在香港中文大学(港中大)的科研舞台上,一支充满活力与创新精神的研究团队取得了令人瞩目的成果。他们成功研发出一项具有开创性的技术,能够推动天然酶实现大规模的工业应用,为传统化学工序带来了更为洁净、高效的替代选择。
突破传统,成本大幅削减
在当前的工业生产模式下,成本是一个至关重要的考量因素。而港中大研究团队研发的这项新技术,与现有的工业模式相比,展现出了巨大的成本优势,能够节省超过八成的工业成本。这一成果的取得,得益于团队对酶技术的深入研究和创新改造。
由港中大生命科学学院陈文博教授带领的研究团队,凭借这一卓越的科研成果,荣获了2025全国颠覆性技术创新大赛优胜奖。这一荣誉不仅是对团队科研实力的高度认可,更彰显了港中大在推动绿色科技发展方面所做出的积极贡献。团队成员包括Reza Yekta Saadabad博士、陈文博教授、熊旭博士、李明名博士,他们齐心协力,共同攻克了一个又一个科研难题。
酶的困境与突破方向
酶,作为一种生物大分子,具有独特的催化功能。它能够在不被消耗的情况下加速化学反应的进行,而且在温和的条件下,仅需水分就能在活细胞内快速、洁净地完成复杂的化学反应。在工业领域,酶有着巨大的应用潜力,可以替代一些依赖有毒物质、高温且会产生大量废料的传统化学工序。
然而,长期以来,酶在工业应用中面临着诸多挑战。制备过程困难且成本高昂,稳定性不足,难以重复使用等问题,严重限制了酶在工业中的大规模应用。如何突破这些技术瓶颈,成为了科研人员亟待解决的问题。
创新“自组装”技术,开启酶应用新篇章
在陈文博教授的悉心指导下,研究团队经过不懈的努力,终于成功突破了相关技术瓶颈。他们通过巧妙地改造酶的设计,使其能够在细菌体内“自组装”成微小的固体颗粒。这一创新性的改变,带来了显著的成效。
与传统的复杂且昂贵的纯化步骤相比,新技术只需破开细胞就能轻松收集酶颗粒。这些酶颗粒具有稳定、可重复使用的特点,并且适用于多种工业场景,成为了一种坚固的即用材料。这种“酶技术”利用细菌体内自组装、自固定的工程化酶颗粒进行连续流生物催化,为酶的工业应用开辟了一条全新的道路。
核心优势:辅助因子的循环利用
在酶进行催化的过程中,需要消耗“辅助因子”。在一般的工业流程中,为了维持酶的催化活性,必须不断补充“辅助因子”,这无疑大幅提高了生产成本。而港中大研究团队研发的新技术,其核心优势在于能够将昂贵的“辅助因子”锁定在酶颗粒内,实现长期循环使用。
这一创新不仅显著减少了废料的产生,还大大降低了生产成本。团队通过严谨的实验验证,证实新技术相较于现行商业方法,能够降低超过八成的工业成本。这一成果对于推动工业生产的绿色化、可持续发展具有重要意义。
实践验证:可持续生产高价值产品
为了验证新技术的可行性和实用性,团队在流动生物反应器中连续数月运行酶颗粒。经过长时间的实践检验,他们成功利用该技术生产出了高价值药物的关键化学组,以及环保尼龙材料。
以环保尼龙的生产为例,传统的尼龙生产方式往往伴随着高污染和资源浪费等问题。而港中大团队采用“酶技术”生产的环保尼龙,不仅在生产过程中减少了污染物的排放,还提高了资源的利用效率。这一成果为环保材料的发展提供了新的思路和方法。
展望未来:推动绿色工业发展
陈文博教授表示,团队的目标是将绿色化学技术转化为实际应用,建立易于生产、耐用且可重复使用的“酶系统”。新技术有望为更洁净的工业制造开辟崭新的发展方向。
未来,团队希望能够通过持续的研发以及与产业的紧密合作,逐步取代高污染的化学生产方式,推动整个工业向更加可持续的方向发展。相信在港中大研究团队的努力下,这项创新的酶技术将在更多的工业领域得到广泛应用,为我们的地球创造一个更加绿色、美好的未来。









