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国内首家将微小型平行生物反应器成功商业化的研发和制造商

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迪必尔公司位于上海市松江出口加工区的上海国际中小企业城内。2014年创立,核心技术团队成员均来自欧洲知名生物反应器制造公司和美国合成生物学公司;迪必尔公司专注于生物过程工程微小型化(scale-down)以及PAT过程分析技术和一次性生物反应器(SUB)的研发制造是国内小型平行生物反应器商业化并整合到实验室自动化流程中最成功的公司

传统发酵工艺优化需反复进行单因素或正交实验,效率低。传统自1956年谷氨酸的发酵成功,发酵技术一改盲目形式的经验继承产业,进入了从DNA分子水平控制微生物代谢的高速发展期,至今,现代生物技术尤其是合成生物学的飞速发展,使得人类对微生物进行定向育种、创造优秀杂合子及构建工程菌株成为现实。随着基因技术的进步,具有高附加值的生物制品大量涌现。为了提高目标产物的得率,经常通过基因敲除等技术改变微生物的代谢途径。人为改造后的菌株,其生理特性往往与出发菌株发生偏离,所以即便是将常用工程菌,用于生产新产品时,仍需进行操作长期考察、优化工艺条件的优化。传统上,发酵工艺优化一般是在实验室规模的生物反应器上需通过反复进行单因素实验或者正交实验来完成的。这些实验方法无法准确描述各个参数之间复杂的、非线性的相互作用,得到的往往是局部极值。更糟糕的是,这种实验过程中每一个周期一般往往只是保持固定的操作条件,而非动态调整,仅在发酵结束后人工进行数据分析,效率十分低下。在以大数据和人工智能为代表的第四次工业革命到来之际,微生物发酵工艺优化所依赖的硬件和软件也处于一个升级换代的节点,正在从相对劳动密集型的研发转为高度自动化的模式为了加快新产品进入市场的速度,有必要开发一种可以快速进行操作条件优化的设备和技术

近年来,多联小型平行发酵系统技术的兴起以及人工智能的普及,使得构建具有自动操作条件优化的平台成为可能。多联平行罐可以短时间内产生大量数据,配以强大机器学习算法进行实时分析和建模,可以在一次运行中同时进行多参数、多目标整体优化,大大提高发酵工艺优化的效率。此外,得益于机器学习算法的通用性,该平台无需任何软件上的改动即可用于不同微生物发酵的优化。   

目前利用平行生物反应器进行发酵工艺优化的较为成熟的做法是在发酵前和发酵结束后分别使用第三方软件进行实验设计和离线数据分析。例如,Eppendorf 平行生物反应器需要用到SAS公司的JMP软件,赛多利斯的微型反应器需要用到Umetrics公司的MODDE软件。利用人工智能进行发酵工艺优化虽然都有文献报道,但是没有成功实现商用的例子。主要原因是机器学习需要大量数据,传统的单个发酵罐产生的数据量不足以支撑。近年来兴起的高度自动化的平行生物反应器为实现智能发酵过程优化提供了硬件基础,但相关软件仍处于空白状态。

迪必尔公司平行生物反应器系统可以协助客户构建智能优化平台,以机器学习算法进行实时分析和建模,可同时进行多参数、多目标整体优化,大大提高发酵工艺优化的效率,缩短新产品推向市场的时间。

公司历程

2014年1 迪必尔生物开始正式运营;

2014年4月 推出250ml\500ml\1000ml一系列微小型生物反应器,成为国内首家将微小型平行生物反应器成功商业化的研发和制造商;首批销售平行生物反应器迄今运行良好。

2014年5月 推出创新无水温控技术,成为全球范围内第一家将此技术成功应用在发本酵罐上的公司,并获得专利证书。

2014年8月  率先将远程APP控制技术成功应用在所有生物反应器产品上;

2014年9月  在国内,率先将天平和补料泵关联,PID控制,实现精确补料;

2015年5月  推出新一代无水尾气冷凝器,这项技术解决了市场上罐内尾气冷凝效果不佳问题,这项技术已经获得国专利证书。

20165月迪必尔将尾气分析仪成功整合到发酵系统中并开发了基于CER,OUR,RQ(呼吸熵)多种控制策略,助力多位用户发表了ME,BB等高水平文章。

2016年12月 推出国内首台全自动在线取样分析系统-Quickflow可实现实验过程中在线实时无菌取样,在线对发酵液中的营养成分、代谢产物进行全自动快速取样及分析检测,通过分析检测,同时反馈控制。已成为全球范围内成功商业化的第二大品牌

2017年1月  不断丰富产品线,开发一次性生物反应器,成为国内唯一一家提供从微小型生物反应器、一次性生物反应器到工业大生产全系列生物反应器的公司。

2017年5月  T&J-MiniBox 已经优化至第三代,在国内市场安装近百台,成为目前国内市场上工作体积最小的搅拌式生物反应器且可稳健的平行控制多达36套罐甚至更多,成为市场上平行数量最多的产品

2017年5月与清华大学教授和蓝晶微生物合作开发了第一台无需蒸汽灭菌的10L塑料发酵罐用与PHA发酵,并于2018年成功开发了全球首台5000L的透明塑料发酵罐,在山东中试成功。这项技术已经获得国专利证书。

2018年8月  EnzyR酶催化平行反应器第二代推出150ml反应器,让小体积培养成为可能。

201810月建立完善缩放策略基础上,与江南大学合作研发250ml平行发酵系统,将菌株复筛过程和前期工艺开发结合在一起,一步实现。

2019年3月  获得模拟生物环境样品保存专利证书,这项技术更早已经应用在全自动在线取样分析系统-Quickflow

20195合作研发了在线菌浓度电极,基于此开发了自适应比生长速率模式的补料,指数补料等多种功能模块。

 

20198,推出了多通道并行全自动取样+葡萄糖浓度在线检测模块,手机App远程监控与16联平行发酵系统结合,实现发酵过程无人值守。

 

20199在江南大学全方位支持下,成功上线了用于反应器放大在线计算和流场模拟免费网站:http://dm.parallel-bioreactor.com,帮助科研工作者实验室成果顺利放大到中试,以及基于人工神经网络的培养基优化服务:http://dm.parallel-bioreactor.com/ann

 

201910月,迪必尔生物工程设备(上海)有限公司被认定为国家高新技术企业,由此正式迈入国家高新技术企业行列。



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