可降解材料已成趨勢,藍晶微生物利用合成生物技術降低PHA成本

2021-01-21 創業邦

隨著各國環保法規及社會環保理念的發展,人們逐漸意識到塑料製品帶來的環境汙染問題已經越來越嚴重,有報導稱大量的塑料微粒已經開始通過物質循環進入人體,一個成年人每年有可能會攝入74000至121000粒塑料微粒,而目前我們還無法預估塑料微粒對人體造成的傷害。

▲ 阿克拉海灘上嚴重的塑料汙染

在這種情況下,儘快發展並應用聚羥基脂肪酸酯(PHA)和聚乳酸(PLA)等可降解材料幾乎成為了業界共識,而這其中PHA材料由於具有類似於傳統石化塑料的性能和較短的降解周期,被認為是傳統石化塑料理想的替代品,北京藍晶微生物科技有限公司(以下簡稱藍晶微生物)就是一家通過合成生物技術生產PHA材料的高新技術企業,其獨創的基因元件設計技術可以系統性降低PHA的合成成本,進而擴大其應用範圍。

藍晶微生物創立於2016年底,兩位聯合創始人——CEO張浩千博士和總裁李騰博士分別擁有北京大學和及清華大學的博士學位,在校時期參與和主導過多個合成生物學科研項目,積累了豐富的合成生物學研發經驗。

同時,在過去二十年間DNA合成和測序技術得到了極大的發展,其成本下降了幾個數量級,這也為藍晶微生物團隊的創業提供了土壤與養分。李騰博士告訴創業邦:「我們認為跟隨模仿式的生物技術創業在中國已經過時了,現在需要帶著科學家認認真真地面向市場做從0到1。」

▲ 藍晶微生物聯合創始人李騰博士(左)和張浩千博士(右)

PHA材料雖然有著良好性能,也是可降解材料領域的發展趨勢,但就目前而言其生產過程中超高的能耗和生產成本仍然是其不得不面臨的瓶頸。

由於PHA材料只能由微生物合成,因此微生物底盤的選取和基因通路的設計將直接影響到PHA材料的性能和成本,目前國內外該行業的既有玩家往往通過誘變篩選高產菌株的方式來實現成本降低或材料性能提升,對於微生物細胞的基因改造關注較少,因而難以直接控制細胞內微納尺度發生的化學反應,從而無法在材料性能和成本上做到兩全其美。這些因素直接造成了市場上PHA材料成本高、產量低、性能不穩定的情況。

藍晶微生物所選取的微生物底盤並不是實驗室中的模式生物,而是在油田土壤中發現的一種耐油細菌,在利用合成生物技術對該細菌進行工程化改造後,其可以穩定合成產出高性能的PHA材料;同時由於該細菌本身生存於較為惡劣的野生環境,因此其對生長環境和「食物」的要求並不高,這就使得PHA的生產成本大幅度降低。

基因元件設計技術是藍晶微生物的核心技術,其本質是通過設計基因通路對生物體進行「基因編程」,使其呈現出預期的性狀,這涉及到對數以百計的基因進行調控層面和功能層面的設計,是整個合成生物學的核心。張浩千博士告訴創業邦:「我們基於組學數據和物理模型對微生物菌株進行數十到上百個基因的增刪改,才使菌株呈現出預計性狀,這對於傳統的企業或生物科研實驗室幾乎是不可能完成的。」

▲ 電子顯微鏡下的PHA顆粒

目前,藍晶微生物已經與中化國際籤署戰略合作協議,共同推動PHA材料的規模化生產及市場化銷售。此外,藍晶微生物還成立了科研教育平臺「藍晶實驗室」,來自北大、清華、中科院的優秀畢業生構成的核心團隊,可以面向中學生提供合成生物學的課程內容,並協助學生完成科學項目實驗,成為藍晶微生物的穩定現金流業務。

藍晶微生物目前的人員規模為40餘人,其中研發人員佔比超過70%。近日藍晶微生物宣布完成了由松禾資本獨家領投的數千萬元A+輪融資,據介紹本輪融資將主要用於微生物設計、建造、測試的全流程數據化和既有產品管線的產業化落地。

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