微构工厂：打制“下一代产业生物技能”消费新质料的平台

DeepTech 独家获悉，合成生物学首创公司微构工厂于克日完成了由红杉中国种子基金领投的天使轮融资，这次融资金额近 5000 万元人民币。

微构工厂，驻足于下一代产业生物技能的生物制造首创公司，旨在通过自身上风的合成生物技能平台研产生产各种化工质料和产物，现在的重要产物是可降解塑料 PHA。

翻看微构工厂的进展进程，令人惊奇的是：这竟然是一家在本年 2 月份才方才建立的新公司。那么，本相是什么缘故原由使得微构工厂可以或许在第一轮融资时便得到顶级投资机构的青睐呢？

这次，DeepTech 有幸独家采访了微构工厂的首创人兼首席科学家陈国强传授，来一同揭开这颗合成生物新星的面纱。

图丨陈国强传授（泉源：受访者提供）

陈国强传授，清华大学合成与体系生物学中间主任，教诲部长江学者特聘传授，本科结业于华南理工大学应用化学系，1989 年得到奥地利格拉茨产业大学应用化学博士学位，1990 至 1994 年先后在英国诺丁汉大学和加拿大阿尔伯达大学开展博士后研究。

“我从博士时期便开始从事 PHA 的相干研究，独立开展研究之后，20 多年在一众师生高兴下，已经搭建起了完备的合成生物技能平台。” 陈国强先容说道：“多年的积存使我们对付合成生物技能以及 PHA 的工艺都非常熟习，也申请了一系列的专利，这些都是我们的上风地点。”

唯一实现碳中和的生物降解质料

从博士开始的研究，至今已有 30 余年，那么，这次又是如何的机遇使得这项技能走出了试验室，落地到了微构工厂呢？对此，陈国强报告 DeepTech 说道：“一是塑料污染日趋严峻，碳中和及限塑令的大配景，二是技能平台研究已经相称成熟，是时间回馈社会了。”

是的，碳中和、情况污染、微塑料污染等题目已经迫不及待。

在 2020 年末的中间经济事情集会上，“做好碳达峰、碳中和事情” 就被列为了 2021 年的重点使命之一。同时，集会还提出：我国二氧化碳排放力图 2030 年前到达峰值，力图 2060 年前实现碳中和，要陆续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应。

图丨碳中和（泉源：The Conversation）

要推进实现碳中和、减污降碳，塑料无疑是首当其冲。据统计，每年约莫有 800 万吨至 1200 万吨的塑料垃圾进入海洋，这些塑料难以降解并大概会剖析成直径小于 5 毫米的 “微塑料”，微塑料的污染范畴甚广，而且简单被海洋动物吞噬，尔后经过食品链影响到人类的康健。

“在这些大配景下，列国连续出台了‘禁塑或限塑令’，这也促使我们下一代产业生物生产可降解塑料 PHA 成为一个非常热的研究偏向和财产化偏向。” 陈国强说道。

图丨列国禁塑限塑一览（泉源：华安证券研究所）

PHA，全称聚羟基脂肪酸酯，是一种完全可降解的生物新质料，也是唯一实现碳中和的生物降解质料，将该质料直接排放至海洋后，其可在天然情况中快速降解，时间也许 1-5 年不等。同时 PHA 与其他生物可降解质料如 PLA、PBAT 等性能互补，可以相互促进配合进展。

“在我的试验室中，已经有结业门生正在从事 PHA 此中的一类 ——PHBHHx 的生产了，做的还不错。” 陈国强说道：“这给了我很大的感受，PHA 有着凌驾 150 种范例，各有特性，与其说只将一种质料财产化，不如把整个平台财产化了。”

正是在这一头脑的指引下，本年的 2 月份，微构工厂正式建立了。

现在，微构工厂有着来自学术界、贸易界和财产界共计 20 余人所构成的团队，这此中，贸易界和产业界的焦点成员都有着其各自范畴的富厚履历。而其技能的焦点，则是陈国强传授位于清华大学所搭建的合成生物技能平台。

基于合成生物技能平台的 PHA 新方案

正如前文所先容的普通，陈国强传授历经 20 余年所开辟的技能平台，正是微构工厂最具竞争力的焦点上风。那么，这一技能平台因何将其称之为一个平台，又有何上风呢？

详细来说，该合成生物技能平台可以或许：1、在已搭建的 PHA 通路平台上举行改革，生产各种 PHA，进步 PHA 的产量；2、思量团体工艺，改革菌株以办事于中卑鄙发酵、分散以及纯化历程，综合低落团体本钱。

传统的PHA 生产方案中，最常见的生产菌株利用的是 Ralstonia eutropha，该菌株可以或许在 30°C 的情况下将碳源转化成为 PHA。不外，与正常菌株雷同，由其所组成的生产工艺，在历程中必要思量染菌、凝聚及分散，并由此带来了更高的本钱。

而微构工厂，则在合成生物技能平台的助力下，围绕自身独占的生产菌株完成了一整套 PHA 工艺的研发和优化，同时实现了 “新方案” 中独占的技能两大上风：“开放造就不染菌” 及 “自凝絮和自沉降”。

起首让我们把眼光先聚焦到开放造就上。“染菌”，是指除了生产菌外的杂菌在造就液中举行生长代谢，其不但与生产菌竞争生存资源，还会严峻影响目的产品，给发酵历程带来极大的经济丧失。是以，在发酵流程中必要通过水蒸气对整个发酵设置装备摆设举行彻底地灭菌，是发酵历程中的一大能耗本钱。

而开放造就不染菌，则可以在不影响正常生产的情形下去躲避这一本钱，值得一提的是，该技能照旧环球现在唯逐一个制造历程中不染菌的技能。

图丨开放造就不染菌（泉源：微构工厂）

能做到这一技能的缘故原由，正是得益于微构工厂生产 PHA 的独占菌株。通常情形下，细菌喜爱在渗入渗出压得当、酸性大概弱酸性的情况下举行生长，而微构工厂的生产菌则与之差别，它耐高渗、耐高碱同时还可以或许包管快速生长。

在合成生物技能平台上，研究职员对该种菌株举行了进一步的工程化改革，使其对渗入渗出压改变的顺应本领更强、生长速率更快，而在此种设计好的高渗高压的严格条件下，别的微生物通常很难生长起来然后去与生产菌竞争的。

其次，在发酵历程之中，分散和纯化也是本钱的一个很紧张的构成身分。同样也是通过合成生物技能平台，研究职员对微生物外貌孕育发生电荷的卵白举行一个全面筛选，并拔取了此中几个紧张的基因举行了敲除，从而使得菌株可以或许自凝絮和自沉降。

敲除后就可以或许自凝絮？这又是一个如何的道理？本来，通常的细菌外貌上是带电的，细菌与细菌之间会通过静电排挤而各自悬浮在液体中，不会凝絮到一路。然而，通过合成生物技能敲除电荷卵白基因之后，微生物也便不再带电，也就可以或许凝絮到一路了。

图丨自凝絮和自沉降特性的细菌专利（泉源：CNIPA）

对此，陈国强传授向 DeepTech 吐露道：“在这种情形下，我们已经乐成实现：在搅拌和鼓风的情形下，它们好像正常微生物普通悬浮在液体中举行生产，而一旦制止搅拌和鼓风，它们便会由于静置时的重力作用聚拢在底部，极大便利了对其的分散。”

别的，通过现在已有的合成生物技能平台，微构工厂还可以或许从事种种类 PHA 的生产以及 PHA 的改性，乃至还可以或许化身平台型的研发企业，依据客户的需求举行菌株及工艺的研发。

定位介于平台型与单一产物制造

“多数制造业都因此单一产物的大量制造来得到经济上的回报，别的也有一些平台型模式的企业是关心他人研发菌种来实现回报。” 陈国强说道：“微构工厂的定位介于二者之间，试验室最善于的便是对菌种的筛选和构建，有着 20 多年的履历，别的我们有成员团队在单一产物制造上非常有履历，是以可以将这两个履历联合起来。”

这即是微构工厂对付自身的定位，使用自身的上风平台对管线举行推进、扩展与优化，之后也会对研发完成的单一产物举行范围生产，两条线交错在一路。

依据华安证券研究所的猜测，到 2025 年，估计我国可降解塑料需求量可到 238 万吨，市场范围可达 477 亿元；到 2030 年，估计我国可降解塑料需求量可到 428 万吨，市场范围可达 855 亿元，可降解塑料市场空间庞大。

图丨中国可降解塑料需求量猜测（泉源：华安证券研究所）

在此大市场需求的情况下，微构工厂睁开了本身的结构：在将来 1 年内先创建一个千吨量级的生产线，在对该条线优化稳健之后，将会陆续扩大生产设置装备摆设至万吨、几十万吨量级，估计在 5 年左右把本钱降到每吨 1.2 万人民币左右。

陈国强传授报告 DeepTech ，将来微构工厂有着三个大目的，分别是：环球最大的 PHA 生产商、环球做 PHA 差别布局产物最多的企业、做质量最好（纯度、分子量等最好）的 PHA 的企业。

“现在的第一个阶段我们会以大量制造 PHA 为重要偏向。” 陈国强先容道：“将来我们还将以 PHA 为主线开辟种种百般的产物，不外并不会范围于 PHA，我们还会开辟一些大宗的质料产物、用于医疗、食品等的一些小分子大概氨基酸类等等。”