HyperAIHyperAI

يعمل الذكاء الاصطناعي على تمكين التصنيع الحيوي الفعال، واستكشاف نماذج جديدة في الإنتاج الذكي من خلال البحث في بيتا فينيل إيثانول والجلوتاثيون

特色图像

يُعدّ التصنيع الحيوي دافعًا أساسيًا لتطوير الاقتصاد الحيوي. فمن خلال تسخير الأنشطة الأيضية للخلايا الحية لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات، يلعب دورًا حاسمًا في ضمان التنمية الاجتماعية المستدامة. وقد وفّر نهضة علم الأحياء التركيبي أدوات فعّالة لبناء سلالات فعّالة. وتُعدّ هندسة المفاعلات الحيوية، وهي عنصر أساسي في التصنيع الحيوي، إلى جانب التقنيات الذكية أمرًا بالغ الأهمية لتصنيعه. وفي السنوات الأخيرة، أتاحت التطورات في الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة وتقنيات الاستشعار المتقدمة تحقيق اختراقات جديدة في تحسين كفاءة عمليات التصنيع الحيوي والتحكم الدقيق فيها.

في الآونة الأخيرة، في المدرسة الصيفية الثالثة للذكاء الاصطناعي في الهندسة الحيوية في عام 2025،شاركت البروفيسورة تشوانغ ينغ بينج من المختبر الوطني الرئيسي لهندسة المفاعلات الحيوية بجامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا تجربتها في موضوع "الذكاء الاصطناعي يساعد عمليات التصنيع الحيوي الفعالة".من العلاقة بين التصنيع الحيوي والبيولوجيا التركيبية، واستكشاف تطبيقات منتجات البيولوجيا التركيبية، إلى بناء وممارسة أنظمة تكنولوجيا التصنيع الحيوي الذكية، تم تقديم نتائج أبحاث الفريق في هذا المجال بشكل منهجي.

خطاب البروفيسور تشوانغ ينغ بينغ

قامت شركة HyperAI بجمع وتلخيص مداخلة البروفيسورة تشوانغ ينغ بينغ المُعمّقة دون المساس بالهدف الأصلي. وفيما يلي نصّ الكلمة.

التصنيع الحيوي والبيولوجيا الاصطناعية يكملان بعضهما البعض

إن جوهر تكنولوجيا التصنيع الحيوي هو العملية التي تستخدم فيها خطوط الخلايا الحية المختلفة المواد الخام (مثل مصادر الكربون، ومصادر النيتروجين، والنشا، والجلوكوز، وما إلى ذلك) في المفاعلات لإنتاج منتجات بيولوجية مختلفة من خلال التمثيل الغذائي الخلوي.يحقق علم الأحياء الاصطناعي أهداف التصميم ويغير أساليب الإنتاج ويطور منتجات جديدة من خلال دورة DBTL (التصميم والبناء والاختبار والتعلم).لقد أدت الاختراقات التكنولوجية مثل تحرير الجينات وتعديل المضيف إلى توفير خلايا هيكل فعالة للتصنيع الحيوي - ولكن تحويل إمكانات سلالات المختبر إلى قدرة إنتاجية صناعية يتطلب دعم هندسة المفاعلات الحيوية.

مع ازدياد شعبية تكنولوجيا البيولوجيا التركيبية في السنوات الأخيرة، أصبح البحث في هندسة المفاعلات الحيوية محورًا مهمًا في هذه الصناعة. ومن المتوقع أن تصل قيمة صناعة التصنيع الحيوي العالمية إلى 125 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 10.81%؛ وتنمو قيمة الإنتاج السنوي للصناعة الحيوية في الصين بمعدل يقارب 20.1%. وفي ظل هذه الخلفية،كيف يُمكن جعل نفس السلالة تُنتج المزيد من المنتجات في المُفاعل؟ هذه هي المسألة الجوهرية في التصنيع الحيوي.

استكشاف منتجات البيولوجيا الاصطناعية في مجال مستحضرات التجميل

يُعدّ تطبيق علم الأحياء التركيبي والتصنيع الحيوي في مجال مستحضرات التجميل متطورًا نسبيًا وله نطاق واسع من التطبيقات. ويرجع ذلك إلى أن مستحضرات التجميل تتطلب كميات صغيرة، وحتى مع ارتفاع تكلفتها، لا يزال هناك سوق. على سبيل المثال، بعد زراعة زهرة اللوتس الثلجية تيانشان على نطاق واسع، يمكن لكمية صغيرة فقط أن تؤدي إلى ارتفاع كبير في أسعار المنتجات ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك، تُشتق العديد من منتجات التجميل من مكونات طبيعية فعالة، مثل ريسفيراترول، ونارينجين، وأنزيم كيو 10 المساعد، وغيرها.على الرغم من وجود المئات من مستحضرات التجميل التي يمكن التعبير عنها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، إلا أن القليل منها فقط يتم تصنيعه بيولوجيًا بالكامل.

أمثلة على جزيئات المواد الخام التجميلية الشائعة التي يمكن تصنيعها بيولوجيًا

على سبيل المثال، درس فريقنا مادة بيتا فينيل إيثانول، بدءًا من تحويل البكتيريا الأصلية وصولًا إلى أبحاث هندسة العمليات، وقد وصل إنتاجها إلى مستوى معين. ورغم اقترابها من مرحلة التصنيع، إلا أن تكلفتها لا تزال أقل من تكلفة المصادر الكيميائية. إضافةً إلى ذلك، حقق مشروع المواد الخافضة للتوتر السطحي الذي نفذناه لشركة ألمانية نتائج جيدة من خلال الفرز عالي الإنتاجية وتحسين إنتاجية خزان التخمير.

تعديل المسار الأيضي لـ β-فينيل إيثانول

عنوان الورقة:هاسينغ، إي جيه، دي غروت، بي إيه، ماركيني، في آر، برونك، جيه تي، وداران، جيه إم جي (2019). ربط الكربون المركزي واستقلاب الأحماض الأمينية العطرية لتحسين إنتاج 2-فينيل إيثانول من جديد في خميرة الخباز. الهندسة الأيضية، 56، 165-180.

أصبحت المكونات النشطة النباتية مجالًا بحثيًا هامًا في السنوات الأخيرة. يمكن للخلايا النباتية إنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات، وتتم زراعتها على نطاق واسع وفق عملية محددة: أولًا، يُفرز نسيج الكالس، ثم يُزرع على هزاز حتى يزداد عدد الخلايا. ولأن الخلايا النباتية تحتاج إلى أكسجين أقل بقليل من الكائنات الدقيقة، تُستخدم الزراعة الهوائية لتحقيق كتلة خلوية محددة.

تُستخدم تقنية البيولوجيا التركيبية في العديد من مستحضرات التجميل، ومن أبرزها حمض الهيالورونيك والكولاجين، وهما من أفضل الصناعات التي تستخدم هذه التقنية في بلدي. هذه المنتجات ذات القيمة المضافة العالية تُعدّ أكثر ملاءمةً لتصنيعها باستخدام البيولوجيا التركيبية.

المفاعلات الحيوية والتصنيع الحيوي الذكي

إن مفتاح تحسين تكنولوجيا التصنيع الحيوي الذكي وبالتالي زيادة الكفاءة يكمن في ترسيخ مفهوم أن "الخلايا والمفاعلات الخارجية هما مفاعلان".اعتبر الخلايا بمثابة نظام مفاعل حيوي، والثقافة واسعة النطاق بمثابة نظام مفاعل حيوي آخر.الخلايا بحد ذاتها أنظمة أيضية معقدة، والمسارات الأيضية التي نحتاجها للمنتجات الصناعية محددة. جوهر هندسة العمليات هو توجيه الخلايا نحو عملية الأيض وفق مسارات أيضية مصممة، بدلاً من الاعتماد فقط على السلالات المصنعة للإنتاج المباشر. يتطلب هذا التركيز على كيفية توجيه عملية الأيض الخلوية نحو المسار الصناعي المستهدف.

من أجل تعزيز أبحاث هندسة العمليات، قمنا بتطوير مفاعل حيوي خصيصًا للكشف عن المعلمات المتعددة، وهو أيضًا أحد ميزات المختبر الوطني الرئيسي لهندسة المفاعلات الحيوية.بالإضافة إلى الكشف الروتيني عن النباتات البكتيرية ودرجة الحرارة، يقوم نظام التكنولوجيا أيضًا بمراقبة حجم سائل التخمير، والأهم من ذلك، استخدام مقياس البروتون للكشف عن الغاز الخلفي لسائل التخمير.من خلال ربط عملية التمثيل الغذائي الخلوي باستهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون، وجدنا اختلافات في بيانات العادم لمسارات التمثيل الغذائي المختلفة.

مخطط تخطيطي لتكوين المفاعل الحيوي للكشف متعدد المعلمات

بمساعدة المستشعرات، نكتسب تدريجيًا فهمًا أعمق لعملية التخمير البيولوجي. اقترح أستاذي، البروفيسور تشانغ سيليانغ، قبل أكثر من عشرين عامًا أنتعتبر عملية التخمير البيولوجي نظامًا معقدًا متعدد المقاييس يتكون من الجينات والخلايا والمفاعلات.إن التغيرات في ظروف تشغيل المفاعل قد تؤدي إلى تغيير المسارات الأيضية وتؤثر على الإنتاج، والمفاعلات الحيوية هي المفتاح لفهم كيفية تصرف الخلايا في مسارات مختلفة.

يُعد تصميم المفاعل بالغ الأهمية أيضًا، إذ يجب أن يلبي احتياجات أيض الخلايا من العناصر الغذائية. أثناء التخمير، يُعد الكربون والنيتروجين والفوسفور عناصر غذائية أساسية لنمو الخلايا، وتتطلب إمدادات متوازنة. لا يدعم الكربون نمو الخلايا والحفاظ على البكتيريا وتخليق المنتجات فحسب، بل يوفر أيضًا الطاقة. يُعد النيتروجين والفوسفور ضروريين بشكل أساسي لنمو البكتيريا. تضمن العناصر الغذائية نمو البكتيريا، ويمكن لاستراتيجية تغذية الركيزة أن تضمن لجميع البكتيريا الحفاظ على نشاط عالٍ وتخليق المستقلبات بكفاءة. يُعد كل من الأيض الأولي (مثل الأحماض الأمينية والعضوية) والأيض الثانوي (مثل المضادات الحيوية ومنتجات البكتيريا المعدلة وراثيًا) مجالات بحثية رئيسية في التحكم في العلاقة بين وفرة البكتيريا وإنتاجيتها. وكما هو موضح في الشكل التجريبي أدناه، فإن المجموعة ذات معدل استهلاك الأكسجين العالي كان إنتاجها منخفضًا، مما يدل على أن تغذية الركيزة عند الطلب أهم من السعي إلى تركيزات عالية.

المنحنى الأيضي لمنتج التخمير

نظام تكنولوجيا التصنيع الحيوي الذكي: ابتكار شامل للإدراك والتحليل والتنظيم

مع دخول العصر الذكي، فإن الفكرة الشاملة للتصنيع الحيوي الذكي تدور حول العمليات الأيضية المعقدة للخلايا.ويتمثل جوهر هذا المشروع في تحقيق نظام ابتكار ذكي متكامل للسلسلة الكاملة من الإدراك الذكي والتحليل الذكي والتنظيم الذكي.

نظام البحث الشامل للتصنيع الحيوي الذكي

الإدراك الذكي هو الأساس، حيث أن التخمير الفعال يعتمد في الغالب على التخمير على دفعات، الأمر الذي يتطلب فهمًا شاملاً لخصائص العملية من أجل التغذية الدقيقة.تم تطوير نظام استشعار ذكي لعمليات التصنيع الحيوي، والذي يتيح مراقبة عملية التمثيل الغذائي بشكل شامل من خلال الكشف المستشعر المتقدم.تطور الاستشعار الذكي من مجرد الكشف عن معايير أساسية، مثل البكتيريا ودرجة الحرارة والتحريك، إلى استخدام مطياف كتلة غازات العادم (قياس أكسجين العادم وثاني أكسيد الكربون والمعدلات ذات الصلة - وهي معايير أساسية للتخمير الهوائي). في السنوات الأخيرة، طُرحت مستشعرات الخلايا الحية المتصلة بالإنترنت، ومطياف رامان المتصلة بالإنترنت، ومطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة. حاليًا، يجري الترويج لتقنيات الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة المتصلة بالإنترنت للكشف بدون تلامس، والحصول على البيانات ذات الصلة من خلال نافذة التخمير. يمكن للأنوف الإلكترونية الكشف عن البصمات الأيضية لعوادم التخمير، ويمكن للرنين المغناطيسي النووي منخفض المجال الكشف عن الركائز والمنتجات. جعلت هذه التقنيات عمليات التخمير التي كانت غير قابلة للقياس سابقًا قابلة للقياس، مما زاد من كفاءة الكشف من ساعات إلى ثوانٍ، متجاوزًا بذلك بكثير وتيرة الكشف التقليدي غير المتصل بالإنترنت.

نظام استشعار ذكي لعمليات التصنيع الحيوي

عملية التحليل الذكيأولاً، من خلال توحيد معايير البيانات غير المتجانسة متعددة المصادر وبناء قاعدة البيانات، يتم تحليل العوامل الحساسة لعملية التمثيل الغذائي للخلايا بسرعة وبشكل ديناميكي، وأخيرًا يتم تحقيق مراقبة السلسلة الزمنية وتصور حالة العملية البيولوجية.تطورت العوامل الحساسة من الاعتماد في البداية على خبرة الخبراء إلى تحليل البيانات الذكي. لذلك، أصبح علم البيانات بالغ الأهمية في ربط الإدراك بالتحكم. يتطلب البحث تحديد نقاط التحكم الرئيسية من خلال النمذجة من كميات هائلة من البيانات. على سبيل المثال، في حالة تخمير وقود الإيثانول، تمت معالجة أكثر من 100 دفعة من البيانات التاريخية وبيانات العملية وتصفيتها باستخدام خوارزمية تقليل وتوسيع الأبعاد، مع الاحتفاظ بحوالي 60-70 دفعة من البيانات الصحيحة. يسمح هذا بتحديد ظروف التخمير الجيدة والمتوسطة والرديئة والمناطق المقابلة، مما يُرشد تحسين العملية.

تكنولوجيا التحليل الذكية لعمليات التصنيع الحيوي

عند استخدام التحكم الذكي،من الضروري الجمع بين نموذج البيانات ونموذج محدد يتمتع بخصائص التمثيل الغذائي للخلايا، وتحقيق التنبؤ الموجه نحو النتائج للمسارات التقييدية، والتحقق السريع من الفعالية، والتنظيم الديناميكي والدقيق.تطورت استراتيجيات التحكم من التجربة والخطأ اليدوي إلى التنظيم الذكي القائم على النماذج. ولدعم التصنيع الحيوي الذكي، جُهز المختبر بمفاعلات حيوية ذكية مؤتمتة بالكامل، باستخدام نماذج مختلفة لمنتجات متنوعة. تشمل المستشعرات القياسية أجهزة قياس الأكسجين، ودرجة الحموضة، ورامان، وفوتومات العادم. ويعرض برنامج متخصص الخصائص الفسيولوجية والأيضية الخلوية، ويدمج ويحسب المعلمات المنفصلة، ويجعل البيانات أكثر إقناعًا، مما يُسهّل التنظيم الفعال.

استراتيجيات التحسين والتحكم الذكية لعمليات التصنيع الحيوي

وفيما يتعلق بالابتكار الذكي للمنتجات الجديدة، سأقدم هنا مثالين بحثيين.

الأول هو β-فينيل إيثانول،باعتبارها ثاني أكثر النكهات شيوعًا بعد الفانيلين، فإن لها نطاقًا واسعًا من التطبيقات. من حيث التكلفة، تبلغ تكلفة بيتا فينيل إيثانول المُصنّع كيميائيًا حوالي 3.8 دولار للكيلوغرام، بينما تصل تكلفة بيتا فينيل إيثانول الطبيعي إلى 1000 دولار للكيلوغرام. يبلغ السعر الحالي للتخليق الحيوي حوالي 200 دولار للكيلوغرام، لذا لا تزال المنتجات المُصنّعة كيميائيًا تشغل حصة سوقية كبيرة. من أجل تعزيز استبدال الطرق الكيميائية بالطرق البيولوجية، نفذ فريق البحث عددًا من المهام، بما في ذلك استخدام التطور التكيفي لفحص السلالات الممتازة، إلى جانب التحول في الهندسة الأيضية، لإيجاد النقاط الرئيسية لتنظيم العملية. نظرًا لسمية المنتج، قام البحث أيضًا باستخراج المنتج مباشرةً في خزان التخمير، وهي عملية معقدة نسبيًا. في النهاية، تم تحقيق التحسين الديناميكي بناءً على الذكاء الاصطناعي، مما أدى إلى زيادة العائد إلى 20 جرامًا لكل لتر. على الرغم من انخفاض تكلفة التصنيع مقارنةً بالطريقة البيولوجية السابقة، لا تزال هناك فجوة مع الطريقة الكيميائية.

تطوير سلالات صناعية عالية الأداء تتحمل بيتا فينيل إيثانول

الحالة الثانية هي البحث عن الجلوتاثيون.ركزت هذه الدراسة على استخدام مستشعرات متنوعة لتعزيز التعبير عن الجلوتاثيون في الخميرة. واستُخدم أنف إلكتروني للكشف عن الإيثانول، وهو ناتج ثانوي أيضي لزراعة الجلوتاثيون، ولاستكشاف العلاقة بين اختلاف تركيزات الإيثانول والإنتاج النهائي. وأظهرت التجارب المكثفة أنه عند تركيز الإيثانول حوالي 1.5، يمكن أن تصل تركيزات الجلوتاثيون إلى 4 غم/لتر، مع ذروة تبلغ 66.741 TP3T، ومعدل تخليق مرتفع نسبيًا.

التصميم التجريبي لعملية تخمير الجلوتاثيون
بيانات اختبار الإيثانول الإلكتروني للأنف

تطبيق الحالة: ممارسة التحسين الذكي على نطاق صناعي

وفي التصنيع الحيوي على نطاق صناعي، لدينا أيضًا العديد من حالات التطبيق النموذجية للتحسين والتنظيم الذكي.

الأول هو إنتاج الإريثروميسين. الإريثروميسين مضاد حيوي من مجموعة الماكروليد، وتُستخدم مشتقاته، مثل الكلاريثروميسين والأزيثروميسين، على نطاق واسع.أثناء عملية التخمير، نستخدم مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار لإجراء الكشف الشامل، في الوقت الحقيقي، عبر الإنترنت، ومتعدد الأبعاد للخصائص والميزات الأيضية الفسيولوجية العيانية بكفاءة عالية للغاية.تم تقليل وقت قياس تركيزات السكر والكحول والزيت من ١٢ ساعة بالطرق التقليدية إلى دقيقتين فقط. من خلال نمذجة أكثر من ١٠٠ دفعة من بيانات المعلمات الكاملة من وحدة تخمير إريثروميسين سعة ٣٧٠ طنًا، وجدنا في النهاية أن وحدة تخمير الإريثروميسين ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتركيز البكتيريا ولزوجتها وفعاليتها الكيميائية أثناء عملية التخمير. بناءً على هذا النموذج ذي الارتباط العالي لتركيز البكتيريا والفعالية الكيميائية، يتم الآن تحديد تغذية السكر والنيتروجين والزيت للتخمير سعة ٣٧٠ طنًا بواسطة الكمبيوتر بناءً على هذا النموذج. يسمح هذا بكميات تغذية أكثر دقة، مما يؤدي إلى زيادة وحدات التخمير والعائد الإجمالي. يوفر تقليل التغذية وحده ١٠ ملايين يوان سنويًا ويزيد من ربح الشركة السنوي بما لا يقل عن ٦٠ مليون يوان.

بيانات عملية التحسين والتحكم الذكي

أما المرحلة الثانية فهي إنتاج وقود الإيثانول. في عملية تخمير وقود الإيثانول، نستخدم أيضًا أجهزة استشعار ونمذجة متطورة، وندمج تقنيات استشعار متقدمة مثل الأنف الإلكتروني والخلايا الحية ورامان الإلكتروني لتحقيق مراقبة آنية للمؤشرات الرئيسية في نظام تخمير الإيثانول الصناعي.إن وقت اكتشاف الأنف الإلكتروني أقصر بـ 40 مرة من وقت اكتشاف HPLC.كشف نهج قائم على البيانات في النهاية أن مُعامل التحكم الأمثل هو تركيز الجلوكوز. ومع ذلك، بدمج هذه المعلومات مع عمليات المصنع الحالية، اكتشفنا أن درجة الحرارة تُمثل عامل تحكم رئيسيًا ثانيًا، وأن التحكم في درجة الحرارة أدى إلى زيادة إنتاج الإيثانول. بزيادة حجم التداول والتحكم في درجة الحرارة، زاد إنتاج الإيثانول بأكثر من 3%، مما حقق فوائد اقتصادية مباشرة تقارب 60 مليون يوان سنويًا. ساعد هذا المشروع الشركة على أن تصبح المصنع الوحيد المُعترف به وطنيًا في هذا المجال، وهو مصنع صديق للبيئة وذكي.

العلاقة بين النتائج المعتمدة على البيانات والنتائج التجريبية

وأخيرًا، نعمل على زراعة خلايا حيوانية واسعة النطاق لإنتاج لقاح داء الكلب. بأخذ زراعة خلايا BHK-21 كمثال، يُعدّ الجلوكوز والجلوتامين أهمّ مادتين كيميائيتين، وكان من الصعب سابقًا ضبط تركيزاتهما عند مستويات منخفضة على نطاق صناعي. باستخدام تقنية رامان الإلكترونية وكشف الخلايا الحية عبر الإنترنت، نجحنا في ضبط تركيزات كليهما، بالإضافة إلى البيروفات، عند مستويات منخفضة.انخفض تراكم المنتجات الثانوية من اللاكتات والأمونيا في مزارع الخلايا بنحو 20% على التوالي.نتيجةً لذلك، لا حاجة لتعديل الرقم الهيدروجيني (pH) أثناء العملية، وتمتد دورة زراعة الخلايا من ٢٤ ساعة إلى ٣٦ ساعة، وتزداد كمية الخلايا، ويتحسن تركيز الفيروس بشكل كبير، ليصل إلى ١٠ أضعاف تركيز مجموعة التحكم عالية السكر و١.٤ ضعف تركيز مجموعة الإضافة اليدوية. هذا يُقلل من كثافة العمالة، ويتجنب الأخطاء البشرية، ويُحقق تحكمًا ذكيًا وآليًا في عملية الإنتاج بأكملها.

حول البروفيسور تشوانغ ينغ بينغ

المتحدث الضيف في هذه الجلسة التشاركية هو البروفيسور تشوانغ ينغ بينج، الذي يشغل حاليًا منصب عميد معهد تشينغداو للابتكار بجامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا، ومدير المركز الوطني لبحوث تكنولوجيا الهندسة الكيميائية الحيوية (شنغهاي)، وخبير التكنولوجيا الحيوية الصناعية "863" في علم الأحياء والطب، ونائب رئيس اللجنة المهنية للهندسة الكيميائية الحيوية لجمعية الصناعة الكيميائية والهندسة في الصين، ونائب رئيس جمعية شنغهاي لعلم الأحياء الدقيقة.

مصدر الصورة: مقدمة من البروفيسور تشوانغ ينغ بينغ

لطالما انخرطت في أبحاث تحسين عمليات التخمير وتوسيع نطاقها. شغلت منصب قائدة مشروع "973" وقائدة مشروع "إعادة بناء منصة خدمات هندسة العمليات الحيوية المهنية في شنغهاي"، وهو مشروع بناء أساسي تابع للجنة شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا. في عام 2021، حصلت على موافقة لمشروع بحثي رئيسي في برنامج "التصنيع الحيوي الأخضر"، بعنوان "المفاعلات الحيوية والتصنيع الحيوي الذكي". في أبحاثها طويلة الأمد، أنجزت هي وفريقها البحثي الكثير من العمل في مجال البحوث الأساسية المتعلقة بالعمليات الحيوية الصناعية، وبحوث التكنولوجيا المشتركة الرئيسية، وتطوير التكنولوجيا. واستنادًا إلى الأساليب النظرية لتحليل ارتباط معاملات عملية التخمير متعددة المقاييس، طوروا نظريات وأساليب لتحسين العمليات الحيوية الصناعية وتوسيع نطاقها، استنادًا إلى الجمع بين الخصائص الفسيولوجية للخلية وخصائص مجال تدفق المفاعل، بالإضافة إلى المعدات ذات الصلة. طُبّقت هذه النظريات والأساليب بنجاح على عشرات من منتجات التخمير الصناعي، مثل الإريثروميسين والسيفالوسبورين سي. في السنوات الأخيرة، اقترحت مفهومًا جديدًا للتصنيع الحيوي الذكي، وطبّقته باستمرار، مساهمةً في التقدم التكنولوجي في مجال التصنيع الحيوي الصناعي في بلدي. حاز على ثلاث جوائز وطنية من الدرجة الثانية للتقدم العلمي والتكنولوجي، وفي السنوات الأخيرة، فاز بثلاث جوائز من الدرجة الثانية من مؤسسة شنغهاي للتقدم العلمي والتكنولوجي، واتحاد الصناعات الخفيفة، ووزارة التعليم، وغيرها. بصفته المؤلف المراسل، نشر أكثر من 30 مقالًا في مجلات علمية مرموقة، مثل مجلة "اتجاهات التكنولوجيا الحيوية"، وحصل على أكثر من 30 براءة اختراع.

احصل على أوراق بحثية عالية الجودة ومقالات تفسيرية متعمقة في مجال AI4S من عام 2023 إلى عام 2024 بنقرة واحدة⬇️

يعمل الذكاء الاصطناعي على تمكين التصنيع الحيوي الفعال، واستكشاف نماذج جديدة في الإنتاج الذكي من خلال البحث في بيتا فينيل إيثانول والجلوتاثيون | الأخبار | HyperAI