把论文“种”进车间——探访上海生物制造生物基材料中试基地!

发布时间:2026-09-17

  生物制造,正成为全球产业竞争的新焦点,也是我国培育新质生产力的重要赛道。工信部系统今年首次举办生物制造领域颠覆性创新大赛,为这一战略性新兴产业立起“风向标”;作为赛事复赛承办地,上海奉贤组织媒体走访属地生物制造平台与企业。从三十年“国家队”的中试平台,到高校团队创办的合成生物学新秀,再到把原料当“芯片”来造的美妆龙头——三站走访,拼出的不只是一座城的产业新版图,更是中国生物制造加速奔跑的时代剪影。

  生物制造,正成为大国产业竞争的新赛道。当实验室里的“论文”变成货架上的“产品”,中间横亘着成果转化的“最后一公里”——这不仅是上海,更是全国都在求解的共答题。在奉贤,一座“国家队”中试基地给出了自己的答案。

  走进上海国佳生化工程技术研究中心有限公司,没有想象中实验室的“高冷”,却有工业化车间的“滚烫”:500升中试反应器阵列轰鸣运转、植物细胞在反应器内悄然生长、分离纯化车间里一桶桶琥珀色的提取液正等待“出炉”。

  “生物制造是产业,就要有小试、中试、生产。小试、中试在我们这里的科研基地,生产到企业里去。”华东理工大学生物工程学院教授郭美锦的一句话,点明了这座基地的全部使命:把成果从论文里“请”出来,在车间里“炼”成产品。

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  先说明白“中试”是什么。实验室里用几升小罐子做出的成果,要变成车间里几十立方米大罐子批量生产,中间这段“放大试验”,就叫中试。业内常说它是产业化的“死亡之谷”——配方、参数、设备,换到更大规模往往“水土不服”,不少好成果就倒在这一步。谁能把这条“谷”填平,谁就能把科技创新的势能,变成产业升级的动能。

  干这事的,是一支有近30年历史的“国家队”。1997年,国家生化工程技术研究中心(上海)成立,是国家级研发基地;2011年至2017年,中心四次获评国家工程中心“优秀”,获国家主管部门连续滚动支持;2014年,中心在奉贤建立基地,以企业模式独立运行;2020年,支撑“省部共建上海生物制造产业协同创新中心”获批;2024年12月,上海生物制造生物基材料中试基地建成运行,运营主体为上海国佳生化工程技术研究中心有限公司。

  “我们就是华理的,落地在这里。”依托华东理工大学生物反应器工程全国重点实验室,团队把高校的科研积累、企业的工程需求、政府的产业支持,拧成了一股绳。为什么选择奉贤?郭美锦的答案很直白:“上海哪有那么大体量的实验用地?”土地稀缺,反而逼出一套“不种地”的技术路线;而奉贤手握“东方美谷”的产业底子,从化妆品到生物医药,成果转化有人接、市场有人要——这正是产教融合、区校协同服务国家战略的生动样本。

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  基地的“武艺”分几路:菌种微生物发酵——请细菌、酵母“打工”生产;动物细胞培养——做抗体、疫苗等;干细胞与类器官——面向再生医学;植物细胞培养——珍稀植物“不种地”也能量产;分离纯化——把目标成分从“一锅汤”里精准捞出来。五大板块,加上工程设计与放大,几乎覆盖生物制造全链条。

  专业地说,背后是一套“多尺度”方法论:从细胞代谢的微观层面,到反应器流场的中观层面,再到工厂规模的宏观层面,一层层找规律、定参数。基地用在线传感器实时盯着罐子里的“体温血压”,用代谢流分析看细胞“吃什么、产什么”,再用计算流体力学(CFD)在电脑里模拟罐子里的水流和剪切——把“老师傅的手感”,变成“可复制的数据”。

  最直观的一幕,在植物细胞悬浮培养实验室。剪下一片叶片,脱分化诱导出“万能的”愈伤组织——用郭美锦的话说,“回到娘胎里去”:褪去绿色、褪去色素,变成最原始的“植物胚胎细胞”,然后在反应器里按人的意愿生长。“它相当于植物的‘胚胎细胞’,我们控制它,生产出我们需要的东西。”例如,以红豆杉细胞为“工厂”合成抗癌药物紫杉醇的原料,藏红花、铁皮石斛、雪莲都能这样“种”出来——不占耕地、不看天气,成分稳定可控、没有农药残留。

  这片叶子已经“长”成了商品:以新疆油莎草为原料的卸妆油、洁面慕斯,基地做原料、出配方,再经代工、备案、送检,一步步送上货架。从“种地”到“种细胞”,从靠天吃饭到人为可控——这是绿色制造最前沿的实践,也让“大食物观”有了新的打开方式。

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  “这些设备,你仔细看,都是我们自己做的。”发酵实验室里,郭美锦指着成排的反应器。从罐体设计、传感器开发到成套装备,团队走的是“工艺、工程、装备一体化”路线——配方、机器、车间一条龙自己包,装备由其下属的上海国强生化工程装备有限公司生产。更早布局的是数据:“10年前我们就建了大数据中心,现在才知道这叫AI大数据。”

  基地二楼,一间房就是一家企业。入驻企业使用独立实验室,团队盯着数据给予指导:“该保密的全部保密,不保密的都告诉我,我看数据来指导”,效果用数据说话。据基地汇报材料,红霉素、维生素B12、葡萄糖酸钠等典型发酵产品经优化放大后,产量提升13%到190%,实现了从实验室规模到工业规模的显著放大;合作名单上是一串行业龙头:华北制药、宜都东阳光、石药华荣、浙江新和成、凯赛生物、华恒生物、阜丰集团……相关研究成果先后四次获国家科技进步二等奖。

  更有意义的是技术服务模式转变。“以前通过与企业技术合作,我们积累了技术、人才和资金,现在以孵化企业为主。”从“卖服务”到“育企业”,郭美锦的学生里已经跑出一家北交所上市公司和一家准上市公司——一家食用菌企业进入IPO阶段,还有“可以给人吃、给动物吃,也可以给土壤吃”的产品。让科研人员“名利双收”,让创新企业“聚木成林”,这正是科技体制改革所期待的样子。

  “过去的大发展靠化工,未来要靠生物经济。我们什么东西都要用生物的方法生产出来——从化工技术到生物技术,这是必然的转变。”郭美锦的判断很笃定:未来5到10年,生物材料(比如可降解的聚乳酸塑料)、类器官会一步步走进生活。“如果这个领域被卡住,我们就麻烦了,所以不能落后。”

  今年,工信部系统首次举办生物制造领域颠覆性创新大赛,他说,颠覆性创新,就是“现在听起来很神奇、三五年后家家都在用”的东西。“奉贤的生物制造,现在就是如火如荼。”

  临走时,郭美锦递来一杯用基地技术泡的茶——茶多酚精华被充分提取。他笑着说:“哪天我们的产品卖到100个亿,我再好好给你讲讲。”

  从实验室到车间,从车间到产业——这座基地守着的,正是中国生物制造从“跟跑”走向“并跑、领跑”的关键一跃。把论文“种”进车间,种出的,是高质量发展的新动能。

作者:侯阔、卫智杰(实习生)

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