中国科学院微生物研究所自主研发长链二元酸生物制造技术发展简史

长链二元酸是指碳链含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸，主要品类涵盖DC₁₀至DC₁₈系列。基于生产菌株与配套工艺技术的差异，各系列产品性能各异，具有极广泛的应用场景。在中国科学院微生物研究所于国际上首创长链二元酸生物制造技术之前，全球业界均采用化学合成法生产该产品，普遍存在生产成本高、环境污染严重等突出问题。

中国科学院微生物研究所是国内最早开展长链二元酸生物法生产技术研究的科研机构，也是国际上利用生物法合成长链二元酸制造技术的原始策源地。我国生物发酵与生物制造领域先驱方心芳院士秉持“人民的需求就是方向”的科研理念，立足国家重大战略需求，自上世纪六十年代起，牵头组织团队开展长链二元酸生物制造技术“从0到1”的原创性攻关。历经研究所三代科研工作者近六十年的接续奋斗与技术积淀，我国成功在国际上首创长链二元酸生物发酵生产技术并实现产业化，为该领域技术革新与产业突破作出了关键性突出贡献。

纵观这条从基础研究到产业创新的攻坚之路，其实现颠覆性突破并非一朝一夕达成，而是历经数十年循序渐进、逐年迭代、持续攻坚的成果。

1969年：微生物所通过收集和筛选菌种，在国际上率先发现微生物以石油为原料可将烷烃转化为二元酸。

1970年：方心芳院士组建烃代谢组（刘祖同、陶增鑫、陈远童等科研人员逐步加入该组），开创石油工业微生物研究领域，开展石油正烷烃微生物代谢基础理论研究，探明烷烃氧化生成二元酸的代谢途径。

1974年：烃代谢研究组开始进行微生物发酵混合正烷烃生产混合长链二元酸（DC₁₀-DC₁₄）的应用开发，从702株酵母菌中筛选出一株热带假丝酵母（菌种编号No.1230），以该菌株为底盘培育出第一代生产菌株U_3-21。该工作系世界首创，为后续的工业化技术迭代升级奠定了关键基础。

1976-1977年：完成30 L、200 L和1000 L等多级发酵罐扩试和后处理试验。

1978年：在上海溶剂厂完成5吨发酵罐中试试验，通过专家技术鉴定。

1979年：“正烷烃发酵生产混合长链二元酸”技术获国家发明奖三等奖，获奖单位为中国科学院微生物研究所，配套协作单位包括上海溶剂厂、天津糖精厂和开封化工三厂等。随后一年，工艺技术获上海市重大科研成果奖三等奖，同时在天津糖精厂开展20吨罐工业试产。

1982年：在上海溶剂厂进行以U_3-21菌株发酵生产十二碳二元酸（DC₁₂）和十三碳二元酸（DC₁₃）的中试，并通过专家技术鉴定。

1984年：“正烷烃发酵生产长链单一二元酸”获中国科学院科技成果二等奖。

1986年：在开封化工三厂开展24吨发酵罐混合长链二元酸工业化试产。

1987-1990年：微生物所扩大研发领域，开展DC₁₆、DC₁₇二元酸研发，两项成果先后申报国家发明专利并分别于1992年、1994年获得授权。

1991-1995年：微生物所主持国家“八五”科技攻关重大课题“单一长链二元酸的研发”，攻克DC₁₅生产技术，配套独创破乳分层后处理工艺，技术指标国际领先；同期完成DC₁₂、DC₁₃高产菌株开发。

1994年：“微生物发酵生产十五碳二元酸（DC₁₅）的新工艺新方法”成果完成专利申报，1995年获得授权。

1995年：十二碳二元酸（DC₁₂）发明专利提交申报。

1996年：上述技术获国家“八五”攻关重大科技成果；同年，DC₁₂生产技术转让给山东淄博广通化工有限责任公司（原淄博矿务局龙泉煤矿）。

1997年：“微生物发酵生产十五碳二元酸（DC₁₅）的新工艺新方法”技术获中国科学院发明一等奖。

1997年：DC₁₂第二代生产技术转让淄博广通后，建成年产500吨长链二元酸发酵生产线，在国际上首次实现千吨级规模长链二元酸发酵工业化生产；同年DC₁₃发明专利提交申报。

1997年：微生物所研究员张启先向刘修才博士介绍了长链二元酸技术，开始洽谈合作。

1999年：淄博广通扩产至年产1200吨；长链二元酸工业化相关成果获中国科学院发明奖、院企合作奖。

2000年：DC₁₂、DC₁₃两项国家发明专利正式授权。

2000年：微生物所将DC₁₃-DC₁₇系列二元酸专利菌株及专有技术（不含DC₁₂技术）转让与北京凯赛生物技术有限公司。该公司开具的生产实践应用证明为：“中国科学院微生物研究所的专利成果，技术成熟、产酸水平高、产品质量稳定，且重复性好”。

2001年：“长链二元酸工业化生产研究”获“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果；同期启动DC₁₄高产菌株自主研发。

2001-2005年：微生物所完成DC₁₄高产菌株培育和实验室条件试验，并通过25吨发酵罐工业生产试验，申请并取得2项国家发明专利。

2003年：微生物所与中石化清江石油化工签订 DC₁₂、DC₁₃技术转让合同；2006年在淮安建成1500吨生产线，2008年通过国家产业化示范项目验收。

2004年：与南通振益热熔胶厂签订混合二元酸技术转让合同，2006年建成600吨生产线，后扩产至 1000 吨/年。

2006年：长链二元酸生物合成产业化项目获国家科学技术进步奖二等奖。中国科学院微生物研究所为第一完成单位 （共同获奖单位为：淄博广通化工有限责任公司、中国石化集团清江石油化工有限责任公司、南通市振益热熔胶厂）；同年DC₁₄相关成果获北京市科学技术奖二等奖。

2007年：微生物所与莱阳市江波制药签订混合长链二元酸技术转让合同。2009年，双方改签专利实施许可合同，受让给山东瀚霖生物技术有限公司；

2008年：“微生物发酵正烷烃生产长链α,ω-二羧酸的方法”专利成果获北京市发明专利奖二等奖。

2009年：微生物所组建技术转移转化中心，成立长链二元酸第三代技术专业团队，开展长链二元酸合成生物学研发工作，启动菌种合成生物学改造及工艺升级换代工作。后续取得多项重要突破。

    2017年：月桂二酸（DC₁₂）第三代核心菌种与发酵技术转让予宁夏新日恒力钢丝绳股份有限公司（现宁夏中科生物科技股份有限公司）。2022年4月，该公司公告认为：“5万吨/年月桂二酸项目已完成技术验收，多项生产指标优于转让合同约定标准。”

    长链二元酸生物合成是微生物研究所在基础研究突破的基础上发展的原创性技术，也是中国首创的发明技术，与相关企业合作实现了科技创新和产业创新的深度融合。该技术利用化工废料而非粮食作为原料，变废为宝，是我国生物制造领域的标志性成果之一。长链二元酸品类较多，当前生产长链二元酸的菌种仍未达到理论最高产量，中国科学院微生物研究所将继续研究其代谢途径和调控通路，利用合成生物学等先进理论与技术对菌种进行持续改造，为长链二元酸产业的可持续发展提供核心技术保障。