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當(dāng)前位置 : 科技項(xiàng)目  工業(yè)和信息化部智能技術(shù)在生物制造領(lǐng)域典型應(yīng)用案例

申報已結(jié)束工業(yè)和信息化部智能技術(shù)在生物制造領(lǐng)域典型應(yīng)用案例

發(fā)布時間:2024-10-31 瀏覽量:280 收藏

具體信息

  • 發(fā)布部門 :
      工業(yè)和信息化部門
  • 申報日期 : 2024-10-24/2024-11-08
  • 項(xiàng)目類型 :
      生物醫(yī)藥
  • 扶持方式 :
      資質(zhì)榮譽(yù)

具體申報條件

  一、征集方向

  以智能技術(shù)和生物制造深度融合為主線,圍繞生物制造產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新研發(fā)、中試放大、生產(chǎn)制造等重點(diǎn)環(huán)節(jié),聚焦高性能蛋白質(zhì)元件設(shè)計(jì)及構(gòu)建等8大場景,開展典型應(yīng)用案例征集工作。

  (一)高性能蛋白質(zhì)元件的設(shè)計(jì)及構(gòu)建

  利用機(jī)器學(xué)習(xí)、大語言模型等人工智能技術(shù)發(fā)掘、設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)序列及空間結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對酶等蛋白質(zhì)功能的預(yù)測和優(yōu)化,提升催化活性、底物選擇性、熱穩(wěn)定性、耐酸耐堿性、靶點(diǎn)親和力、結(jié)合特異性等性狀,并實(shí)現(xiàn)在生物化工、農(nóng)業(yè)、飼料、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用。

  (二)調(diào)控機(jī)制的解析及優(yōu)化

  借助人工智能等技術(shù)探索工程菌株、細(xì)胞系的基因表達(dá)、酶促反應(yīng)層面調(diào)控機(jī)制,發(fā)掘或從頭設(shè)計(jì)新調(diào)控元件,開發(fā)預(yù)測算法與模型,實(shí)現(xiàn)對于調(diào)控抑制問題的解鎖、關(guān)鍵基因及產(chǎn)物的動態(tài)控制、基因線路的構(gòu)建等應(yīng)用成果,提升產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、抗逆性等關(guān)鍵工業(yè)指標(biāo)。

  (三)代謝通路的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

  通過人工智能等智能技術(shù),發(fā)掘、設(shè)計(jì)新的代謝通路,并通過高通量構(gòu)建與測試完成干—濕實(shí)驗(yàn)迭代,實(shí)現(xiàn)對代謝通路的建模,并利用數(shù)據(jù)模型引導(dǎo)代謝通路的優(yōu)化,打通新的產(chǎn)物分子的合成路徑,或?qū)崿F(xiàn)已知代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量提升、底物消耗降低等目標(biāo)。

  (四)細(xì)胞工廠的構(gòu)建及優(yōu)化

  利用人工智能、知識圖譜等技術(shù),分析工業(yè)菌株、細(xì)胞系的基因型與產(chǎn)量、耐受性等工業(yè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,利用高通量基因編輯技術(shù)完成基因組尺度的大規(guī)模編輯,改善細(xì)胞工廠在大規(guī)模生產(chǎn)中的適應(yīng)性,提升生產(chǎn)效率,優(yōu)化其在特定工業(yè)條件下的表現(xiàn)。

  (五)培養(yǎng)基配方的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

  利用基于人工智能的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略以及實(shí)時在線監(jiān)測、高通量分析等技術(shù)手段,獲取真實(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)酵過程數(shù)據(jù),結(jié)合代謝網(wǎng)絡(luò)分析方法,尋找培養(yǎng)基中底物、關(guān)鍵營養(yǎng)素、微量元素等的最優(yōu)配比,不斷優(yōu)化微生物及細(xì)胞生長速度、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率等關(guān)鍵工業(yè)指標(biāo),提升工藝經(jīng)濟(jì)性。

  (六)生物反應(yīng)過程的智能控制

  通過智能傳感、在線分析及智能控制等智能技術(shù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對量產(chǎn)規(guī)模生物反應(yīng)器及其生產(chǎn)過程的智能化控制,借助精準(zhǔn)補(bǔ)料、變速攪拌、通氣量調(diào)節(jié)等控制策略,實(shí)時監(jiān)控并調(diào)整溫度、pH值、溶解氧、關(guān)鍵底物濃度等重要的過程參數(shù),并通過數(shù)字孿生等手段,建立反應(yīng)器物理模型及黑箱數(shù)據(jù)庫等,模擬和預(yù)測生物反應(yīng)過程,優(yōu)化控制穩(wěn)定性,提升響應(yīng)速度,提高生產(chǎn)效率,加速發(fā)酵條件優(yōu)化與工藝放大的進(jìn)程。

  (七)生物制造產(chǎn)品的智能檢測和質(zhì)量控制

  利用智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物制造產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測和閉環(huán)質(zhì)量控制,通過信號增強(qiáng)、模式識別、圖像處理等手段,自動完成傳感器、分析儀器的數(shù)據(jù)分析,快速識別生物制造中間體、終產(chǎn)品以及整個制造過程的缺陷和異常,在線進(jìn)行標(biāo)定、分揀等操作,并及時將質(zhì)量信息向生產(chǎn)控制系統(tǒng)反饋,實(shí)現(xiàn)對生物制造關(guān)鍵生產(chǎn)過程參數(shù)的實(shí)時動態(tài)優(yōu)化。

  (八)其他案例

  聚焦智能技術(shù)賦能生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的其他方面,且具備一定推廣價值的典型應(yīng)用案例。

 

  二、申請條件

  (一)申請單位在中華人民共和國境內(nèi)注冊登記,具有獨(dú)立法人資格,近三年財務(wù)狀況良好,在信用等方面無不良記錄。鼓勵生物制造企業(yè)與人工智能企業(yè)聯(lián)合申請,鼓勵中小企業(yè)和初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)積極參與申請。

  (二)典型應(yīng)用案例應(yīng)已落地并取得成效,具有引領(lǐng)作用,對相關(guān)行業(yè)或企業(yè)具有借鑒意義和推廣價值。

  (三)申請材料須客觀真實(shí),能夠充分體現(xiàn)人工智能與生物制造深度融合的技術(shù)特點(diǎn),高度聚焦實(shí)際場景應(yīng)用需求和重點(diǎn)問題。

  (四)每家報送單位牽頭報送不超過3項(xiàng)(作為參與單位限報5項(xiàng))。


申報時間

  11月8日前