团队成员在做实验。天津工业生物所供图

■本报记者 张晴丹

凌晨5点的天津站浸在靛蓝的天色里，10名来自南方的年轻人拖着行李箱穿梭在晨间客流中。他们脸上带着长途奔波的倦意，但眼里泛着光，那是即将开启科研生涯的人所特有的。

出租车停在中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称天津工业生物所）门口，导师夏建业冲他们招了招手，领着这群困倦又兴奋的学生直奔食堂。夏建业像给学生演示实验步骤一样，熟练地给每个人配好早餐，“欢迎来到你们的第二个家”。

食堂灯光与窗外越来越亮的天色交相辉映，研究所的轮廓逐渐清晰。他们知道，这里是自己未来的科研“战场”，他们将与前辈一起，为科技创新架起产业化的桥梁。

三年砺剑，这个智能生物制造中试平台团队不断壮大，已发展成产业转化的中坚力量。他们打通产业转化“最后一公里”，研发工业智能生物制造中试核心技术，为加快我国生物制造产业化发展提供科技支撑。近日，该团队荣获中国科学院第六届科苑名匠称号。

充满朝气的多学科融合“大家庭”

生物制造产业是抢抓全球生物经济发展机遇、支撑我国生物经济快速发展的基础。天津工业生物所的立所初衷就是要支撑我国生物经济高质量可持续发展，而建立中试平台则是为了帮助实验室创新成果实现产业化。这与彼时还在华东理工大学任教的夏建业的理想不谋而合。

“实验室环境和工业环境差异巨大，因此，实验室构建出的菌株，在工业环境很可能因‘水土不服’表现很差。我想做的事情就是让这些菌株的能力在工业规模的反应器里发挥到极致。”天津工业生物所智能生物制造中心主任夏建业在接受《中国科学报》采访时说。

2021年7月，夏建业接过天津工业生物所抛来的“橄榄枝”，决心以深耕多年的工业化经验积累，为实验室基础研究成果转化助力。然而，当时团队人才储备严重不足，“加上我一共才5个人”。

夏建业向自己在华东理工大学的研究生发出邀请：“我们正在天津打造一个全新的科研平台，你们来吗？”10名即将毕业的年轻人当即决定追随。于是出现了本文开头的场景。

“我们对夏老师充满敬重与信赖，因为他不仅在学业上给予专业指导，而且在科研道路上有前瞻性视野。我们都坚信，跟着他干，一定能将研究成果推向市场，未来可期。”团队成员陈敏告诉《中国科学报》。

中试能力建设是一项复杂的系统工程，涉及发酵工程、分离工程、过程工程、信息工程等多学科交叉。3年多时间，团队整合了来自发酵工程、化学工程、信息技术、人工智能领域的各类人才，逐渐打造出一支具有创新活力、了解产业需求的多学科交叉队伍。目前，这个“大家庭”已有成员38人。

攻克关键技术，畅通“转化路”

这个充满活力的科研团队用短短3年时间就交出了亮眼答卷，其中最具标志性的成果之一便是攻克关键装备制造技术难题。

“20年前，一位科学家一辈子能做出一株高产菌种就很厉害了，工业转化需要足够的空间。而随着技术发展，改造菌株变得更加容易，实验室产能大大提高，使得过程工艺开发压力倍增。”夏建业表示。

“国外的这类装备都很昂贵，但在微生物领域收益不高，这样高昂的耗材阻碍了产业发展。很多涉及检测功能的核心元件也受到国外限制，有种被人扼住喉咙的憋屈感。”陈敏说。

破局关键在于多学科交叉融合，开发一套新装备。“这需要机械工程、电子电路、控制系统等多领域专业知识，我们从需求出发提思路、找解决方案，把工业设计任务交给了有生物工程背景的学生朱慧东。他学习能力很强，同时具备电子电路专业知识，动手能力也很强。”夏建业说。

千锤百炼终成器。团队成员彼此协作，经历多次方案迭代，最终让自主研制的设备从图纸跃入现实，成功开发出百毫升级别高通量微型平行反应器系统样机，自主开发的微型pH、DO电极打破国外技术垄断，突破发酵过程优化通量的技术瓶颈，将通量提高了一个数量级。

“我们的成功与团队的凝聚力密不可分。夏老师永远是那个来得最早走得最晚的人，受他的影响，我们已经习惯把实验室当成家，那里是我们一天待得最久的地方。正是在这样一个充满学科氛围的团队里，我们才能不断突破创新，取得重要进展。”团队成员姜玮在接受《中国科学报》采访时说。

在支撑产业化方面，团队成功打通了产业化关键路径，开发出生物法转化骨化二醇关键酶制备、生物法制备左旋多巴及酪氨酸等多项技术的中试工艺，并在企业落地，投产后每年可带来超20亿元产值。

在保障重大项目实施方面，团队与人工合成淀粉团队共同设计搭建了二氧化碳制淀粉吨级测试平台，为人工合成淀粉这一颠覆性技术的产业化扫清了关键障碍。

“厨房革命”：服务模式创新三重奏

“在夏老师来到研究所前，我们这个平台只作为装备平台存在，为各个研究组老师提供设备，至于开发工艺则由他们自己做。然而术业有专攻，这无形中增加了科研人员的压力。”姜玮说。

夏建业的加入，为平台服务模式带来了颠覆性变革。“在对外服务过程中，我们的中试平台积极探索服务模式创新，从传统单纯的设备使用模式调整为‘共享厨房’‘共享厨师’‘委托开发’3种服务模式并存。”夏建业介绍。

“共享厨房”服务模式为缺少中试设备的科研团队及企业提供设备，保障设备正常运转。“这种模式相当于我们只提供‘厨具’，用户自己带‘食材’和‘炒菜技术’，最终‘炒’成什么样则受用户技术水平限制。”姜玮介绍。

与其他制造业相比，生物制造业中试具有独特性，即参与反应的是具有复杂代谢调控机制的微生物，若缺乏中试工艺开发经验，中试往往很难达到实验室水平，因此特别需要专业人员的指导。

“基于此，我们创造出第二种服务模式‘共享厨师’，即由具有专业经验的技术人员提供指导，帮助用户获得更好的中试工艺，同时培训用户的技术人员。”夏建业说。这种服务模式自推出以来深受企业用户欢迎，先后应用于天津药物研究院有限公司、上海昊海生物科技股份有限公司等大型生物企业，取得很好的效果。

还有“委托开发”模式，即用户提供基础菌种，由平台根据双方约定指标提供技术服务，帮企业实现产量提升及中试目标。这种服务以提升企业技术指标为目标，同时提高平台技术人员的技术水平，形成良性循环。

“如果说科研人员做的基础攻关是实现‘从0到1’的突破，那我们所做的工作就是实现‘从1到100’的跨越。抢占生物制造科技制高点，时间紧迫，任务艰巨。我们团队将紧紧围绕这一核心目标，以‘国之所需，吾之所向’为担当，秉持求实创新、埋头苦干的科学精神，在我国生物制造自立自强的创新之路上奋力冲刺。”夏建业说。