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37年把冷板凳坐热 清华大学教授陈国强团队开辟生物制作技能新方向
来源:米乐体育    发布时间:2024-03-04 17:22:24
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  在可降解的生物资料研制上探究了37年的清华大学教授、组成与体系生物学中心主任陈国强,最近总算眉头舒展:“这次挨近看到曙光了。”

  为削减不易降解的石化塑料构成的白色污染,科学家一直在寻觅可降解资料,生物制作是途径之一。在许多生物资猜中,PHA(聚羟基脂肪酸酯)这一类资料宗族,有全进程在水里组成、彻底降解、动物可食用等优势,被寄予厚望。上世纪90年代,工业界企图大规模出产时,却遇到本钱高、能耗高级难题。比较老练的化工制作,生物制作PHA资料真实没有竞争力。

  从80年代开端,陈国强就在做PHA研讨。PHA大规模产业化被以为难以走通时,相关研讨敏捷降温,有观念以为:作为大宗资料,PHA没有出路。靠着从国家自然科学基金委员会和产业界争取到的赞助,陈国强继续研讨生物制作技能。“我深信这是未来开展趋势,咬着牙也要把它做下去。”陈国强和记者说。其间,在科技部有关课题的继续支持下,他探究出了可行的PHA规模化出产办法,但受制于制作本钱、杂乱的出产流程等,实践运用的规模很小。

  生物制作本钱居高不下,重要原因是反响进程耗费许多淡水和能量,出产的根本工艺杂乱、设备出资巨大,出产的悉数进程中犯错(染菌)率很高。能不能用海水来代替淡水?完结这一想象,条件是找到契合海水的菌种。2003年,陈国强团队得知新疆有个艾丁湖,这是一个因为炽热、枯燥的气候构成的内陆咸水湖。通过屡次实地土壤挑选,他们惊喜地发现,两株细菌具有高度耐盐以及快速成长的特性,且不易被其他微生物感染。这正是团队苦苦寻觅的抱负工业微生物菌株。

  但这些嗜盐菌能否充任新一代生物制作的底盘细胞?陈国强带领团队运用组成生物学和代谢工程学办法,改造出适应能力更强、成长速度更快的菌株,并从科学上验证:根据嗜盐菌开展“下一代工业生物技能”进行制作不只可行,并且比较上一代技能有巨大提高。2011年,陈国强团队宣布的论文引起职业广泛重视,多个世界科学团队和企业纷繁跟进。沉寂多年的PHA研讨,包含运用极点细菌的工业进程,成为生物制作的新热门。

  从实验室走向工业化,没人清楚能否走得通。在国家多个科技项目支持下,陈国强开端了另一场远征——规模化出产技能验证。又攻关近10年,他带领团队根据嗜盐菌构建了生物制作的系列核心技能渠道,处理了发酵出产中高耗能、易染菌、进程杂乱、产品难提取、出产所带来的本钱高级难题。不管基础研讨仍是工程化完结,该团队现在都走在全球前列。

  “科学研讨就像一场冒险,一路走来,我是幸运儿。”陈国强慨叹,“37年科研生计中,走过的弯路许多,失利探究远多于成功。走到现在,源于自己深信:任何一个研讨方神往深处研究必定会有新发现。”

  2021年10月,他带领团队完结200吨发酵罐的PHA敞开出产。运用得到的PHA,他们与多个兄弟单位协作,成功制成纤维纺织品、可降解农膜、管材、3D打印资料、医用无纺布以及发光资料等。在组成生物学和“下一代工业生物技能”制作PHA生物塑料的道路上,陈国强团队使我国处于世界领先的水平。“看到下一代生物制作从愿望变成实际,我感到全部支付都值得!”他说。

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