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高性能生物反应器揭榜挂帅任务榜单
一、反应器系统
（一）微生物平行生物反应器
榜单任务：开发平行生物反应器，解决生物反应器系统平行化和高通量模式下关键技术问题：通过加工工艺控制，
实现反应器之间的本底平行性；开发微量化连续补料控制策略，实现高精度补料控制；开发生物反应器的罐压自控系统，提高溶氧率，减少染菌几率；优化搅拌桨与通气系统，实现高密度发酵条件下的高供氧速率；开发高精度自动化平行取样装置，提高取样同步性与平行性；开发生物反应器的自动清洗、自动灭菌、自动配料装置，提升设备自动化水平降低操作强度；开发实现高效工艺优化（通过DoE、iDoE或机器学习）的工业控制单元软件系统及数据分析系统。
预期目标：到2027年完成平行生物反应器的研制，实
现至少12个生物反应器的通量，可以一键操作（一键设置、一键启停、一键标定等）；设备间系统误差＜5%（以相同培养条件下，同一种子液各反应器之间过程变量中OUR、CER的差异判断，或以冷模状态下相同操作条件氧传递系数KLa差异判断）；工业控制单元软件系统支持用户自定义反应流程等功能；生物反应器罐体能耐压，且控制系统能稳定控制罐压在0.03~0.07MPa压力以下，罐压在1h范围内波动≤5%；
反应器空气-水体系动态法测定氧传递系数KLa≥800h-1；实现所有发酵罐的自动同步取样和微量取样（取样量≤培养液体系的1%）；配套能一次清洗32个生物反应器的自动清洗装置，清洗时间≤30min；具有自动灭菌和自动配料功能，灭菌空培染菌率≤1%；具有智能迭代优化控制能力的智能工业操作系统，通过操作变量自动下发执行，实现发酵工艺智能迭代优化。设备可以覆盖不大于5L的工作体积，以满足不同工艺需求。系统可进行远程控制；具有不同批次数据对比功能；可以通过自主可控通讯协议整合第三方PAT工具或设备，整合处理相关数据，反馈用于工艺控制。核心部件和软件自主可控，其中至少2种核心部件/材料/软件系统从关键部件和耗材、关键工业操作系统类揭榜单位采购并应用验证，至少3家用户单位采购应用。
（二）细胞平行生物反应器
榜单任务：开发一次性搅拌式微型培养罐及其制造工
艺，建立非均相流场物质传输模型，支持ATF灌流培养，突破微环境精准调控、多模态原位在线传感和可扩展平行控制等关键技术，融合正交试验设计、过程分析和多元变量分析工艺开发方法，研制平行生物反应器，实现高通量智能化细胞平行培养，提高细胞筛选和工艺优化效率。
预期目标：到2027年完成平行生物反应器开发，培养
罐体积不超过250mL，单机通道数≥24，搅拌转速范围
0~1200rpm，搅拌转速偏差±1rpm，混匀时间≤25s，温度控制范围10~65℃，温度控制稳态偏差±0.05℃，pH控制范围
5~8，pH控制偏差±0.05，溶氧控制偏差±2%，氧传递系数KLa2~20/h-1，培养结果关键参数偏差±5%。通过配备3轴机械臂或其它等效方式实现高控制精度，可自动接种、自动补料、自动诱导、自动化采样与分析。系统无故障连续工作≥
60天，四气系统通气量范围0.001~0.5VVM，控制精度≤
VVM。工业控制单元软件具有审计追踪功能，具有三级以上权限管理，可扩展第三方PAT工具或设备（如拉曼），同时可进行级联反馈调控。核心部件和软件自主可控，其中至少2种核心部件/材料/软件系统从关键部件和耗材、关键工业操作系统类揭榜单位采购并应用验证。
（三）大型细胞生物反应器系统
榜单任务：开发大型智能化不锈钢生物反应器系统，重
点攻关反应器过程控制技术、多参数检测技术、数据智能分析、高稳定性机械搅拌系统；完成多参数检测系统开发，检测系统数据实时传递并整合到反应器工业操作系统，实现基于过程多参数的反应器过程控制；完成数据智能分析系统开发，实现多参数的AI分析，系统能根据多参数以及预设生物代谢理论实现DoE实验指导以及工艺优化放大支持。完成机械搅拌系统开发，系统支持径流、轴流、混合流等多种搅拌桨类型，充分考虑到细胞平台的未来发展，为高耗氧、高密度、高产蛋白的细胞培养预留操作空间；实现从中试到商业化生产设备的几何结构线性放大和工业操作系统一致性；具备反应器过程数据采集、大数据分析、数据深度学习、结果智能分析等功能。
考核指标：到2027年实现大型智能化生物反应器系统
关键技术攻关和产业化，初级反应器工作体积不少于500L，并逐级放大至15000L以上，工业操作系统自主可控。反应器最终性能指标，在搅拌桨叶尖线速度≤1.5m/s，通气量≤
VVM，氧传递系数KLa＞15h-1，混合时间＜60s，温度控制偏差±0.1℃，搅拌转速偏差±1rpm