打开酶切法的魔盒,释放透明质酸“应用自由” | 初心·寻迹
新黄河  3小时前

编者按:一名党员就是一面旗帜,聚焦济南获得全国、省、市级优秀共产党员以及“学习身边榜样”,由济南市委组织部指导,组织中央、省、市主流媒体,以及优秀自媒体博主深入一线,用笔触和镜头记录他们扎根基层、默默奉献的动人故事,展现新时代泉城共产党人的政治本色与使命担当。

新黄河记者:刘杰  

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如果你关注护肤或医疗,可能听说过一种叫“透明质酸”的物质。它被广泛应用在护肤、医美、医疗等领域。40岁的冯宁就是华熙生物的科研工作者,她参与攻坚的“酶切法”,一举解锁了透明质酸的“分子量自由”,打通了从注射剂到次抛精华、从口服美容到靶向药的全产业链条,催生了透明质酸的应用大爆发。

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一头扎进实验室,三个月攻克“酶切法”

2011年,25岁的冯宁走出校园,制药工程与生物化工专业出身的她,一头扎进华熙生物的实验室。这一年,国家“十二五”科学和技术发展规划发布,明确提出要在生物等战略性新兴产业领域,集中优势力量进行攻关。个人的职业选择,就这样和时代的发展浪潮悄然同频。

当时,国内透明质酸行业正处于蓬勃兴起阶段,通过微生物发酵法已经实现量产,但不同分子量HA的制备方法,多依靠化学或者物理手段,往往要耗费十几天时间。强酸强碱的处理会破坏分子完整结构,产出杂质多、生产效率低。如何得到不同分子量的透明质酸,始终是横亘在行业面前的一道关卡。

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刚入职三四个月,冯宁就加入郭学平博士带领的酶切法攻坚小组,勇闯“无人区”。她主要负责酶的纯化与酶切工艺开发,几乎承担了最棘手的任务。

“有人说,实验室的日子是枯燥的。但我回想起来,那段攻坚岁月更像是一场战斗,大家没日没夜地待在实验室里,艰苦,但是充满了必胜的信心和探索的热情。”冯宁的个性喜欢挑战,越是逆风,越能乘风而上。

一次实验,一个很细微的现象,给了团队启发。黏稠的透明质酸溶液,放置一段时间后会慢慢变稀。顺着这条线索,他们开始寻找能够降解透明质酸的微生物。经过上千次筛选、接种、培养、观测,大部分试验都走向失败。

冯宁说,她坦然接受失败,那意味着排除了很多错误选项。想要找到正确选项的方式,就是一而再、再而三地尝试。功夫不负有心人,三个多月后,团队成功将酶纯化出来且完成酶切技术的开发。

从实验室到生产车间,重塑研发思维

酶切法也被业界誉为透明质酸领域的“第三次技术革命”,与动物法提取、微生物发酵法并列为行业三大里程碑。

这项技术为整个行业带来颠覆性变革。生产效率实现质的飞跃,降解周期从化学降解法的12—15天缩短至5—6小时;能耗大幅降低;彻底解决了化学法(强酸强碱)破坏分子结构、杂质高的世界性难题。依托酶切法,人们第一次可以像雕刻宝石一样,实现任意分子量段的精准生产。其中最小分子量仅有一个透明质酸分子,可作为癌症药物靶向治疗的载体。

分子量自由,实现了应用领域的全面解锁。医药、医疗器械、化妆品、食品、组织工程等领域对不同分子量的差异化需求,由此得以满足。基于酶切法,华熙生物拥有了超过200个规格的透明质酸原料产品,覆盖全梯度应用。

这项斩获中国专利金奖的技术,也成为冯宁职业生涯分量最重的成果。

实验室小试取得突破,只是万里长征的第一步,从试管到工业化大生产,要面对百倍、千倍级别的工艺放大。

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刚毕业不久的冯宁,迎来了职业生涯又一次重大挑战,主导酶切产品的首次试产。此前长期扎根实验室的她,第一次走进生产车间。她跟着车间同事熟悉每台设备、每条管路,摸透产线材质、参数,一点点比对小试数据与车间实际工况。试产没有捷径,不能等出了问题再回头复盘,必须全程紧盯每一组参数,设备适配、工艺微调,任何一处细节都不能放过。一次次调试、整合,历经重重波折,终于完成试产,实现酶切技术的产业化落地。

车间摸爬滚打的经历,也重塑了冯宁的研发思维。往后做实验室小试时,她会提前预判工艺放大之后和产线的匹配程度,兼顾实验室理想数据和工业化现实条件,让研发成果能够顺畅走向生产线。

第一身份是党员,第一职责是为党工作

初入行业与时代同频或有偶然,但后来能持续共振,则是她的坚定选择。冯宁说,正是在酶切法技术攻坚与产业化落地的全过程中,她的科研初心一步步笃定下来:研发真正有益于人类生命健康的生物活性产品,“希望自己的科研成果能够落地生根,实实在在造福于人。”

要达到这个目标,就要耐得住对成功的急切。科研之路更多时候是漫长的沉淀蛰伏,往往不知道要经历多少日复一日的钻研,才能迎来灵光乍现。

“有个项目曾陷入棘手困境,多方推演都找不到问题症结。某天脑海里忽然闪过一个猜想,会不会是体系内另一种物质发生反应引发的故障?循着这个思路开展验证,果真锁定了问题根源,难题随之迎刃而解。”冯宁的偶像是邓稼先、袁隆平等老一辈科学家。从这些榜样身上,她读懂“十年磨一剑”“板凳要坐十年冷”,是科研路上绕不开的修行。

“我的第一身份是党员,第一职责是为党工作。”冯宁的科研视野,从未局限于实验室的方寸操作台,始终密切关注着国内外行业的风云变幻。眼下生物活性物质赛道竞争日趋激烈,国际巨头牢牢占据高端市场,她清醒地明白,核心技术要不来、买不来、讨不来。唯有永不止步、突破自我,敢于从一个科研无人区奔赴下一个无人区,主动扛起“卡脖子”技术攻关的重担。

“真正的核心技术不会从书本里‘长’出来。把论文写在车间里、把产品做在市场上、把成果转化在产业链上,是科研人员成长的必经之路。技术迭代日新月异,青年科研人员唯有保持‘归零心态’,坚持终身学习,才能紧跟时代前行的脚步。”这是冯宁扎根一线的切身感悟,也以此与广大青年科研工作者共勉。

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面向未来,冯宁与团队将锚定医药级透明质酸的品质与性能两大方向持续攻坚,瞄准高相对分子质量、低内毒素、低元素杂质三大关键指标,力求将医药级HA打造成为全球标杆原料。与此同时,深耕PDRN全产业链布局,向创新原料方向拓展。

爱国、创新、求实、奉献、协同、育人,这是新时代科学家精神的内核,也是冯宁作为一名研发党员的精神底色。

统筹:阎小雨 张成地  摄影:刘杰  摄像:梁明星  剪辑:梁明星  美编:沈悦  编辑:孙菲菲 彭春风  校对:汤琪