高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅

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高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅

发布时间：2025-08-05 发布平台：www.easyshb.com 查看：30 来源：工业和信息化部分享至：

支持对象

聚焦反应器系统、关键部件与耗材、工业操作系统3类9项揭榜任务，遴选培育一批掌握关键核心技术、具备较强创新能力的优势单位，突破一批标志性技术装备，培育典型应用场景，加速新技术新产品落地应用，提升高性能生物反应器“技术研发—供需匹配—生产制造—规模应用”一体化发展能力。

（1）反应器系统

①　微生物平行生物反应器

榜单任务：开发平行生物反应器，解决生物反应器系统平行化和高通量模式下关键技术问题：通过加工工艺控制，实现反应器之间的本底平行性；开发微量化连续补料控制策略，实现高精度补料控制；开发生物反应器的罐压自控系统，提高溶氧率，减少染菌几率；优化搅拌桨与通气系统，实现高密度发酵条件下的高供氧速率；开发高精度自动化平行取样装置，提高取样同步性与平行性；开发生物反应器的自动清洗、自动灭菌、自动配料装置，提升设备自动化水平降低操作强度；开发实现高效工艺优化（通过DoE、iDoE或机器学习）的工业控制单元软件系统及数据分析系统。

②　细胞平行生物反应器

榜单任务：开发一次性搅拌式微型培养罐及其制造工艺，建立非均相流场物质传输模型，支持ATF灌流培养，突破微环境精准调控、多模态原位在线传感和可扩展平行控制等关键技术，融合正交试验设计、过程分析和多元变量分析工艺开发方法，研制平行生物反应器，实现高通量智能化细胞平行培养，提高细胞筛选和工艺优化效率。

③　大型细胞生物反应器系统

榜单任务：开发大型智能化不锈钢生物反应器系统，重点攻关反应器过程控制技术、多参数检测技术、数据智能分析、高稳定性机械搅拌系统；完成多参数检测系统开发，检测系统数据实时传递并整合到反应器工业操作系统，实现基于过程多参数的反应器过程控制；完成数据智能分析系统开发，实现多参数的AI分析，系统能根据多参数以及预设生物代谢理论实现DoE实验指导以及工艺优化放大支持。完成机械搅拌系统开发，系统支持径流、轴流、混合流等多种搅拌桨类型，充分考虑到细胞平台的未来发展，为高耗氧、高密度、高产蛋白的细胞培养预留操作空间；实现从中试到商业化生产设备的几何结构线性放大和工业操作系统一致性；具备反应器过程数据采集、大数据分析、数据深度学习、结果智能分析等功能。

（2）关键部件和耗材

①　细胞培养微载体规模化制备

榜单任务：建立微载体规模化制备和稳定生产工艺，保证批间一致性。发展不同材质、结构和表面功能的多种类型微载体，支持常规动物细胞、干细胞规模培养需求；和生物反应器结合，完成贴壁细胞（VERO细胞等）、干细胞（间充质干细胞、羊膜上皮干细胞）的三维高活性、高密度培养。

②　核心理化参数原位监测传感器

榜单任务：研制高精度、抗干扰、适用于灭菌环境的高可靠传感器核心敏感材料，探究基于MEMS精密微加工技术的核心元件制造方法；突破pH、DO、溶解CO2、O2、细胞阻抗、OD600、氧化还原电位（ORP）传感器、质量流量计制备等关键技术，研制出自主可控的关键理化参数实时原位监测用pH、DO、溶解CO2、O2、细胞阻抗、OD600、ORP传感器、质量流量计样机，完成传感器模组的测试验证。

说明：揭榜单位或联合体可以就以上单个或多个传感器任务申请揭榜。

③　核心传质组件

榜单任务：建立生物反应器核心传质组件（搅拌桨、膜组件等）的数字化、智能化模拟设计平台，针对不少于3种细胞/微生物的反应器建立细胞生物力学和生化指标的对应关系，建立核心传质组件数据库，并制备核心传质组件，提升生物反应器效率。

④　生物尾气组分在线监测关键部件

榜单任务：攻克尾气质谱仪中的采样接口、色谱分离和检测芯片、质量分析器等关键部件，其中采样接口需采用快速多流路进样技术将样品导入质谱仪，保证尾气采样的快速切换，提高仪器的快速性与实时性；研发MEMS色谱分离和检测芯片，实现对尾气关键组分的有效分离和准确检测；研发高精度、低温漂的四极杆质量分析器，保证仪器的高准确性以及高稳定性。

（3）关键工业操作系统

①　生物反应器智能工业操作系统

榜单任务：开发数据驱动的全局智能工业操作系统，研制过程参数数据采集/智能控制板卡以及板卡应用软件开发包，完成板卡可靠性和功能安全性测试验证；开发集多源数据采集、智能预测及智能调控于一体的可扩展高性能软件，包含反应器生物反应过程智能控制、可扩展平行控制、反应过程监测与智能反馈等核心功能模块，实现生物反应器的无人值守和数据驱动的生物反应过程全局智能控制。

②　交变切向流灌流系统

榜单任务：开发高自动化、高兼容性的交变切向流灌流系统（ATF）；实现实验室到中试以及大规模生产应用的标准化接口、细胞的高效截留和连续化生产、实时数据分析及智能控制的ATF系统；开发基于跨膜压检测与实际取样数据融合的深度学习模型，实现中空纤维堵塞情况的精准预测，保证中空纤维长时间正常使用；开发基于重量及压力数据自动采集功能的智能控制系统，运行参数匹配外界阻力变化实时调整补偿；开发基于自动化的数据管理系统，智能适配不同规格耗材，满足从实验到中试及大规模生产应用。

申报条件

（1）申请主体。申请单位须为在中华人民共和国境内注册、具有独立法人资格的企事业单位。鼓励多家单位以产学研用相结合方式组成联合体共同申请，支持中国科学院院属研究单位与企业、高校等组成申请联合体。联合体中应明确1家牵头单位，其余联合申请单位不超过4家。同一家申请单位可同时参与多个任务的揭榜工作。申请关键部件和耗材、工业操作系统类揭榜任务的联合体至少有1家部件或系统用户企业；申请反应器系统类揭榜任务的联合体中至少有1家反应器用户企业。

（2）申请要求。申请单位或联合体应具有高性能生物反应器创新工作基础和攻关能力，各项管理运行制度健全，近3年无重大安全和环境污染事故；已完成产业化前期验证，具有基本定型产品且拥有知识产权；揭榜后能够在各子任务榜单指定的期限内完成相关任务且达到预期目标。

政策奖励

（1）对符合条件的入围揭榜单位或联合体加大支持力度，为原始创新、关键技术产品创制、成果产业化应用营造良好环境，支持工业企业开展设备更新和技术改造，持续完善标准规范体系，提升高性能生物反应器技术装备创新攻关能力、研发生产能力和行业应用水平。

（2）各省级工业和信息化主管部门负责推进辖区内高性能生物反应器创新任务揭榜相关工作，对辖区内有潜力的单位给予重点培育和扶持，引导符合条件的单位积极提出申请，遵循公开、公平、公正原则做好推荐工作；指导入围揭榜单位或联合体制定明确的年度工作目标和方案，在政策、资金、资源配套等方面加大支持力度，确保揭榜任务顺利完成。

申报程序

（1）提出申请。申请单位或联合体牵头单位按照本通知及《高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅榜单》要求，填写《高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅申请材料》，于2025年6月30日前提交至所在地省级工业和信息化主管部门。联合体牵头单位应将所有参与单位情况汇总后统一填写并提交。

（2）省级推荐。各省级工业和信息化主管部门按本通知要求对申请材料真实性、完整性、有效性进行核实，可视情况组织专家开展研究论证，填写《高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅推荐表》，随附相关申请材料及佐证材料，于2025年7月15日前向工业和信息化部（消费品工业司）推荐，电子版材料发送至邮箱（spc@miit.gov.cn）。

（3）遴选评价。工业和信息化部会同中国科学院组织专家对收到的申请材料进行评价，公布入围揭榜单位或联合体名单，每个揭榜方向原则上不超过5家。

（4）任务实施。各省级工业和信息化主管部门配合工业和信息化部、中国科学院组织入围揭榜单位或联合体签订任务书，明确相关任务目标要求及时间节点。入围揭榜单位或联合体按榜单要求和任务书承诺时限完成揭榜任务后，工业和信息化部、中国科学院委托第三方专业机构和专家开展评价工作，择优确定揭榜任务成功单位或联合体，每个揭榜方向原则上不超过5家。

（5）成果发布。工业和信息化部、中国科学院公开发布揭榜任务成功单位或联合体名单，推动社会各界加大关注和支持力度。

申报材料

（1）《高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅申请表》：

①　牵头单位情况（提供证明材料）；

②　联合申请单位基本信息；

③　揭榜任务完成路径。

（2）《高性能生物反应器创新任务揭榜挂帅揭榜单位重点指标表》；

（3）《揭榜任务书》：

①　揭榜任务简要介绍：揭榜任务名称，涉及的主要技术工艺、创新方向、发展趋势及应用前景等。

②　揭榜单位现有基础及相关进展

1）现有基础

本单位（联合体）行业地位、市场占有率、年产量、科研资质、技术基础、生产条件、知识产权、创新能力、人才与团队实力、主要优势等。