第415章 人工合成淀粉工业量产技术突破(2/2)
「你记得真清楚。」陆安笑了笑,随后感叹地说:「后来有了小行星危机的压力,国家开始大规模倾斜资源给这个团队全力攻坚克难。三年了,终于交出了答卷。」
陆安沉默了几秒,然后忽然说:「小灵,给我安排一趟行程,并通知工业生物技术研究所,两天后我去拜访。」
灵曦的声音从办公室的扬声器中响起:「好的。」
两天后。
津城,工业生物技术研究所。
陆安的座驾驶入研究所大门时,该所的领导班子主要成员加上马阳河团队的核心人员,已经在
主楼前列队等候,给予了高规格的接待。
现在的陆安,他作为企业家这个身份已经排得很靠后了。
不论是坤舆计划,还是小行星拦截计划,第一手准备和第二手准备,陆安都是绝对的核心灵魂人物,而且是那种不可替代的存在。
陆安下了车,看到这阵仗也颇为无奈,他其实不喜欢搞这么大的阵仗。
不过也理解对方,你不介意,可人家怕你介意,招待不周。
倒也不是什么大问题,陆安面带微笑地和迎上来的所长握手,对方姓周,是一位六十多岁的老科学家。
只见他握著陆安的手颇为激动地说道:「陆先生,您能莅临我所,是我们的荣幸,马阳河团队这个项目,您一直很关注,也给了很多支持,我们都知道。」
「关注是应该的,支持更是应该的。」陆安点点头,微笑著说:「这项技术的战略意义,再怎么强调都不为过。周所长,我们就不搞那些形式了,直接去实验室,我想听听马老师亲自讲讲。」
周所长连连点头:「好好好,马老师已经在实验室等著了。」
一行人穿过研究所的主楼,经过几道安检门,最终来到一栋独立的实验楼前。
楼外挂著一块牌子。
【二氧化碳合成淀粉研究中试基地】
此刻,马阳河站在楼门口,他五十出头,精神矍铄,目光炯炯。
看到陆安,他快步迎上来,伸出双手。
「陆总,欢迎欢迎。」
陆安握住他的手,认真打量了他几秒:「马老师辛苦了,三年时间拿下工业化量产,不容易。」
马阳河摆了摆手:「没什么辛苦的,这是我们该做的,说实话,要不是有国家的大力支持,有您一直在后面鼎力支持,我们可能还得再摸索几年。」
「那就带我看看,你们这三年摸出了什么。」陆安笑道。
马阳河侧身引路:「陆总,请。」
实验室很大,足有上千平方米。
各种管道、反应釜、控制系统密密麻麻地排列著,发出轻微的嗡嗡声。
空气中弥漫著一种淡淡的化学气味,但并不刺鼻。
马阳河带著陆安走到一套中试装置前,开始为他介绍。
「要我说,人类的历史就是一部粮食史。」他指了指装置中的透明管道,里面正流动著的液体:「这里生产的就是淀粉,我们每天能产出一吨左右,纯度在99.99%以上。」
陆安点点头,看著那些流动的液体。
马阳河继续说:「无论是水稻、麦子,还是土豆、玉米,这些包含大量淀粉的植物,是人类赖以生存的能量来源。但植物的淀粉合成,靠的是光合作用,通过二氧化碳和水,在阳光和叶绿体的作用下生成有机物和氧气。这个过程,植物进化了几亿年,效率其实并不高。」
「我们团队采用一种类似搭积木」的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中,首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。」
他顿了顿,强调道:「是不依赖植物光合作用,直接人工合成。」
陆安当然知道这意味著什么,这项研究如此「科幻」,以至于科幻作品也很少做这样的想像。
就连科幻电影中,已经建设火星基地的未来,马特·达蒙还需要在火星上种土豆才能活下去。
而马阳河的研究,直接跳过了种土豆这个环节。
「自然界的淀粉合成,需要60多步复杂的反应和精细的调控。」马阳河走到一块白板前,拿起笔开始画示意图,「而我们开创的这条人工合成路径,只需要11步,能够像工业发酵生产啤酒一样,生产淀粉。」
「但这11步,并不是简单地把自然界的60多步删减得来的吧?」陆安如是道,他其实是知道其中的细节,甚至理解得比对方还要深刻。
「您说对了。」马阳河点点头说:「我们是重新设计出了一条路。」
紧接著,他详细解释道:「首先,我们从很多种生物的生物化学反应中,通过计算机模拟,计算出了一条理论上的极简路径。但是,这条路径只是计算出来的,实际操作中,各个步骤之间不太兼容。」
「比如,所需要的反应条件不一样,有的需要高温,有的需要低温:有的需要酸性环境,有的需要碱性。」
「然后,我们通过模块化思维,选择不同的反应过程,反复试验,才摸索出了这条11步的反应路径。再然后,又通过蛋白质工程改造手段和反应时空分离技术,提高反应效率和速度。」
他放下笔看向陆安:「这项研究设计、组装出一种自然界不存在的合成代谢途径,并使其工作效率大幅高于自然生物过程。可以说,跨越了自然途径数亿年的进化。」
陆安听著,不时点头。
马阳河团队2021年宣布成果时,相关的论文和报导他就研读过。
「简单来说,这项技术可以分为四个模块。」马阳河继续在白板上画著,「第一步,把二氧化碳用无机催化剂还原为甲醇;第二步,将还原的甲醇转换成为三碳化合物;第三步,将三碳合成六碳;最后,将六碳聚合成为淀粉。」
「尽管每个模块的原料和产物都是确定的,但反应过程却有很多种可能。我们利用搭积木」的思路,对每一步进行尝试,最终寻找到了四个模块最佳的组合方式。」
他指著白板上复杂的反应路径图。
「在解决了热力学不匹配、动力学陷阱等问题后,我们对各模块进行不断地测试、组装与调整,成功创建了1.0版途径,实现了人工淀粉的实验室合成。」
「这条途径,包含了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂。」
陆安旋即搭话说:「62种酶?这个数量,工业化生产的话,成本是个大问题吧?」
「您说到点子上了。」马阳河点点头,并介绍道:「所以我们采用蛋白质工程改造手段,对1.0版途径中的三个关键限速步骤进行了改造,解决了途径中的限速酶活性低、辅因子抑制、ATP竞争等难题,得到了2.0版途径。」
「在2.0版途径中,生物酶催化剂的用量,减少为1.0版本用量的50%左右,而淀粉的产率,提高了13倍。」
。