輔酶Q10是一種存在于所有進行有氧呼吸的真核生物中的脂溶性化合物。它在人體中分布廣泛，能驅動人體細胞產生能量，具有保護心臟、提升精力、提高免疫力等作用。
此前，“2024生物制造產業化十大優秀案例”發布。其中，內蒙古金達威技術研發團隊的“金達威輔酶Q10高效綠色生物制造”成功入選。2月17日，記者走進內蒙古金達威藥業有限公司的工程實驗室，探究輔酶Q10的綠色生物制造。
內蒙古金達威藥業有限公司副總經理李丹介紹，人體內的輔酶Q10總量大約在500毫克至1500毫克之間，通常20歲左右人體內的輔酶Q10含量會達到頂峰，之后便會逐漸減少。當人體內輔酶Q10的含量下降超過25%，發生疾病的風險就會增加。輔酶Q10被廣泛應用于治療心血管疾病，同時也作為營養保健品和食品添加劑使用。
輔酶Q10的制造方法主要包括化學合成法、動植物細胞培養法以及微生物發酵法。科研人員介紹，化學合成法工藝復雜，且副反應多，動植物細胞培養法受限于原料稀缺和成本高昂，相比之下，微生物發酵法憑借工藝穩定、易于實現大規模生產以及良好的生物利用度等優勢，成為輔酶Q10生產的主要方法。
過去很長一段時間，國外企業掌握著輔酶Q10的技術和市場主導權。國內企業在輔酶Q10技術研發方面起步較晚，且由于缺乏技術支持，在產量和成本控制方面處于劣勢。
李丹說：“當時，我們作為技術追趕者，面臨諸多困難，包括如何培育高產菌株、如何優化生產工藝以提升發酵效率，以及如何有效提取和純化以獲得高品質產品等。”
為了克服研發難題，金達威技術研發團隊對輔酶Q10生物制造產業全鏈條進行深入研究，提出“菌種—裝備—工藝一體化”的生產理念，旨在構建一條高效綠色的生物制造路徑。經過三次生產工藝與裝備的改造升級，團隊開發出具有自主知識產權的國際領先微生物發酵工藝，用于生產輔酶Q10。
內蒙古金達威藥業有限公司總經理助理陳必欽告訴記者：“目前，團隊在菌種研究領域已實現重大突破，開發出包括可視化高通量篩選技術、基于全局轉錄因子干擾的進化策略等。同時，科研人員通過深孔板發酵技術結合特定菌種表型，實現了高產性狀的高效篩選與鑒別，使得輔酶Q10的合成效率達到了歷史最高水平，成功培育出輔酶Q10高產菌株。”
在裝備領域，科研團隊已打造出獨具特色的生物傳感技術和分離設備，實現了對培養過程中細菌呼吸代謝、活細胞數量、電導性、氣味成分以及氧化還原狀態的實時監測。
在發酵工藝領域，團隊通過構建多尺度參數模型，形成了高效發酵工藝優化及精準放大工藝技術體系。在工藝提煉方面，團隊創新性地構建了模擬移動床色譜、連續離交色譜以及高壓層析系統相結合的新型提取工藝，顯著提升了雜質去除的效率。這一工藝為胞內產物的提取、分離及純化技術的提升，提供了切實可行路徑。
未來，內蒙古金達威藥業有限公司計劃從多個方面推動規模化生產。“比如持續對菌株進行優化，推動新傳感器的實際應用等。”李丹介紹，同時，結合數字化技術，實現生產車間的一鍵式操作，進一步推動綠色、智能化生產。
此外，輔酶Q10的研發與生產技術的不斷進步，對其他生物制造產品的技術開發也具有協同效應。李丹說：“菌株的進化改良和發酵過程的多尺度工藝優化與放大、高效色譜提純、結晶純化等關鍵技術，如果在類似生物制造產品的新工藝研發和產業化過程中得以應用，能夠迅速且高效地解決工業化過程中的同類問題。”
輔酶Q10是一種存在于所有進行有氧呼吸的真核生物中的脂溶性化合物。它在人體中分布廣泛，能驅動人體細胞產生能量，具有保護心臟、提升精力、提高免疫力等作用。
此前，“2024生物制造產業化十大優秀案例”發布。其中，內蒙古金達威技術研發團隊的“金達威輔酶Q10高效綠色生物制造”成功入選。2月17日，記者走進內蒙古金達威藥業有限公司的工程實驗室，探究輔酶Q10的綠色生物制造。
內蒙古金達威藥業有限公司副總經理李丹介紹，人體內的輔酶Q10總量大約在500毫克至1500毫克之間，通常20歲左右人體內的輔酶Q10含量會達到頂峰，之后便會逐漸減少。當人體內輔酶Q10的含量下降超過25%，發生疾病的風險就會增加。輔酶Q10被廣泛應用于治療心血管疾病，同時也作為營養保健品和食品添加劑使用。
輔酶Q10的制造方法主要包括化學合成法、動植物細胞培養法以及微生物發酵法。科研人員介紹，化學合成法工藝復雜，且副反應多，動植物細胞培養法受限于原料稀缺和成本高昂，相比之下，微生物發酵法憑借工藝穩定、易于實現大規模生產以及良好的生物利用度等優勢，成為輔酶Q10生產的主要方法。
過去很長一段時間，國外企業掌握著輔酶Q10的技術和市場主導權。國內企業在輔酶Q10技術研發方面起步較晚，且由于缺乏技術支持，在產量和成本控制方面處于劣勢。
李丹說：“當時，我們作為技術追趕者，面臨諸多困難，包括如何培育高產菌株、如何優化生產工藝以提升發酵效率，以及如何有效提取和純化以獲得高品質產品等。”
為了克服研發難題，金達威技術研發團隊對輔酶Q10生物制造產業全鏈條進行深入研究，提出“菌種—裝備—工藝一體化”的生產理念，旨在構建一條高效綠色的生物制造路徑。經過三次生產工藝與裝備的改造升級，團隊開發出具有自主知識產權的國際領先微生物發酵工藝，用于生產輔酶Q10。
內蒙古金達威藥業有限公司總經理助理陳必欽告訴記者：“目前，團隊在菌種研究領域已實現重大突破，開發出包括可視化高通量篩選技術、基于全局轉錄因子干擾的進化策略等。同時，科研人員通過深孔板發酵技術結合特定菌種表型，實現了高產性狀的高效篩選與鑒別，使得輔酶Q10的合成效率達到了歷史最高水平，成功培育出輔酶Q10高產菌株。”
在裝備領域，科研團隊已打造出獨具特色的生物傳感技術和分離設備，實現了對培養過程中細菌呼吸代謝、活細胞數量、電導性、氣味成分以及氧化還原狀態的實時監測。
在發酵工藝領域，團隊通過構建多尺度參數模型，形成了高效發酵工藝優化及精準放大工藝技術體系。在工藝提煉方面，團隊創新性地構建了模擬移動床色譜、連續離交色譜以及高壓層析系統相結合的新型提取工藝，顯著提升了雜質去除的效率。這一工藝為胞內產物的提取、分離及純化技術的提升，提供了切實可行路徑。
未來，內蒙古金達威藥業有限公司計劃從多個方面推動規模化生產。“比如持續對菌株進行優化，推動新傳感器的實際應用等。”李丹介紹，同時，結合數字化技術，實現生產車間的一鍵式操作，進一步推動綠色、智能化生產。
此外，輔酶Q10的研發與生產技術的不斷進步，對其他生物制造產品的技術開發也具有協同效應。李丹說：“菌株的進化改良和發酵過程的多尺度工藝優化與放大、高效色譜提純、結晶純化等關鍵技術，如果在類似生物制造產品的新工藝研發和產業化過程中得以應用，能夠迅速且高效地解決工業化過程中的同類問題。”
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