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      定向轉化多元醇的細胞催化劑技術:把小細胞變成大產業

      2019-07-27   次閱讀

        作為構成生物體的基本單位,細胞雖然微小到連肉眼都幾乎看不到,但在華東理工大學魏東芝教授的手中卻釋放出了15億元的生物制造產能。在2015年國家科學技術獎勵大會上,魏東芝教授領銜開發的定向轉化多元醇的生物催化劑創制及其應用關鍵技術由此獲得國家技術發明二等獎。


        科技成果轉化率低是困擾中國科技界的痼疾。但全細胞催化技術不僅成功地在魯南制藥等4家企業進行了產業化,采用該技術生產的新型抗糖尿病藥物米格列醇等5個產品還在近3年內為企業新增產值15億元。

      定向轉化多元醇的細胞催化劑技術:把小細胞變成大產業_巴豆酸的結構簡式,石墨粉廠家,亞硫酸氫鈉,二氧化氯消毒液,食品級氫氧化鈣

      巴豆酸的結構簡式,石墨粉廠家,亞硫酸氫鈉,二氧化氯消毒液,食品級氫氧化鈣

        多元醇是指分子中含有兩個或兩個以上羥基的醇類,像乙二醇、甘油、木糖醇、山梨醇等都屬于多元醇。只要換換羥基的位置,就可以針對不同的原料生產出相對應的不同產品,所以多元醇的用途非常廣泛,是生產醫藥、化學品、新材料、化妝品、食品等的重要中間產物。但同時,多元醇富含活潑且化學性質相似的多個羥基,又給科技界拋出了“特定羥基的選擇性轉化”這一國際公認的技術難題。


        經過30年的耕耘,魏東芝團隊為多元醇定向轉化找到了正確的“解鎖密碼”。其開發的細胞生物催化劑,就像精確制導的導彈一樣,能準確瞄準要催化的羥基,精確定向到要轉化的產物,工藝過程比傳統化學催化更高效、節能和環保。


        一個細胞里藏著成千上萬種酶。而這些“酶”在被魏東芝團隊進行功能改造后,變成了能夠催化十幾種甚至幾十種反應的“萬能鑰匙”。這種把小細胞變成大催化工廠的“魔法”,就是全細胞催化法。


        2008年魯南制藥集團采用全細胞催化法生產的米格列醇,成就了我國第一例利用生物催化技術生產化學藥的新藥報批與生產。


        市場是檢驗技術的唯一標準。產業化之路能否走得順暢,除了多年的科研積累外,更離不開的是市場對產品的認可。


        以米格列醇為例,自2008年投產以來,由于降糖效果更好、胃腸道副作用更低,其年銷售額以70%以上的速率遞增。因市場潛力巨大,2011年,魯南制藥集團又投資7000多萬元,改擴建了米格列醇原料藥和片劑生產線各一條,目前已形成了年產米格列醇原料50噸、片劑3億片的生產能力。


        米格列醇的國際競爭力同樣很強,原料藥已出口到日本、印度等包括全球十大仿制藥國際名企在內的14個國際制藥公司。近3年,米格列醇為魯南制藥集團新增產值10億元,利潤達1.9億元。


        除了米格列醇,利用全細胞催化法生產的二羥基丙酮、葡萄糖酸、光學純苯乙二醇等產品也分別在深圳博大、西王集團、濱海瀚鴻等企業實現產業化,共為企業新增產值5億元、新增利稅1.2億元。


        目前,采用全細胞催化法生產的產品已有近百種,涉及化工、材料、食品等多個行業。


      定向轉化多元醇的細胞催化劑技術:把小細胞變成大產業_巴豆酸的結構簡式,石墨粉廠家,亞硫酸氫鈉,二氧化氯消毒液,食品級氫氧化鈣

      巴豆酸的結構簡式,石墨粉廠家,亞硫酸氫鈉,二氧化氯消毒液,食品級氫氧化鈣  

          “從長遠看,全細胞催化技術的產業鏈效應將會持續顯現。”魏東芝的信心來源于該技術的三大優勢:一是原料優勢。多元醇為可再生資源,將促進我國工業可持續發展。二是技術的通用性優勢。生物催化技術平臺的創建,適用于以多元醇為原料的眾多產品的生產。三是綠色制造優勢。用生物催化替代或部分替代現有的化學法及發酵法,可避免貴重金屬催化劑或大量有機溶劑的使用,簡化工藝,降低污染物排放。


        在現代生物制造已經成為全球性戰略性新興產業的大背景下,生物催化已成為化學工業涅槃重生和社會可持續發展的重要支撐技術,其重要性將日益彰顯。

      來源:中國化工報 


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