合成生物學(xué)誕生于21世紀(jì)初，是生物學(xué)、工程學(xué)、化學(xué)和信息技術(shù)等相互交叉融合的新興領(lǐng)域。是指科學(xué)家將"基因"連接成網(wǎng)絡(luò)，重新構(gòu)建具有期望功能的生物系統(tǒng)，讓一個(gè)個(gè)細(xì)胞成為各具特色的"超級(jí)工廠"來(lái)生產(chǎn)各種我們想要的東西。合成生物學(xué)為我們打開(kāi)了"一切皆可綠色制造"的無(wú)限可能。
合成生物學(xué)項(xiàng)目放大，是放大工程師與科學(xué)家對(duì)接學(xué)習(xí)后，開(kāi)發(fā)及優(yōu)化發(fā)酵提取工藝流程，再將工藝技術(shù)放大轉(zhuǎn)接至產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)完整過(guò)程，細(xì)分為前端的DBTL再驗(yàn)證、中期工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)、后期技術(shù)轉(zhuǎn)移落地三大方面。
前端DBTL（設(shè)計(jì)-構(gòu)造-測(cè)試-學(xué)習(xí)）強(qiáng)調(diào)通過(guò)設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試和學(xué)習(xí)的循環(huán)遞進(jìn)來(lái)調(diào)節(jié)已有的或者開(kāi)發(fā)新的生物系統(tǒng)。其中測(cè)試指科學(xué)家通過(guò)對(duì)構(gòu)建的新生物系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性的測(cè)試，以確保其性能符合設(shè)計(jì)要求，或者發(fā)現(xiàn)存在的缺陷以便下一步的優(yōu)化和改進(jìn)。
項(xiàng)目放大的再驗(yàn)證指放大工程師根據(jù)小試開(kāi)發(fā)過(guò)程邏輯及信息，優(yōu)化測(cè)試方法穩(wěn)定操作步驟，對(duì)前端已開(kāi)發(fā)的新的生物系統(tǒng)進(jìn)行生長(zhǎng)、生產(chǎn)穩(wěn)定性及抗干擾、平行性驗(yàn)證。放大工程師與開(kāi)發(fā)科學(xué)家共同完成各項(xiàng)基礎(chǔ)性能的交接驗(yàn)證，對(duì)于有些"技術(shù)問(wèn)題"他們有完全一致的相同訴求，比如新菌株是否是營(yíng)養(yǎng)缺陷型？自身的生長(zhǎng)特性如何？采用何等策略來(lái)提升產(chǎn)物制造效率？特定的分子路徑在放大時(shí)需要規(guī)避的何等缺陷？而對(duì)于有些問(wèn)題，因?yàn)榱?chǎng)及思維維度差異，他們卻有些不完全一致，比如穩(wěn)定性問(wèn)題，科學(xué)家認(rèn)為只要達(dá)到高產(chǎn)即可，他們更重視原創(chuàng)技術(shù)的能與不能的問(wèn)題；而放大工程師需要錨定的是，能否能穩(wěn)定地達(dá)到，或者即使不能100%也需要重現(xiàn)穩(wěn)定的一定的機(jī)率，并通過(guò)制定一定的測(cè)試與篩選的方法，確保穩(wěn)定的重現(xiàn)機(jī)率。
工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)是指利用從前端研究與驗(yàn)證中獲得的知識(shí)、信息與經(jīng)驗(yàn)，為最終的新產(chǎn)品建立新的工藝路線和系統(tǒng)，而進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)工作。包括新菌株的制備與使用；發(fā)酵工藝流程與發(fā)酵條件優(yōu)化；提取工藝流程與提取條件優(yōu)化，至最終獲得質(zhì)與量符合預(yù)期的產(chǎn)品。
是采用使用前質(zhì)粒轉(zhuǎn)入感受態(tài)細(xì)胞生產(chǎn)菌株，還是染色體改造后的菌株經(jīng)過(guò)穩(wěn)定地傳代，除了環(huán)境、培養(yǎng)基等控制，放大工程師需要與科學(xué)家協(xié)同考慮快速、準(zhǔn)確分篩的方法，并對(duì)應(yīng)中間控制點(diǎn)的量化。到發(fā)酵時(shí)，放大工程師需要考慮發(fā)酵級(jí)數(shù)與放大倍數(shù)，及與之協(xié)同的各級(jí)培養(yǎng)基的最優(yōu)配方與各級(jí)發(fā)酵條件，并對(duì)應(yīng)中間移種、生產(chǎn)及停罐的指標(biāo)與條件的量化。這一步能得到初步的發(fā)酵最高單位、發(fā)酵強(qiáng)度及主要原材料轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)。當(dāng)然完整的發(fā)酵工藝，除了處理發(fā)酵過(guò)程穩(wěn)定、溶氧、攪拌及補(bǔ)料等通用指標(biāo)的控制，還應(yīng)拓展包括一些偏差及應(yīng)急處理措施。提取工藝流程及條件優(yōu)化就是在工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程中找到最優(yōu)化的不同模塊組合，使產(chǎn)品能得到很好的分離與得率。每一個(gè)工序模塊又對(duì)應(yīng)其工藝控制點(diǎn)，而整個(gè)工藝流程對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)。這一步能得到最終的個(gè)性化的產(chǎn)品質(zhì)量圖譜及工藝收率指標(biāo)。整個(gè)過(guò)程，放大工程師需要錨定項(xiàng)目最終的工藝流程及從菌種到產(chǎn)品的流程中每個(gè)工序的質(zhì)與量，確保最終產(chǎn)品合格。
技術(shù)轉(zhuǎn)移放大是將實(shí)驗(yàn)室中成功開(kāi)發(fā)的新工藝或技術(shù)轉(zhuǎn)移到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的過(guò)程。其涉及內(nèi)容豐富，包括工藝實(shí)施規(guī)模的批量放大，應(yīng)對(duì)工藝耐用性的終考驗(yàn)，與質(zhì)量的體系控制對(duì)接，應(yīng)對(duì)質(zhì)量穩(wěn)定性的終考驗(yàn)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)出方需要完成質(zhì)量/工藝技術(shù)包的整理。
項(xiàng)目放大實(shí)施，除了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)的優(yōu)良工藝，還需要有合適的工藝設(shè)計(jì)與合適的設(shè)備選型、安裝。放大項(xiàng)目的起始及落點(diǎn)工藝都是核心，放大工程師參與從項(xiàng)目立項(xiàng)、工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型與安裝及工藝驗(yàn)證的全過(guò)程。過(guò)低的設(shè)備投入不滿足項(xiàng)目質(zhì)與量的要求，達(dá)不到穩(wěn)定批量；而過(guò)度的設(shè)備不僅僅使項(xiàng)目投資成本高，更可能犧牲了部分設(shè)備的使用率與產(chǎn)品的量。放大工程師需要錨定在穩(wěn)定批量后工藝實(shí)施的匹配性與和諧性，確保工藝設(shè)計(jì)有競(jìng)爭(zhēng)性，項(xiàng)目成本有安全性。
綜上，合成生物學(xué)項(xiàng)目放大過(guò)程中，涉及菌種、發(fā)酵與提取、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與落地，放大工程師需要重點(diǎn)錨定三點(diǎn)。與科學(xué)家前端對(duì)接驗(yàn)證時(shí)，放大工程師需要錨定，菌株能否能穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)，并通過(guò)制定一定的測(cè)試或篩選的方法，確保穩(wěn)定的重現(xiàn)機(jī)率；工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)，放大工程師需要錨定，優(yōu)化后的工藝流程及每個(gè)工序的質(zhì)與量，確保最終產(chǎn)品合格；技術(shù)轉(zhuǎn)移放大時(shí)，放大工程師需要錨定穩(wěn)定批量后工藝實(shí)施的匹配性與和諧性，確保工藝設(shè)計(jì)有競(jìng)爭(zhēng)性，項(xiàng)目成本安全。
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