2020年5月，麥肯錫全球研究院（MGI）發(fā)布的報告 《生物革命：創(chuàng)新改變了經(jīng)濟、社會和人們的生活》 提及：原則上全球經(jīng)濟物質(zhì)投入中的60%可用生物制造的方式產(chǎn)生。

生物技術(shù)在人類健康、農(nóng)業(yè)、消費品和材料、能源等領(lǐng)域皆有巨大的創(chuàng)新潛力和轉(zhuǎn)化能力。小編認(rèn)為，微生物或細(xì)胞才是無與倫比的智能工廠。微生物或細(xì)胞工廠強大且穩(wěn)定的增殖能力、精準(zhǔn)且平衡的代謝調(diào)控、低碳且節(jié)能的生產(chǎn)方式是任何一座人工智能化工廠都無可匹及的。

圖1：生物革命涉及的創(chuàng)新領(lǐng)域及直接經(jīng)濟影響

圖片來源《生物革命：創(chuàng)新改變了經(jīng)濟、社會和人們的生活》

近十年借助細(xì)胞株/菌種的改良和優(yōu)化、培養(yǎng)裝備和技術(shù)的升級，我國在抗體、重組蛋白類大分子藥物和疫苗等健康領(lǐng)域的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化飛速提升。2021年，生物藥品制造、基因工程藥物和疫苗制造等醫(yī)藥工業(yè)子行業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入5918億元，同比增長113.8%；實現(xiàn)利潤在醫(yī)藥工業(yè)利潤總額中的比重達(dá)41.7%，有力推動行業(yè)整體發(fā)展。與此同時，合成生物學(xué)的迅猛發(fā)展，讓那些被基因工程技術(shù)改造的“微生物工廠”，以生物智造的方式，生產(chǎn)出更多的傳統(tǒng)化學(xué)合成的物質(zhì)，如：PHA、BDO、VB2等。

2022年5月10日，國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，從生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物信息四個方面部署培育生物經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)， 成為我國生物經(jīng)濟領(lǐng)域首個頂層設(shè)計規(guī)劃。規(guī)劃提出我國2025年生物經(jīng)濟總量有望達(dá)22萬億元，其中核心產(chǎn)業(yè)總量超過7.5萬億元。未來，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝經(jīng)濟圈將成為全國生物經(jīng)濟創(chuàng)新高地。

圖2：“十四五”生物經(jīng)濟規(guī)劃重點提及的領(lǐng)域

生物經(jīng)濟雖是一片藍(lán)海，但目前仍面臨技術(shù)、人才、配套細(xì)節(jié)等短板。宏觀層面暫且不說，在產(chǎn)學(xué)研的轉(zhuǎn)化過程中，醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源以及環(huán)保領(lǐng)域的生物技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化都與相關(guān)微生物菌種或細(xì)胞株的選育和改良、工藝的開發(fā)和放大、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；囵B(yǎng)技術(shù)和裝備、生物工藝中的過程分析與控制緊密相關(guān)。

生物工藝過程的多變性和不確定性是眾所周知的挑戰(zhàn)。無論是傳統(tǒng)的還是一次性的生物反應(yīng)器， 無論是實驗室臺面用的小型反應(yīng)器還是生產(chǎn)用的大型發(fā)酵罐，在線實時分析在理解工藝、優(yōu)化工藝，進而穩(wěn)定控制工藝、提升目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量方面都發(fā)揮著重要作用。

梅特勒托利多生物工藝過程中的產(chǎn)品組合包括用于測量各種過程變量傳感器和變送器以及過程連接系統(tǒng)，比如pH/ORP（氧化還原）、光學(xué)溶解氧、溶解二氧化碳、光密度/濁度等傳感器、伸縮式傳感器保護套、自動傳感器清洗和校準(zhǔn)維護系統(tǒng)等。其中，傳感器和變送器的顯著特點是采用智能傳感器管理(ISM?)技術(shù)。該技術(shù)是一種用于在線過程分析系統(tǒng)的創(chuàng)新數(shù)字技術(shù)，可簡化傳感器操作、提高測量完整性并降低傳感器生命周期成本。

圖3：生物反應(yīng)器中的分析和測量

過去70多年來，梅特勒托利多Ingold過程分析測量解決方案廣受認(rèn)可，為生物制造行業(yè)發(fā)展默默地賦能。（相比于反應(yīng)器/CIP/SIP等硬件投入和過程控制等軟件投入，過程分析測量的不太容易在相關(guān)項目中被關(guān)注和重視）。

為了將我們在生物反應(yīng)器控制策略方面擁有的豐富知識，對現(xiàn)代生物工藝過程所面臨挑戰(zhàn)的深入了解更廣泛、高效地傳遞給業(yè)內(nèi)終端用戶及相關(guān)設(shè)備的制造商和（或）集成商， 我們編寫了《生物反應(yīng)器中的分析測量》這一指南。本指南主題包括：生物工藝中的過程分析解決方案、用于生產(chǎn)的智能傳感器管理、各類型反應(yīng)器從研發(fā)擴展到cGMP的可重復(fù)使用的傳感器、 一次性傳感器等。