国产替代空间大,生物反应器国产化率低,对此,郝博士回应:“国产替代面临的很大挑战是从技术源头进行0到1的创新,改变国内过去只会抢仿、跟仿和反向工程的走捷径思路,从研究怎样仿造得出、怎样仿得更像,到专研核心技术(软硬件控制技术、核心元器件等),创新底层原理,实现国产替代甚至超越。
国产替代面临的另一个挑战是国内复合型人才短缺,既要懂菌种、懂工艺,又要懂反应器,还要具备产业化思维,如此才能着手设计新型的生物反应器。这样的复合型人才短缺的主要原因,我认为一是,由于高校和科研院所的考评机制导向以发文章为荣,将工科学校理科化,工科院校培养出来的不是工程人才(偏工科),反而是生物技术人才(偏理科),工科院校老师没有进过工厂、没有下过车间,只做理论知识教授;二是,资本这些年把大量资金投入合成生物学产品型公司和生物技术公司,对工程技术人员产生了虹吸效益,纷纷转行做分子生物学,或者进入生物医药投资行业。
曼森在这一方向已经深耕多年,前几年大家不知道曼森,是因为我们一直在集中精力研究底层技术,开发自主知识产权的产品,建设我们的技术研发团队。曼森核心团队主要来自华东理工大学生物反应器工程国家实验室、国家生化工程技术研究中心、中科院合成生物学实验室、大型制药企业和智能化领域。正是基于这样的一个技术研发团队,再加上这么多年的刻苦钻研,才让曼森现在有了这些拿得出手创新产品,让我们有自信走到台前,向世界展示。”
合成生物学,既是开启未来经济和产业新格局的钥匙,也是重塑人们未来生活新面貌的画笔。相信曼森有足够的信心与实力,为合成生物学的发展添上浓墨重彩的一笔!
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