发明创造名称：一种应用膜技术的微生物转化生产丙烯酰胺的方法
外观设计名称：
决定号：15694
决定日：2010-11-26
委内编号：4W100185
优先权日：
申请（专利）号：03109806.1
申请日：2003-04-11
复审请求人：
无效请求人：上海市农药研究所
授权公告日：2006-01-25
审定公告日：
专利权人：清华大学，江苏南天集团股份有限公司
主审员：
合议组组长：吴通义
参审员：孙俊荣
国际分类号：C12P 13/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第26条第3款
决定要点：如果所属领域的技术人员按照说明书记载的内容并结合本领域的公知常识，能够实施发明的技术方案并达到预期的技术效果，则应当认为说明书充分公开了发明。
全文：
一、案由
本专利的专利号为03109806.1，申请日为2003年04月11日，授权公告日为2006年01月25日，专利权人为清华大学、江苏南天集团股份有限公司。本专利授权公告时的权利要求书如下：
1、一种应用膜技术的微生物转化生产丙烯酰胺的方法，含下列工序：微生物菌体的培养，菌体重悬液的制备，以及用游离菌体作为生物催化剂进行丙烯腈水合反应生产丙烯酰胺，分离反应所得的丙烯酰胺水合液，其特征是用微滤膜来净化洗涤发酵液中的菌体制备菌体重悬液，用超滤膜来分离丙烯酰胺水合液与生物杂质，所说的微滤膜为中空纤维微滤膜，所说的超滤膜为中空纤维超滤膜。
请求人于2010年03月15日向专利复审委员会提出了无效宣告请求，同时提交了专利权无效宣告程序授权委托书（附件1）和如下附件（编号续前）：
附件2：《中国化工产品分析方法手册（有机分册）》，王才良主编，农业出版社，1993年3月第1版，1993年3月第一次印刷，封面、出版信息页、第34、35页，复印件共4页；
附件3：《抗生素生产设备》，俞俊棠主编，化学工业出版社，1982年10月第1版，1994年10月第6次印刷，封面、出版信息页、第49、50页，复印件共4页；
附件4：《有机化工原料大全（第二版）中卷》，魏文德主编，化学工业出版社，1999年1月第2版，1999年1月第1次印刷，封面、出版信息页、第712、728页，复印件共4页；
附件5：《化工工艺设计手册》第四版上册，中国石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，2009年8月第4版第1次印刷，封面、出版信息页、第1074、1082、1256页，复印件共5页；
附件6：《化工工艺设计手册》第四版下册，中国石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，2009年9月第4版第1次印刷，封面、出版信息页、第60、61页，复印件共4页；
附件7：《物理化学》上册，南京大学物理化学教研室傅献彩 沈文霞 姚天扬编，高等教育出版社，1990年5月第4版，2001年5月第13次印刷，封面、出版信息页、第33页，复印件共3页。
请求人认为本专利说明书不符合专利法第26条第3款的规定，具体理由是：1、依据附件2提供的化学试剂密度测定方法测得20(C条件下25%（w/v%）丙烯酰胺反应液的密度为1.019g/ml，进一步计算得到反应结束时溶液的总体积是6.0059 m3，而本专利实施例1中反应釜的容积（6m3）无法容纳该体积的溶液，更不能满足70-80%的安全装料量，对于本领域技术人员来说，无法根据实施例中披露的内容实现制备丙烯酰胺水合液这一步骤；2、本专利的物料为菌体重悬液加去离子水系统，温差约为14(C，根据附件3所述的计算传热面积的计算公式和传热系数、附件4记载的丙烯腈的密度值、丙烯腈水合生成丙烯酰胺的反应式和水合热、附件5记载的千卡和千焦耳的换算值、以及根据附件6和7确定的冷却盐水的流速、密度、比热容，可以计算得到本专利反应釜的最小所需传热面积为37.3m2，而6m3反应釜采用夹套换热时其正常设计的传热面积仅为12m2~13m2，无法将体系温度维持在20(C；3、说明书第3页第5行记载了“湿菌体含量为120g/l，酶活力2669U/mL”，第3页第17-18行记载了“洗涤后，湿菌体浓度达到120g/l，酶活力达到1100U/mL”，洗涤前后酶活下降58.786%，本专利不能产生菌体酶活性基本保持不变的技术效果；4、说明书第3页第17-18行记载了洗涤后，湿菌体浓度达到120g/l，酶活力达到1100U/mL，说明书表2中给出的洗涤后的菌液酶活力为2579U/mL，同一菌体同一状态具有两个不同的酶活力数值，显然有一个是不真实的。综上所述，本专利说明书内容不清楚、不完整，本领域技术人员根据本专利说明书的记载无法实施其发明创造，本专利不符合专利法第26条第3款的规定，应予宣告无效。
经形式审查合格，专利复审委员会于2010年05月17日受理了上述无效宣告请求并将无效宣告请求书及证据副本转给了专利权人，同时成立合议组对本案进行审查。
专利权人之一清华大学针对上述无效宣告请求于2010年6月18日提交了意见陈述书，认为1、丙烯腈是流加进入反应釜的，符合反应釜中原料液的装量以70-80%为宜的设计指标，也不可能溢出，而且根据有效数字的常识，6m3意味着该反应釜的体积在5.6-6.5 m3之间，有时甚至扩展到6(1 m3；2、由于选择了错误的物料、冷却介质等，请求人计算时采用的传热系数、冷却介质流速、比热容等等均有误，选择正确的参数时最小所需传热面积为约11.2m2；3、洗涤后的酶活力1100U/mL是笔误。
专利复审委员会本案合议组于2010年7月5日向双方当事人发出了口头审理通知书，定于2010年8月17日举行口头审理，并将专利权人之一清华大学于2010年6月18日提交的意见陈述书转送给请求人，要求其在口头审理时一并答复。
口头审理如期举行，请求人和专利权人之一清华大学均委托代理人参加了口头审理，共同专利权人江苏南天集团股份有限公司没有参加口头审理。
专利权人之一清华大学当庭提交了补充意见陈述书并随附如下反证：
反证1：《化工容器及设备简明设计手册》，贺匡国主编，化学工业出版社、工业装备与信息工程出版中心出版发行，2002年8月第2版第1次印刷，出版信息页、第315、316、996、998、999页，复印件共6页；
反证2：《化工设备设计全书》，王凯、虞军等编，化学工业出版社、工业装备与信息工程出版中心出版发行，2003年8月第1版第1次印刷，出版信息页、第86-88、100-102、139-142页，复印件共11页；
反证3：《化工设备基础》，王绍良主编，化学工业出版社、教材出版中心出版发行，2002年7月第1版第1次印刷，出版信息页、第203、204页，复印件共3页；
反证4：《化工原理》上册，蒋维钧、戴猷元、顾惠君编，清华大学出版社，1992年12月第1版第1次印刷，出版信息页、目录页、第434、435页，复印件共2页；
反证5：中国发明专利申请公开说明书，公开号为CN1524962A，公开日为2004年9月1日，复印件共8页；
反证6：中国石油化工股份有限公司科学技术成果鉴定证书，中石化股鉴字[2005]第43号，鉴定日期为2005年9月3号，复印件共8页；
反证7：《技术开发合同书》，合同登记编号为20070192，合同双方分别为浙江鑫甬生物化工有限公司和清华大学（化学工程系），签订日期为2006年12月24日，复印件共6页；
反证8:《2009丙烯酰胺、聚丙烯酰胺产业发展研讨会暨微生物催化法生产丙烯酰胺产业化技术开发25周年回顾》资料，2009年9月11-12日，中国上海，复印件共2页。
专利权人认为:本专利中关于丙烯酰胺的反应釜容积、温度控制等内容均是现有的成熟技术，也是本领域技术人员熟知的技术。1、根据反证1-3，容积为6m3的反应釜实际容积至少不低于6.866m3，另外丙烯腈是流加入反应釜的，整个反应过程中反应釜的装量本质上符合反应釜中原料液通常为60-85%的常规指标，此外，上述容器装量范围仅是通常情况下选用的，并非是必需的。2、总传热系数K与很多因素相关（参见反证4），本领域技术人员可以通过多种调节方式来控制所需的传热量，请求人在分析有关传热的问题时对诸如反应体系、冷却盐水流速、比热容和进出口温度差的认定错误。3、洗涤后酶活力为1100U/ml是笔误。4、反证6-8说明了本专利的贡献和实施情况。
口头审理过程中认定的事实如下：1、请求人认为专利权人提交的委托书中缺少共同专利权人江苏南天集团股份有限公司的盖章，委托手续不合格。2、专利权人之一清华大学指出附件5和6的公开日期在本专利申请日之后，但对于请求人庭后提交附件5和6的早期版本没有异议，对附件2-4、7的真实性、关联性、公开日期也不持异议。3、专利权人之一清华大学当庭提交了反证1-8，请求人对反证1-4为公知常识性证据没有异议，对反证1、3-5的真实性、关联性、公开日期以及反证6-8的真实性均无异议，对于公开于本专利申请日之后的反证2，请求人同意清华大学于庭后提交其早期版本，请求人还认为反证6-8与本案无关，且上述证据的提交超出了举证期限，清华大学声明放弃反证2、5-8。4、针对专利权人之一清华大学当庭提交的反证，合议组给予请求人庭后一周的时间陈述意见。
请求人于2010年8月24日提交了意见陈述书同时随附了下述附件，并于2010年8月26日提交了2010年8月24日提交的意见陈述书第11页的替换页：
附件5’：《化工工艺设计手册》上册，国家医药管理局上海医药设计院编，化学工业出版社，1996年1月第2版，1996年6月第2次印刷，封面、出版信息页、第2-319页和第2-327页，复印件共4页；
附件6’：《化工工艺设计手册》下册，国家医药管理局上海医药设计院编，化学工业出版社，1996年1月第2版，1996年6月第2次印刷，封面、出版信息页、第3-38页和第3-39页，复印件共4页；
附件8：《抗生素生产工艺学》，华东化工学院、沈阳药学院合编，邬行彦、熊宗贵、胡章助主编，化学工业出版社，1982年5月，封面、出版信息页和记载有四环素发酵代谢曲线图的正文1页（页码不详），复印件共3页；
附件9：《压力容器安全技术监察规程》，质技监局锅发[1999]154号，复印件共6页；
附件10：载冷剂浓度配比表，复印件共4页。
请求人认为：依据附件9，容积指压力容器的几何容积，如果本专利中所述容积是“公称容积”，依据反证1可知，6.3m3公称容积的反应釜至少有6个以上的全容积（几何容积），这将导致说明书不符合《审查指南》关于“表述准确”的要求，因此本专利说明书中所述反应釜容积6m3不能视作公称容积为6m3的反应釜；根据本专利说明书披露的反应条件，系统所需要的最小传热面积为25.2m3，远大于说明书及专利权人之一清华大学计算所得的传热面积；发酵液中pH与氨基氮有因果关系，发酵液经洗涤后蛋白含量大大降低，而pH没有明显变化，因此表2中包括“酶活力2579U/ml”的数据不可信，应采用酶活力1100U/ml，据此认为酶活力下降率为58.786%；专利权人之一清华大学混淆了“容积”与“公称容积”即“操作时盛装物料的容积”；清华大学提供的代理人委托书未采用专利局规定的格式、委托书未注明委托权限、委托书没有另一共同权利人“江苏南天集团股份有限公司”的盖章。
专利权人之一清华大学于2010年8月24日提交了意见陈述书，提交了反证1和4的原件，以及如下新证据及其原件：
反证9：江苏省如皋市人民法院民事裁定书，（2007）皋民破字第0005-1号，复印件及其原件共6页；
反证10：《化工设备机械基础》，董大勤编，化学工业出版社、教材出版中心出版发行，2003年1月第1版，出版信息页、第457-460页，复印件共5页；
反证11：《精细有机化学品技术手册》上册，章思规主编，科学出版社，1991年7月第一版，出版信息页、第53、54、56、57页，复印件共5页；
反证12：《化工工艺设计手册》第一册，上海化学工业设计院医药农药工业设计建设组编，1975年印刷，封面、封底、第2-123、2-124页，复印件共4页；
反证13：《生物工艺学》下册，俞俊棠 唐孝宣主编，华东化工学院出版社出版，1993年4月第2次印刷，出版信息页、第64-68页，复印件共6页；
反证14：《搅拌设备设计》，化工部设备设计技术中心站 陈乙崇主编，上海科学技术出版社出版，1985年11月第1版第1次印刷，出版信息页、第95、96、107-109、111、130页及未知页码1页，复印件共9页；
反证15：《混合设备设计》，王凯 冯连芳著，机械工业出版社，2000年7月第1版第1次印刷，出版信息页、第7章第1页，复印件共2页。
专利权人之一清华大学重申了其当庭陈述的意见，并进一步指出：丙烯腈为易燃易爆的极毒物品，但丙烯酰胺却是有毒性的“无色透明片状结晶”，并非易燃易爆剧毒品，本专利实施例是一个反应平稳的温和反应体系，对装料系数的要求并非像剧烈体系那样苛刻；本领域技术人员会想到在操作的各个环节适时采用“碱”调节以提供利于保持菌体酶活的偏碱性环境，pH与体系中是否存在蛋白、蛋白种类及蛋白浓度没有直接关联；反证9证明共同专利权人江苏南天集团股份有限公司已进入法定的破产宣告流程。
至此，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查基础
本决定以本专利授权公告文本为审查基础。
（二）关于委托手续
请求人认为专利权人的委托手续不合格，合议组认为，清华大学为本专利的共同专利权人之一，作为直接利害关系人，其有权就本专利是否应当被宣告无效发表自己的意见，有权委托代理人代为行使自己的职权，委托书上有清华大学的盖章表明清华大学与两位代理人于慧敏和沈忠耀之间存在委托与被委托的关系；另一专利权人江苏南天集团股份有限公司没有在授权委托书上签字盖章，也没有委托自己的代理人出席口头审理，这仅能说明其放弃了自己陈述意见的权利和机会，但这并不妨碍清华大学自身应有权利的行使；况且，清华大学委托的代理人并不存在代为承认请求人的无效宣告请求、代为修改权利要求书、或者代为和解等损害其他共同专利权人的实体权益的行为。因此，应当允许代理人于慧敏和沈忠耀仅代表专利权人之一清华大学陈述意见。
（三）证据认定
1、专利权人之一清华大学对附件2-4、7的真实性、关联性、公开日期不持异议，合议组对此予以确认，附件5和6的公开日期在本专利申请日之后，不能用作现有技术评价本专利是否已充分公开； 2、专利权人之一清华大学声明放弃反证2和超期提交的非公知常识性证据即反证5-8，合议组对这些证据将不再予以考虑，请求人认可反证1、3、4为公知常识性证据，且对反证1、3、4的真实性、关联性、公开日期均无异议，合议组对此予以确认，并对这些于口头审理辩论终结前提交的公知常识性证据予以考虑；3、专利权人清华大学于庭后补充的新证据即反证9-15因超出了专利复审委员会指定的答复期限，合议组不予考虑。
（四）关于专利法第26条第3款
专利法第26条第3款规定：说明书应当对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明，以所属技术领域的技术人员能够实现为准。
根据该款规定，如果所属领域的技术人员按照说明书记载的内容并结合本领域的公知常识，能够实施发明的技术方案并达到预期的技术效果，则应当认为说明书充分公开了发明。
1、关于反应溶液的总体积大于反应釜的容积，无法实现水合反应。
合议组认为：（1）本专利所使用的游离细胞反应釜作为一种搅拌容器， 6m3的容积通常指筒体与下底的容积之和（参见反证1第999页），其实际容积通常会大于6m3，而不一定恰好为6m3。（2）本专利涉及的反应中原料丙烯腈是流加入反应釜的，在反应终点到来之前，反应体系的总体积并不会达到请求人所计算的6.0059m3，也不会大于反应釜的容积而发生溢出。（3）尽管通常的装料系数为0.6~0.85，但装料系数的选取还应根据介质特性和反应时的状态以及生成物的特点，合理选取，以尽量提高筒体容积的利用率，在特定情况下还可取最大值(参见反证3第204页)，本专利中，丙烯腈流量为0.5-1.0m3/h，流加速度从高向低逐步调小，同时，每20分钟取样测定丙烯腈的浓度，保证体系中丙烯腈浓度小于2-3%，不出现过高的丙烯腈浓度，体系温度维持在20(C左右（参见本专利说明书第3页倒数第3-6行），因此，本专利涉及的是一个反应平稳的温和反应体系，本领域可以据此选择较大的装料系数，而不限于请求人所主张的70-80%装量。（4）事实上，由于本专利具有流加操作的工艺特点，普通技术人员会在实际生产中根据反应釜中产物溶液是否接近或达到允许的液位，来判断是否应该即时停止丙烯腈的流加。因此，本领域技术人员完全可以根据本专利实施例披露的内容实现丙烯酰胺水合液的制备，实现水合反应。
2、关于冷却夹套通入冷却盐水，无法将反应温度维持在20(C。
计算最小传热面积时涉及的总传热系数K与很多因素相关，例如，流体的物性、传热过程的操作条件、换热器的类型，“要注意选用与工艺条件相仿、设备类似、而且较为成熟的经验K值”（参见反证4第434页），就本专利而言，总传热系数K与冷却盐水的流速和浓度、反应釜的搅拌速度、反应釜的材质、反应体系的性质等多种因素相关。请求人在选取K值时将反应体系认定为发酵液，将冷却介质的流速确定为1.5m/s，并将冷却盐水（例如氯化钙水溶液）的比热容确定为0.74kcal/kg.(C（此时氯化钙水溶液的质量分数和初始温度分别确定为约19%和-10(C，参见附件5’图13-49），对此，合议组认为：（1）由于丙烯腈是流加入反应釜的，因而本专利的反应体系是一个动态体系，初始体系中湿菌体的含量仅为0.5%，反应过程中丙烯腈浓度一般控制在0.1%以下，不超过2-3%，随着丙烯腈的加入，水合生成的丙烯酰胺浓度逐步递增，最后达到25%，因此反应体系中湿菌体并非主要物料，将反应体系认定为发酵液并不恰当；（2）本专利中冷却介质是冷却盐水，以氯化钙水溶液为例，其浓度可高达35%以上，初始温度可低至-40(C（参见附件5’图13-49），实际操作时，根据需要选择不同的浓度和初始温度会获得不同的比热容数值，因此，冷却盐水的比热容既不必然为0.74kcal/kg.(C，也不必然为0.68kcal/kg.(C或其他数值；（3）更为重要的是，在面临将反应体系温度维持在20(C的技术问题时，本领域技术人员根据其所掌握的技术常识（如反证4公开的影响传热系数的因素），容易想到选择适当的冷却盐水种类及其浓度和初始温度及由此确定的比热容，选择合适的流速，调整反应釜搅拌速度，甚至采取强化传热措施，例如采用传热效果更好的夹套等等，从而将温度维持在20(C。
3、关于不能实现菌体酶活性基本保持不变的技术效果
本专利说明书第3页第17-18行记载了洗涤后菌体重悬液酶活力达到1100U/mL，表2中给出的洗涤后的酶活力为2579U/mL，同一菌体重悬液同一状态具有两个不同的酶活力数值，显然有一个是错误的，换句话说，其中有一个数值必属笔误。根据说明书第1页的记载，本发明的目的是提供一种应用膜技术的微生物转化生产丙烯酰胺的方法，微滤膜的应用主要是为了净化发酵液中的菌体，通过微滤膜可以在截留菌体的同时，将体系中的大部分杂质分离除去，并经过无离子水的多次循环洗涤后，发酵原液可以成为较纯净的菌体重悬液，生物杂质（杂蛋白）降低到10ppm以下，而菌体酶活性基本保持不变。说明书第3页第5行和表2中均记载了洗涤前酶活力为2669U/mL，且说明书第3页第18行再次强调洗涤后的酶活力和洗涤前相比酶活没有下降。因此，如果洗涤后酶活为1100U/mL，则相对于洗涤前2669U/mL的酶活力下降了58.786%，显然与说明书中的多处记载不符，更与本专利的整体技术方案相矛盾，相反，如果认为表2中洗涤后酶活2579U/mL是正确的，则其与洗涤前酶活相比没有显著降低，上述说明书内容的自相矛盾与冲突将不复存在，因此，将洗涤后酶活认定为表2记载的2579U/mL是合理的。至于请求人所述“发酵液中pH与氨基氮有关，洗涤后蛋白质含量显著降低，酶活力2579U/ml不可信”的意见，合议组认为，发酵液中原本存在尿素、谷氨酸钠、K2HPO4、KH2PO4、MgSO4等多种物质，而这些物质均有可能影响发酵液的pH值，经历多次洗涤，发酵液中上述物质的含量也会发生改变，影响溶液的pH值，也就是说，发酵液的pH并非完全由蛋白质含量所决定，蛋白质含量仅是影响pH的因素之一，况且，表2中所测定的蛋白浓度为残留的发酵原液中的杂蛋白，并非是包括菌体蛋白在内的总体蛋白质。因此，洗涤后杂蛋白含量显著降低并不必然导致洗涤后发酵液的pH也显著改变。总之，尽管本专利说明书中存在明显笔误，但并不影响本领域普通技术人员对说明书内容的正确理解，不会因此导致说明书不清楚、不完整而无法实施发明的技术方案。
请求人使用附件2-4、5’、6’、7、10中记载的公式或参数，计算反应结束时溶液的总体积以及用于维持反应温度所需的最小传热面积，用附件9说明容积的定义，然而，如前所述，请求人选取特定的参数值如冷却盐水的流速、浓度、初始温度、比热容、总传热系数并无充分的证明其必然性的依据，相反，普通技术人员会在实际生产中根据反应釜中产物溶液是否接近或达到允许的液位，来判断是否应该即时停止丙烯腈的流加，以及根据其所掌握的技术常识选择合适的参数值，以确保发明技术方案的实施；请求人还用附件8说明pH与氨基氮之间的关系，然而附件8并不能说明pH仅与蛋白质相关，更不能说明发酵液中的总体蛋白质含量显著降低。
从本专利说明书的整体内容来看，本专利的贡献在于膜技术的应用，即在现有的丙烯酰胺生产工艺中“用中空纤维微滤膜来净化洗涤发酵液中的菌体制备重悬液，用中空纤维超滤膜来分离丙烯酰胺水合液与生物杂质”，以克服已有的“细胞固定化法”和“高速离心分离法”所存在的缺陷，从而改进已有的丙烯酰胺生产工艺，关于丙烯酰胺的反应釜容积、温度控制等内容属于本领域的公知常识，在本专利说明书公开的内容的基础上，普通技术人员熟知如何调整相关反应参数以满足反应的要求，实现预期的发明目的。
综上所述，请求人有关本专利说明书公开不充分的主张不成立，合议组不予支持。
三、决定
维持03109806.1号发明专利权有效。
当事人对本决定不服的，可以根据专利法第46条第2款的规定，自收到本决定之日起三个月内向北京市第一中级人民法院起诉。根据该款的规定，一方当事人起诉后，另一方当事人作为第三人参加诉讼。
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