生物高纯精草:高光学纯L-草铵膦生物制造的创新与发展

BioHPP?:a benchmark of biomanufacturing for high optically pure L-phosphinothricin

二维码有效期 120s

摘要草铵膦是全球三大除草剂之一,具有广谱、高活性、非选择性等特点,市场前景被广泛看好.然而,草铵膦具有两种对映异构体(D型和L型),其除草活性主要来自于其中的L型对映体(L-草铵膦).因此,高光学纯L-草铵膦高效合成至关重要.本文作者团队者研究团队在中国"生物农药之父"沈寅初院士的指导下,开展生物合成L-草铵膦的科学研究和产业化实践长达二十余年,涵盖合成路线重构、生物无机胺化技术建立、生物催化剂创制、产物分离纯化、反应装备、过程智能化控制等方面,开发了"生物高纯精草生产技术"(BioHPP?),建成了万吨级L-草铵膦数字智能化生产线,利用智能传感器和执行器,实现超千个控制点的实时数据采集、传输、分析和反馈调节,全自动化参数采集与控制生产效率提高50％,劳动强度降低70％以上,实现了万吨级L-草铵膦的生物智能制造.本文在研究团队长期积累的基础上,总结和分析了 D,L-草铵膦主流生产工艺路线,详述了创新生物制造技术、合成生物技术构筑L-草铵膦关键合成体系的原理和方法,从底物合成与选择、生物催化剂类型、氨基供体使用、分离纯化等方面比较了这些路线的各自特点及实现产业化的关键要点.可以预见,在合成生物技术的助力下,未来将有越来越多的高光学纯度手性农药通过生物制造实现大规模生产.