德国萨尔布吕肯 Rolf Müller 教授课题组，主要研究粘细菌次级代谢产物的化学、生物合成、调控、异源表达及作用机制。这类土壤微生物是天然产物的高效产生菌，其代谢产物具备优良活性，可作为抗生素、抗癌药物、免疫抑制剂等。

药物研发中新先导化合物的发掘采用两条技术路线：生物活性驱动与微生物基因组驱动，同时结合先进的物理‑生物学分析、生产优化与放大工艺。

该跨学科研究小组运用多种技术手段，涵盖微生物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、蛋白质化学、酶学、分析化学以及小规模工艺工程。

1：吸附树脂填充柱

2：进料泵与出料泵

3：尾气分析

4：生物反应器

5：补料罐

为提升次级代谢产物的产量与生产工艺，需要开发传统分批、补料分批工艺的替代方案。本气体分析仪项目旨在优化以粘细菌作为天然产物生产菌株的生物工艺。粘细菌在全酵母细胞、甲烷杆菌培养基这类复杂底物上生长速率极慢。氧传递速率、二氧化碳释放速率、呼吸商这类常规参数，不足以有效表征培养状态。因此，我们需要寻找更有参考价值的指标，用作工艺自动化的触发信号。

所采用的气体传感器，依靠尾气分析获取呼吸活性数据，实现了生产工艺全自动化。该气体监测方案可以减轻下游处理过程中培养基组分污染带来的问题；对比标准工艺条件，多种目标化合物的生产效率得到提升。通过周期性更换培养基，搭配吸附树脂捕获次级代谢产物，发酵可实现半连续运行。

结果表明，该开发方法显著改进了工艺监测与控制，可用于补料分批、恒化、灌注工艺的稀释速率与补料速率调控。此外，气相组分会直接影响多种次级代谢产物的产量。因此，尾气分析是一种十分有价值的工具，可为目标天然产物构建可控发酵环境，提升生产效率，即便是难培养微生物也适用。相关研究结果正在整理，准备投稿发表。