1. Was ist synthetische Biologie
Die synthetische Biologie, bekannt als signifikanter Träger der dritten Bio-Technologie-Revolution ", ist im 21. Jahrhundert ein aufstrebendes interdisziplinäres Gebiet. Seine Essenz ist es, Zellen für den Menschen zum Arbeiten zu bringen und gewünschte Substanzen zu produzieren. Mit dieser Technologie können viele Produkte, denen wir in unserem täglichen Leben begegnen, mit biologischen Methoden synthetisiert werden.
Die Synthetische Biologie ist ein neues interdisziplinäres Gebiet, das sich hauptsächlich auf das Design, die Konstruktion und die Anwendung biologischer Systeme konzentriert. Es kombiniert Wissen und Methoden aus verschiedenen Bereichen wie Ingenieurwesen und Biologie, die darauf abzielen, bestehende biologische Mechanismen und Technologien wie Biomoleküle und biologische Reaktionen zu nutzen. Durch die Gestaltung und Konstruktion biologischer Systeme und der Gestaltung kontrollierbarer regulatorischer Netzwerke erreicht es die systematische biologische Regulation auf molekularer Ebene innerhalb von Zellen.
2. Großes Potenzial für synthetische Biologie bei der Kohlenstoffneutralität
Die synthetische biologische Herstellung ist eine vielversprechende Methode für die grüne Produktion, und mit der globalen Erwärmung und dem Vorschlag der Kohlenstoffneutralität in verschiedenen Ländern ist sie zweifellos zu einer der potenziellen optimalen Lösungen geworden. Die synthetische biologische Herstellung kann den Energie- und Materialverbrauch in industriellen Prozessen verringern und Abfallemissionen und Luft-, Wasser- und Bodenverschmutzung verringern und gleichzeitig die Produktionskosten und die Verbesserung der industriellen Wettbewerbsfähigkeit erheblich senken.
Im Kontext der globalen und nationalen Interessenvertretung für "Kohlenstoffneutralität liefert " synthetische Biologie zweifellos eine sehr gute Lösung. Im Jahr 2014 veröffentlichte die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) einen Bericht "neue politische Fragen in der synthetischen Biologie, in dem vorausgesagt hat, dass 35% der Chemikalien und anderen industriellen Produkte in Zukunft biologische Fertigung beinhalten können.
Die Adsorptions- und Trennungstechnologie, an der Sunresin beteiligt ist, ist eine hocheffiziente Trennungs- und Reinigungsplattform -Technologie mit starker Umweltfreundlichkeit, hoher Automatisierung und guter Betriebsgenauigkeit. Als führendes globales Unternehmen in der Branche Adsorption und Trennungstechnologie haben wir aktiv überlegt Die Erreichung der Dual-Carbon-Ziele und die Optimierung und Aktualisierung nachgeschalteter Anwendungsprozesse.
3. Anwendung der Adsorption und Trennungstechnologie in der synthetischen Biologie
Während der Herstellung von synthetischen Biologieprodukten werden die Rohstoffe durch mikrobielle Fermentation in das Zielprodukt verwandelt und sind in der Fermentationsbrühe vorhanden. Der Schlüsselfaktor, der die Produktion und Anwendung synthetischer Biologieprodukte einschränkt, ist die Trennung und Reinigung des Zielprodukts.
Derzeit werden im Trennungs- und Reinigungsprozess Methoden wie isoelektrischer Punktkristallisation, Ionenaustausch (festes Bett) und Membrantrennung hauptsächlich verwendet. Diese Methoden weisen jedoch Probleme wie eine geringe Zielproduktausbeute, einen hohen Verbrauch von chemischen Reagenzien, große Abwasserentladung und erhebliche Umweltverschmutzung auf.
Sunresin hat eine Reihe von Trennmaterialien für die Trennung und Reinigung der Fermentationsbrühe entwickelt und Anwendungsprozesse und Systemgeräte für verschiedene Anwendungsfälle entwickelt, wodurch Kunden umfassende Lösungen bereitgestellt werden.
3.1 Entsalzung, Entfärbung und Deproteinisierung:
Ionenaustauschharze, die eine Kombination aus Kation und Anionenharzen sind, werden im Allgemeinen verwendet, um die Leitfähigkeit auf das Zielniveau zu verringern. Basierend auf den Eigenschaften des Materials wie Säure- und Alkali -Stabilität und Harzretention werden starke Säure-, schwache Säure-, starke Basen- und schwache Basenharze verwendet.
Für die Entfärbung werden im Allgemeinen starke grundlegende Anionenaustauschharze oder große Porenadsorptionsharze verwendet. Sie können auch einige Proteine entfernen.
3.2 Adsorption von Produkten und Verunreinigungen:
Harze mit spezifischen Funktionsgruppen können verwendet werden, um selektiv an Zielsubstanzen und Verunreinigungen zur Entfernung zu binden. Große Porenadsorptionsharze und Ionenaustauschharze werden im Allgemeinen zur Adsorption verwendet, gefolgt von Lösungsmittel- oder Säure-Base-Analyse.
3.3 Chromatographische Trennung:
Ionenaustauschharze oder große Porenharze werden verwendet, um das Produkt und die Verunreinigungen mit einer gewissen Kapazität zu adsorbieren. Die Verunreinigungen werden durch Gradientenwäsche entfernt und das Produkt wird mit Lösungsmitteln oder Säure-Base-Lösungen bei mittlerer Konzentration analysiert. Das Harz wird mit Lösungsmitteln oder Säurelösungen in hoher Konzentration regeneriert.
3.4 Chromatographische Trennung:
3.4.1 Kontinuierliche Chromatographie -SSMB für Entsalzung, Verunreinigungsentfernung, Entfärbung und Muttergipfelerholung;
3.4.2 mittlerer Druckpräparatchromatographie mit mittlerem hohen Druck.
4. Synthetische Biologie -Anwendung von Butanediosäure
Die nachgeschaltete Anwendung von Butanediosäure liegt hauptsächlich in der Synthese von PBS und BDO. Mit dem Hintergrund der "doppelten Kohlenstoff" -Richtlinie wechseln biologisch abbaubare Kunststoffe in Richtung biobasierter abbaubarer Kunststoffe und eröffnen einen zukünftigen inkrementellen Markt für Bio-basierte PBS. Obwohl es bereits einen riesigen Markt für BDO gibt, entspricht die aktuelle Produktionsmethode nicht mit dem "Dual Carbon" -Konzept.
Angetrieben von nachgeschalteter Nachfrage nach der Synthese von PBS und BDO besteht ein enormer potenzieller Bedarf an Butanediosäure, insbesondere für Butanediosäure, die durch synthetische Biologie erzeugt werden. Die traditionelle chemische Methode zur Herstellung von Butanediosäure hat eine begrenzte Kapazitätsausdehnung, und synthetische Biologiemethoden haben bereits Kostenvorteile gezeigt, was es zu einem zukünftigen Entwicklungstrend macht. Butanediosäure wird durch synthetische Biologie erzeugt, um die enorme nachgelagerte Nachfrage in Zukunft zu befriedigen.
Chemische Synthesemethode (i) von Butanediosäure
Chemische Synthesemethode I: Elektrochemisches Verfahren, eine Methode zur Synthese von Butanediosäure durch elektrochemische Redoxreaktionen.
Der Hauptnachteil ist der hohe Energieverbrauch sowie Faktoren wie politische Beschränkungen, hohe Gerätekosten und komplexer Gerätebetrieb, die ihre Anwendung in großem Maßstab und industrieller Produktion einschränken.
Chemische Synthesemethode (II) von Butanediosäure
Die Hydrierungsreaktion von Maleinanhydrid ist der Prozess der Herstellung von Butanediosäure durch Hydratisierung von cis-butenesanhydrid mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators.
Diese Reaktion wird bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Wasserstoffdruck durchgeführt. Zu den wichtigsten begrenzenden Faktoren, die die Entwicklung dieses Prozesses beeinflussen, gehören übermäßige Kohlenstoffemissionen, Ertrag von Reinheit und Ascheverunreinigungen sowie die Auswahl von Nickel oder anderen Edelmetallkatalysatoren.
Synthetischer biologischer Prozess für Butanediosäure
Der synthetische biologische Prozess der Butanediosäure ist eine grüne und umweltfreundliche Produktionsmethode.
Unter Verwendung von mikrobiellen Stämmen für die Stoffwechseltechnik von Mikroorganismen wie Hefe und E. coli ist der Prozess selbst nachhaltig und erneuerbar, wodurch die Umweltverschmutzung stark verringert und eine bessere Lösung für eine nachhaltige Entwicklung darstellt.
Im biologischen Syntheseprozess können die Stämme gentechnisch verändert und reguliert und sogar für die Leistung durch künstliche Entwicklung in anaeroben Umgebungen optimiert werden, um den optimalen Stamm für die Erzeugung der höchsten Ausbeute an Butanediosäure auszuwählen. Dies führt zu einem Produkt mit höherer Reinheit und ohne chemische Verschmutzung.
In konzentrierten Salzsäure existieren Metallionen hauptsächlich in Form komplexer Anionen. Ionen -Austauschharzen der LSC -Serie können Eisenionen wirksam entfernen und auch andere Metallionen in unterschiedlichem Maße entfernen.
Um die Produktion hochreiner Endprodukte zu gewährleisten, spielen Entsalzung und Reinigung eine entscheidende Rolle im Herstellungsprozess von nichtionischen Kontrastmedien. Diese Schritte sind für die Entfernung von Salzgehalt, Verunreinigungen, organischen Rückständen, Spurenmetallionen und festen Verunreinigungen von wesentlicher Bedeutung. Durch die effektive Beseitigung dieser Verunreinigungen tragen die Entsalzungs- und Reinigungsprozesse zur Verbesserung der Reinheit und Qualität der Kontrastmedien bei. Darüber hinaus trägt dieses spezifische Reinigungsverfahren dazu bei, unerwünschte Reaktionen und Nebenwirkungen auf Patienten bei nachfolgenden Anwendungen zu verringern.
Sunresin kann Geräte- und Chromatographie -Füllstoffe entsprechend den Kundenanforderungen anpassen, um bestimmte Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Wenn wir uns auf eine langfristige Chromatographie-Trennungserfahrung und ein professionelles Team stützen, können wir Methoden für bestimmte Proben und Anforderungen von Kunden entwickeln und optimieren, die besten Chromatographiegeräte und Füllstoffe auswählen, um die Trennungseffizienz und -präzision zu verbessern und die Trenn- und Reinigungsergebnisse in hoher Qualität zu erzielen.