合成生物學(xué)定義及發(fā)展歷程
合成生物學(xué)以生物科學(xué)為基礎(chǔ),，匯集化學(xué),、物理、信息技術(shù),、工程技術(shù)等學(xué)科而形成,，利用基因技術(shù)與工程學(xué)概念設(shè)計改造現(xiàn)有的或合成新的生物體系，揭示生命運行規(guī)律,，變革生物體系工程化應(yīng)用,，從“格物致知”提升到“建物致知”，為醫(yī)藥健康,、工業(yè),、農(nóng)業(yè)、能源等行業(yè)的生產(chǎn),、改進(jìn)提供新的解決方案,，被譽為是繼“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”發(fā)現(xiàn)和“基因組測序”之后的“第三次生物技術(shù)革命”。
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合成生物學(xué)通過構(gòu)建高效的細(xì)胞工廠來實現(xiàn)制造,，生產(chǎn)步驟主要分為四塊,，底盤細(xì)胞篩選、生產(chǎn)細(xì)胞設(shè)計與構(gòu)建,、發(fā)酵生產(chǎn),、分離純化。
底盤細(xì)胞是合成生物學(xué)生產(chǎn)的基礎(chǔ),。目前底盤細(xì)胞主要包括三個體系：真核細(xì)胞,、原核細(xì)胞和通用植物底盤細(xì)胞，研究人員根據(jù)具體的研究和應(yīng)用選擇不同的生產(chǎn)體系,。
生產(chǎn)細(xì)胞的設(shè)計與構(gòu)建采用工程學(xué)“自下而上”的思維,，匯聚了基因工程、線路工程,、代謝工程等多個學(xué)科的技術(shù),。生產(chǎn)細(xì)胞的構(gòu)建需要設(shè)計出目標(biāo)產(chǎn)品的最優(yōu)合成路徑，最早研究人員采用隨機誘變的方式改造微生物,，耗時長,，效率低。隨著生物學(xué)的發(fā)展,，研究人員采用工程學(xué)的DBTL策略對微生物進(jìn)行有目標(biāo)的改造并持續(xù)迭代,，主要過程：1）對生物系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，2）利用標(biāo)準(zhǔn)化的生物元件將其構(gòu)建成可被調(diào)控的基因線路模塊,，3）通過基因合成,、基因編輯和細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)手段創(chuàng)造出符合設(shè)計及功能需要的生物系統(tǒng)，4）通過大量測試,，逐步優(yōu)化提高生產(chǎn)細(xì)胞的效率及穩(wěn)定性,，最后根據(jù)測試結(jié)果和研究測試數(shù)據(jù)，為新一輪循環(huán)提供支持,。
發(fā)酵工藝是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路,，發(fā)酵生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要大量時間積累經(jīng)驗。合成生物學(xué)的最終目標(biāo)產(chǎn)物需要經(jīng)過發(fā)酵和分離才實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,，生產(chǎn)規(guī)模從克到千克再到噸的放大,，要經(jīng)過實驗室階段、小試,、中試再到大生產(chǎn)線的不斷試驗和優(yōu)化,。在不同規(guī)模和生產(chǎn)條件下，越是大宗產(chǎn)品的發(fā)酵,，固定資產(chǎn)和能耗越高,，物料和資金的投入也都快速的上升。另外,，發(fā)酵生產(chǎn)和發(fā)酵產(chǎn)業(yè)又存在一定的區(qū)別,，發(fā)酵產(chǎn)業(yè)是一個比較傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，而發(fā)酵生產(chǎn)考慮的工藝條件和因素更多,，需要大量的時間和經(jīng)驗的積累,。
產(chǎn)品通過分離純化達(dá)到特定標(biāo)準(zhǔn)。在完成發(fā)酵后,，根據(jù)產(chǎn)品的特點采用多種技術(shù)將最終目標(biāo)產(chǎn)物從發(fā)酵液或生產(chǎn)細(xì)胞中分離,、純化出來，以達(dá)到最終產(chǎn)品的特定標(biāo)準(zhǔn)。
近二十年合成生物學(xué)經(jīng)歷了創(chuàng)建時期,、擴張和發(fā)展期,、創(chuàng)新和應(yīng)用轉(zhuǎn)化時期，目前處于全面提升,，快速迭代的新階段,。合成生物學(xué)概念最早可追溯到20世紀(jì)初，具有多學(xué)科交叉的特點,，在當(dāng)時的技術(shù)條件下難以實現(xiàn),。
上世紀(jì)七十年代以來，一系列的技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)了合成生物學(xué)的發(fā)展,，隨著分子克隆和PCR的進(jìn)步,，基因操作為人工設(shè)計、調(diào)整,、控制基因提供了技術(shù)手段,；DNA測序技術(shù)進(jìn)步和計算工具的改良幫助實現(xiàn)了微生物基因組的完整測序等；分子生物學(xué)將計算分析應(yīng)用到生物實驗研究中,，促進(jìn)了系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展,，研究人員提出了“自下而上”的工程學(xué)方法來補充“自上而下”的系統(tǒng)生物學(xué)方法。2000年以來,，合成生物學(xué)大致經(jīng)歷了四個階段:
第一階段：創(chuàng)建時期（2000-2003年）：產(chǎn)生了具備領(lǐng)域特征的研究手段和理論,，特別是基因線路工程的監(jiān)理及其在代謝工程中的應(yīng)用。
第二階段：擴張和發(fā)展期（2004-2007年）：基礎(chǔ)研究快速發(fā)展,，學(xué)科應(yīng)用領(lǐng)域有擴大趨勢,，但是工程技術(shù)進(jìn)步比較緩慢。
第三階段：快速創(chuàng)新和應(yīng)用轉(zhuǎn)化期（2008-2013年）：這階段涌現(xiàn)出的新技術(shù)和工程手段,，特別是基因組編輯效率大幅提升,，使合成生物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域快速擴展，其應(yīng)用領(lǐng)域從生物基化學(xué)品,、生物能源擴展至疾病診斷,、藥物和疫苗開發(fā)等領(lǐng)域。
第四階段：生物技術(shù)與信息技術(shù)融合發(fā)展（2014年至今）：設(shè)計—構(gòu)建—測試—學(xué)習(xí)（DBTL）循環(huán)帶動合成生物學(xué)技術(shù)和產(chǎn)品快速迭代,。
目前全球已有40多個國家,、500多個機構(gòu)資助合成生物學(xué)研究。美國,、英國,、歐盟、
日本,、加拿大,、澳大利亞,、新加坡等國家均有引導(dǎo)扶持合成生物學(xué)發(fā)展的政策。美國政府在《國家生物能源藍(lán)皮書》中明確了5項充分實現(xiàn)生物經(jīng)濟潛力的戰(zhàn)略目標(biāo),，在《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》提出“2030年替代25%有機化學(xué)品和20%石油燃料”的目標(biāo),；2018年日本正式發(fā)布《生物戰(zhàn)略2019——面向國際共鳴的生物社區(qū)的形成》；2019年歐洲生物產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布《生物技術(shù)工業(yè)宣言2019——重振歐盟生物技術(shù)雄心》,，同年,，韓國發(fā)布《生物健康產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》及發(fā)展愿景；2021年,，英國政府宣布為生物質(zhì)原料創(chuàng)新計劃的第二階段提供2600萬英鎊資助。
2015年以來,，合成生物學(xué)行業(yè)政策的陸續(xù)出臺助推了我國生物經(jīng)濟的快速發(fā)展,，也推動了國內(nèi)從事合成生物學(xué)領(lǐng)域的公司發(fā)展。2017年,，國家發(fā)展和改革委員會在《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出,，生物產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)創(chuàng)新最為活躍、影響最為深遠(yuǎn)的新興產(chǎn)業(yè),，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的主攻方向,，對我國搶占新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命制高點，加快壯大新產(chǎn)業(yè),、發(fā)展新經(jīng)濟,、培育新動能，建設(shè)“健康中國”具有重要意義,?！笆奈濉币詠恚铣缮飳W(xué)已經(jīng)逐漸在天然產(chǎn)物合成,、醫(yī)學(xué),、能源、工業(yè)等多個領(lǐng)域應(yīng)用,。2022年5月10日,，國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，明確指出發(fā)展生物經(jīng)濟是順應(yīng)全球生物技術(shù)加速演進(jìn)趨勢,、實現(xiàn)高水平科技自立自強的重要方向,，是前瞻布局培育壯大生物產(chǎn)業(yè)、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措,，是滿足生命健康需求快速增長,、滿足人民對美好生活向往的重要內(nèi)容，是加強國家生物安全風(fēng)險防控,、推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要保障,，并提出發(fā)展合成生物學(xué)技術(shù)，探索研發(fā)“人造蛋白”等新型食品，降低傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境資源壓力,。
近年來,，國內(nèi)各地也陸續(xù)出臺合成生物學(xué)相關(guān)政策鼓勵生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2021年1月,，北京市發(fā)改委在《中國（北京）自由貿(mào)易試驗區(qū)科技創(chuàng)新片區(qū)海淀組團實施方案》中提出要布局重大生物產(chǎn)業(yè)平臺和重點項目,；2021年6月，上海市政府在《上海市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中提出要構(gòu)建生物基化學(xué)品的細(xì)胞工廠,，推動合成生物學(xué)技術(shù)工業(yè)應(yīng)用,；2021年8月，山西省政府印發(fā)《山西省“十四五”14個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》,，其中包括開展合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究和生物基材料等應(yīng)用技術(shù)開發(fā),，加速生物聚酯等重點項目建設(shè)。
在政策支持和技術(shù)進(jìn)步的推動下,，合成生物學(xué)市場規(guī)模有望快速提升,。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2023年全球市場規(guī)模約為 151 億美元,，預(yù)計到2026年,，市場規(guī)模有望達(dá)到307億美元。
H.E.L致力于工藝篩選優(yōu)化,、反應(yīng)量熱和絕熱加速量熱
在反應(yīng)過程安全和反應(yīng)放大中的解決方案
過程安全與反應(yīng)風(fēng)險｜電池絕熱量熱儀
化學(xué)合成與高壓催化｜生物反應(yīng)器系統(tǒng)
新能源電池,、新能源汽車公司、檢測中心,、材料供應(yīng)商,、科研單位已經(jīng)成為HEL的加速絕熱量熱儀ARC的客戶,HEL電池產(chǎn)品線現(xiàn)在是當(dāng)之無愧的第一品牌。
新能源電池寧德時代（CATL）,、比亞迪（BYD）,、中創(chuàng)新航（原名：中航鋰電）、國軒,、國聯(lián)汽車等
新能源汽車企業(yè)比亞迪（BYD）,、小鵬、蔚來汽車（NIO）,、三一重工,、北汽福田、華為中央研究院瓦特實驗室,、一汽大眾等
國家級別的檢測中心如廈門質(zhì)檢,、上海機動車檢測中心、招商局機動車檢測中心,、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司,、中國北方車輛研究所,、湖南機動車檢測技術(shù)有限公司等
材料供應(yīng)商：多氟多新能源科技有限公司、中信國安盟固利動力科技有限公司等
化工安全領(lǐng)域已經(jīng)成為HEL的客戶：中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院,、浙江化安安全技術(shù)研究院有限公司,、中化集團、中石油,、沈陽化工研究院,、山東京博石油化工有限公司、海洋化工研究院,、中寧化集團,、北京石油化工學(xué)院、青島安全工程研究院,、山西煤炭化學(xué)研究所等
高?？蒲性核呵迦A大學(xué)、浙江大學(xué),、同濟大學(xué)、天津大學(xué),、山東大學(xué),、青島科技大學(xué)、北京理工大學(xué),、北京航天試驗技術(shù)研究所,、北京工業(yè)大學(xué)、廈門大學(xué),、中科院大連化學(xué)物理研究所,、中國工程物理研究院、江漢大學(xué)等
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年,，總部設(shè)在倫敦,，在中國、美國,、德國,、意大利、印度擁有分公司,。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于2020年在北京設(shè)立,。
關(guān)于綠綿科技
2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析,、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。
主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā),，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點滲透壓儀,、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣,，超高純氫氣氣體發(fā)生器,，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學(xué)設(shè)備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應(yīng)器，電池絕熱量熱,、催化劑合成,。
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北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析,、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。主要代理產(chǎn)品聯(lián)系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
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