三个模块，一条完整的生物制造链路

从知道到设计再到生产。先在知识库里问清楚原理，再到工艺设计台构建你的菌株，最后把设计放进智慧工厂跑一个真实批次。

仿真内核：Monod · Luedeking-Piret · Haldane 抑制 · kLa 氧传递 · F0 灭菌产线原型：年产 20 吨 · 80 m³ × 3 实验学时 4 学时

知识分类

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检索方式：关键词加权匹配

命中的知识条目

提问后，这里显示答案所依据的知识条目及其出处。每一条回答都可追溯到具体来源，这是垂类知识库与通用大模型的区别。

实验任务模块二 · 建议 60 分钟

以葡萄糖为唯一碳源，设计一株能够高效合成香兰素的工程菌，并通过摇瓶发酵验证设计的可行性。

依据耐受性数据选择出发菌株，说明判断依据
在两条人工合成途径中择一，补齐构建该途径所需的全部关键酶基因
阻断产物降解途径，观察产物谱的变化
调用酶突变预测模型选择改造方案，注意预测指标的适用边界
运行摇瓶发酵，产量达到 1.5 g/L 以上方可放大至发酵罐

01出发菌株

菌株	香兰素耐受	前体转化	遗传操作
大肠杆菌 E. coli	2.1 g/L	中	成熟
酿酒酵母 S. cerevisiae	3.4 g/L	中	成熟
拟无枝酸菌 Amycolatopsis	12.8 g/L	高	较难

目标产量 10 g/L，先看哪个菌株扛得住这个浓度。

02合成途径设计

03阻断降解途径

未敲除时，产物一经生成即被继续氧化，主峰是香兰酸而不是香兰素。

04关键酶 AI 预测

由酶突变催化效率预测模型给出候选，模型预测的是催化效率，不包含可溶表达量。

05摇瓶验证

摇瓶产量

—

g/L

设计完成度

—

%

副产物

—

相对峰面积

完成菌株、途径与敲除设计后即可验证。结果会作为智慧工厂的生产基础。

00.0 h

待投料

拖动旋转 · 滚轮缩放 · 点击设备查看铭牌

实验任务模块三 · 建议 90 分钟

在 80 m³ 发酵罐上完成一个完整批次，使香兰素产量达到 10 g/L 以上，并说明你的参数依据。

先确保灭菌 F0 ≥ 15 min，否则批次将在中期染菌报废
调节搅拌与通气使最低溶氧不低于 22%，避免代谢溢流
权衡补料速率与产物抑制，必要时启用原位移除
批次结束后记录产量、成本与碳排，写入实验报告

工艺参数

灭菌温度121 °C / 20 min

F0 —，低于 15 将在发酵中期染菌

发酵温度32 °C

搅拌转速160 r/min

通气量1.00 vvm

kLa — h⁻¹，供氧不足将触发代谢溢流

补料速率2.5 g/(L·h)

原位移除（树脂吸附）开启

边发酵边移除产物，解除抑制但增加分离成本

进程

实时监控

香兰素

0.00

g/L

菌体

0.4

g/L

溶氧

100

%

设定参数后点击启动生产。曲线由常微分方程组实时求解，相同参数必然得到相同结果。

批次结果

批次结束后显示产量、收率与成本核算。

香兰素生物制造虚拟仿真实验

三个模块，一条完整的生物制造链路

知识分类

命中的知识条目

实验任务模块二 · 建议 60 分钟

01出发菌株

02合成途径设计

03阻断降解途径

04关键酶 AI 预测

05摇瓶验证

实验任务模块三 · 建议 90 分钟

工艺参数

实时监控

批次结果