高校生物發(fā)酵及下游工程平臺方案建設

一、建設目標
1. 核心定位
- 構建集菌種開發(fā)、發(fā)酵工藝優(yōu)化、產物分離純化、分析檢測于一體的中試技術平臺，服務于高?？蒲?、教學及產學研合作。
- 支撐從實驗室小試到工業(yè)化生產的技術驗證與放大研究，解決生物制造領域“*后一公里”轉化難題。

2. 應用領域
- 微生物發(fā)酵（***、酶制劑、有機酸等）、基因工程菌/細胞培養(yǎng)、生物燃料、生物基材料等。

二、平臺功能模塊設計
1. 生物發(fā)酵模塊
- 設備需求：
- 發(fā)酵系統(tǒng)：多規(guī)格發(fā)酵罐（5L-500L），涵蓋實驗室小試到中試規(guī)模，配備在線監(jiān)測（pH、DO、溫度、溶氧、補料控制等）。
- 配套設備：**系統(tǒng)（高壓**器、在位**系統(tǒng)）、種子罐、空氣壓縮機、冷水機組、發(fā)酵尾氣分析儀。
- 技術能力：
- 高通量發(fā)酵工藝優(yōu)化、連續(xù)發(fā)酵、高密度培養(yǎng)、代謝調控等。
2. 下游分離純化模塊
- 設備需求：
- 初級分離：離心機（連續(xù)流/管式）、膜過濾系統(tǒng)（超濾、微濾）、板框壓濾機。
- 精細純化：層析系統(tǒng)（AKTA系列）、離子交換柱、凝膠過濾柱、親和層析柱。
- 濃縮干燥：真空濃縮儀、噴霧干燥機、冷凍干燥機。
- 技術能力：
- 多級分離工藝開發(fā)、蛋白/酶純化、產物回收率優(yōu)化。
3. 分析檢測與質量控制模塊
- 設備需求：
- 理化分析：HPLC、GC、紫外分光光度計、電導率儀、生物傳感器。
- 生物分析：SDS-PAGE、Western Blot、酶活檢測系統(tǒng)、微生物活菌計數儀。
- 快速檢測：在線取樣系統(tǒng)、近紅外（NIR）實時監(jiān)測。
4. 智能化控制與數據管理
- 系統(tǒng)建設：
- 發(fā)酵過程自動化控制系統(tǒng)（SCADA/DCS）、數據采集與處理軟件（如BioCommand）。
- 數據庫平臺：整合發(fā)酵參數、產物收率、工藝優(yōu)化數據，支持AI建模與工藝預測。
三、空間布局與**規(guī)劃
1. 分區(qū)設計
- 潔凈區(qū)：菌種制備、無菌操作（生物**柜、超凈工作臺）。
- 發(fā)酵區(qū)：獨立通風系統(tǒng)，防爆設計（針對易燃易爆氣體）。
- 下游處理區(qū)：分區(qū)處理不同純度產物，避免交叉污染。
- 廢棄物處理：配備高溫**、生物廢水處理系統(tǒng)。
2. **規(guī)范
- 符合生物**二級（BSL-2）標準，設置應急噴淋裝置、氣體泄漏報警系統(tǒng)。
- 制定標準操作流程（SOP），包括設備操作、廢棄物處理、應急預案。
四、運行管理與技術支撐
1. 團隊配置
- 專職技術人員（發(fā)酵工藝、分離工程、設備維護）、數據分析師。
- 校企合作專家委員會指導技術路線。
2. 服務模式
- 對內服務：支持課題組科研項目、學生實訓課程。
- 對外合作：承接企業(yè)技術開發(fā)、中試生產、工藝驗證服務。
3. 培訓體系
- 定期開展設備操作、GMP規(guī)范、**培訓。

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