輔酶Q10是一種存在于所有進行有氧呼吸的真核生物中的脂溶性化合物。它在人體中分布廣泛，能驅(qū)動人體細胞產(chǎn)生能量，具有保護心臟、提升精力、提高免疫力等作用。
此前，“2024生物制造產(chǎn)業(yè)化十大優(yōu)秀案例”發(fā)布。其中，內(nèi)蒙古金達威技術(shù)研發(fā)團隊的“金達威輔酶Q10高效綠色生物制造”成功入選。2月17日，記者走進內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司的工程實驗室，探究輔酶Q10的綠色生物制造。
內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司副總經(jīng)理李丹介紹，人體內(nèi)的輔酶Q10總量大約在500毫克至1500毫克之間，通常20歲左右人體內(nèi)的輔酶Q10含量會達到頂峰，之后便會逐漸減少。當(dāng)人體內(nèi)輔酶Q10的含量下降超過25%，發(fā)生疾病的風(fēng)險就會增加。輔酶Q10被廣泛應(yīng)用于治療心血管疾病，同時也作為營養(yǎng)保健品和食品添加劑使用。
輔酶Q10的制造方法主要包括化學(xué)合成法、動植物細胞培養(yǎng)法以及微生物發(fā)酵法。科研人員介紹，化學(xué)合成法工藝復(fù)雜，且副反應(yīng)多，動植物細胞培養(yǎng)法受限于原料稀缺和成本高昂，相比之下，微生物發(fā)酵法憑借工藝穩(wěn)定、易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)以及良好的生物利用度等優(yōu)勢，成為輔酶Q10生產(chǎn)的主要方法。
過去很長一段時間，國外企業(yè)掌握著輔酶Q10的技術(shù)和市場主導(dǎo)權(quán)。國內(nèi)企業(yè)在輔酶Q10技術(shù)研發(fā)方面起步較晚，且由于缺乏技術(shù)支持，在產(chǎn)量和成本控制方面處于劣勢。
李丹說：“當(dāng)時，我們作為技術(shù)追趕者，面臨諸多困難，包括如何培育高產(chǎn)菌株、如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝以提升發(fā)酵效率，以及如何有效提取和純化以獲得高品質(zhì)產(chǎn)品等。”
為了克服研發(fā)難題，金達威技術(shù)研發(fā)團隊對輔酶Q10生物制造產(chǎn)業(yè)全鏈條進行深入研究，提出“菌種—裝備—工藝一體化”的生產(chǎn)理念，旨在構(gòu)建一條高效綠色的生物制造路徑。經(jīng)過三次生產(chǎn)工藝與裝備的改造升級，團隊開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際領(lǐng)先微生物發(fā)酵工藝，用于生產(chǎn)輔酶Q10。
內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司總經(jīng)理助理陳必欽告訴記者：“目前，團隊在菌種研究領(lǐng)域已實現(xiàn)重大突破，開發(fā)出包括可視化高通量篩選技術(shù)、基于全局轉(zhuǎn)錄因子干擾的進化策略等。同時，科研人員通過深孔板發(fā)酵技術(shù)結(jié)合特定菌種表型，實現(xiàn)了高產(chǎn)性狀的高效篩選與鑒別，使得輔酶Q10的合成效率達到了歷史最高水平，成功培育出輔酶Q10高產(chǎn)菌株。”
在裝備領(lǐng)域，科研團隊已打造出獨具特色的生物傳感技術(shù)和分離設(shè)備，實現(xiàn)了對培養(yǎng)過程中細菌呼吸代謝、活細胞數(shù)量、電導(dǎo)性、氣味成分以及氧化還原狀態(tài)的實時監(jiān)測。
在發(fā)酵工藝領(lǐng)域，團隊通過構(gòu)建多尺度參數(shù)模型，形成了高效發(fā)酵工藝優(yōu)化及精準(zhǔn)放大工藝技術(shù)體系。在工藝提煉方面，團隊創(chuàng)新性地構(gòu)建了模擬移動床色譜、連續(xù)離交色譜以及高壓層析系統(tǒng)相結(jié)合的新型提取工藝，顯著提升了雜質(zhì)去除的效率。這一工藝為胞內(nèi)產(chǎn)物的提取、分離及純化技術(shù)的提升，提供了切實可行路徑。
未來，內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司計劃從多個方面推動規(guī)?；a(chǎn)。“比如持續(xù)對菌株進行優(yōu)化，推動新傳感器的實際應(yīng)用等。”李丹介紹，同時，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)車間的一鍵式操作，進一步推動綠色、智能化生產(chǎn)。
此外，輔酶Q10的研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，對其他生物制造產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)也具有協(xié)同效應(yīng)。李丹說：“菌株的進化改良和發(fā)酵過程的多尺度工藝優(yōu)化與放大、高效色譜提純、結(jié)晶純化等關(guān)鍵技術(shù)，如果在類似生物制造產(chǎn)品的新工藝研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中得以應(yīng)用，能夠迅速且高效地解決工業(yè)化過程中的同類問題。”
輔酶Q10是一種存在于所有進行有氧呼吸的真核生物中的脂溶性化合物。它在人體中分布廣泛，能驅(qū)動人體細胞產(chǎn)生能量，具有保護心臟、提升精力、提高免疫力等作用。
此前，“2024生物制造產(chǎn)業(yè)化十大優(yōu)秀案例”發(fā)布。其中，內(nèi)蒙古金達威技術(shù)研發(fā)團隊的“金達威輔酶Q10高效綠色生物制造”成功入選。2月17日，記者走進內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司的工程實驗室，探究輔酶Q10的綠色生物制造。
內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司副總經(jīng)理李丹介紹，人體內(nèi)的輔酶Q10總量大約在500毫克至1500毫克之間，通常20歲左右人體內(nèi)的輔酶Q10含量會達到頂峰，之后便會逐漸減少。當(dāng)人體內(nèi)輔酶Q10的含量下降超過25%，發(fā)生疾病的風(fēng)險就會增加。輔酶Q10被廣泛應(yīng)用于治療心血管疾病，同時也作為營養(yǎng)保健品和食品添加劑使用。
輔酶Q10的制造方法主要包括化學(xué)合成法、動植物細胞培養(yǎng)法以及微生物發(fā)酵法?？蒲腥藛T介紹，化學(xué)合成法工藝復(fù)雜，且副反應(yīng)多，動植物細胞培養(yǎng)法受限于原料稀缺和成本高昂，相比之下，微生物發(fā)酵法憑借工藝穩(wěn)定、易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)以及良好的生物利用度等優(yōu)勢，成為輔酶Q10生產(chǎn)的主要方法。
過去很長一段時間，國外企業(yè)掌握著輔酶Q10的技術(shù)和市場主導(dǎo)權(quán)。國內(nèi)企業(yè)在輔酶Q10技術(shù)研發(fā)方面起步較晚，且由于缺乏技術(shù)支持，在產(chǎn)量和成本控制方面處于劣勢。
李丹說：“當(dāng)時，我們作為技術(shù)追趕者，面臨諸多困難，包括如何培育高產(chǎn)菌株、如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝以提升發(fā)酵效率，以及如何有效提取和純化以獲得高品質(zhì)產(chǎn)品等。”
為了克服研發(fā)難題，金達威技術(shù)研發(fā)團隊對輔酶Q10生物制造產(chǎn)業(yè)全鏈條進行深入研究，提出“菌種—裝備—工藝一體化”的生產(chǎn)理念，旨在構(gòu)建一條高效綠色的生物制造路徑。經(jīng)過三次生產(chǎn)工藝與裝備的改造升級，團隊開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際領(lǐng)先微生物發(fā)酵工藝，用于生產(chǎn)輔酶Q10。
內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司總經(jīng)理助理陳必欽告訴記者：“目前，團隊在菌種研究領(lǐng)域已實現(xiàn)重大突破，開發(fā)出包括可視化高通量篩選技術(shù)、基于全局轉(zhuǎn)錄因子干擾的進化策略等。同時，科研人員通過深孔板發(fā)酵技術(shù)結(jié)合特定菌種表型，實現(xiàn)了高產(chǎn)性狀的高效篩選與鑒別，使得輔酶Q10的合成效率達到了歷史最高水平，成功培育出輔酶Q10高產(chǎn)菌株。”
在裝備領(lǐng)域，科研團隊已打造出獨具特色的生物傳感技術(shù)和分離設(shè)備，實現(xiàn)了對培養(yǎng)過程中細菌呼吸代謝、活細胞數(shù)量、電導(dǎo)性、氣味成分以及氧化還原狀態(tài)的實時監(jiān)測。
在發(fā)酵工藝領(lǐng)域，團隊通過構(gòu)建多尺度參數(shù)模型，形成了高效發(fā)酵工藝優(yōu)化及精準(zhǔn)放大工藝技術(shù)體系。在工藝提煉方面，團隊創(chuàng)新性地構(gòu)建了模擬移動床色譜、連續(xù)離交色譜以及高壓層析系統(tǒng)相結(jié)合的新型提取工藝，顯著提升了雜質(zhì)去除的效率。這一工藝為胞內(nèi)產(chǎn)物的提取、分離及純化技術(shù)的提升，提供了切實可行路徑。
未來，內(nèi)蒙古金達威藥業(yè)有限公司計劃從多個方面推動規(guī)?；a(chǎn)。“比如持續(xù)對菌株進行優(yōu)化，推動新傳感器的實際應(yīng)用等。”李丹介紹，同時，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)車間的一鍵式操作，進一步推動綠色、智能化生產(chǎn)。
此外，輔酶Q10的研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，對其他生物制造產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)也具有協(xié)同效應(yīng)。李丹說：“菌株的進化改良和發(fā)酵過程的多尺度工藝優(yōu)化與放大、高效色譜提純、結(jié)晶純化等關(guān)鍵技術(shù)，如果在類似生物制造產(chǎn)品的新工藝研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中得以應(yīng)用，能夠迅速且高效地解決工業(yè)化過程中的同類問題。”
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