瘋漲23％，合成生物學概念爆火，這些儀器或成科研寵兒

4月末到5月初，不到10天的時間里，合成生物學概念實現“8連漲“，漲幅達到了23%。川寧生物、富士萊、蔚藍生物及圣達生物等多家企業表現出強勁的增長態勢。

本次增長或早有苗頭。

2023年5月，國家發展和改革委員會正式頒布了《“十四五”生物經濟發展規劃》，該規劃屢次強調合成生物學的戰略重要性，為該領域未來幾年的發展繪制了藍圖。緊隨其后，10月份上海市出臺了針對性更強的《上海市加快合成生物創新策源打造高端生物制造產業集群行動方案（2023—2025年）》，旨在通過地方政府的直接推動，加速合成生物學技術創新及高端生物制造產業的集群發展。

在2024年4月舉辦的中關村論壇年會上，中國工程院院士譚天偉透露國家發改委引領，協同多個核心部門，正合力制定國家層面的生物技術和生物制造發展戰略規劃， “生物制造+”策略被視作該計劃中的核心要素，其強調，生物經濟正蓄勢待發，有望引領即將到來的第四次產業變革浪潮。

而今年4月14日，“2024上海合成生物學創新峰會暨上海合成生物學創新中心揭牌儀式”在上海市張江科學會堂召開。會上發布了《中國合成生物產業白皮書 2024》。白皮書顯示，全球合成生物學產業過去五年經歷了高速增長，市場規模從2018年的53億美元增長到2023年的超過170億美元，平均年增長率達27%。預計全球合成生物市場在可見的未來仍將保持較快發展勢頭，在2028年將成長為體量達到近500億美元的全球型市場。

最新研究成導火索

江南大學未來食品科學中心的合成生物創新團隊利用先進的合成生物學技術，并通過微生物發酵的方法，成功地生產出普通分子量的透明質酸，這項技術革新極大地降低了生產成本，從原先的每公斤幾萬元降到了每公斤幾百元。這樣的成本降幅不僅代表了技術的重大突破，還為透明質酸的大規模生產和廣泛應用奠定了經濟基礎。

此前，美國南加州大學研究人員發明的一項突破性新技術，也將合成生物學推上了風口浪尖。該方法被稱為克隆重編程和組裝平鋪天然基因組DNA（CReATiNG），為構建合成染色體提供了一種更簡單且更具成本效益的方法。它可顯著推進基因工程，并推動醫學、生物技術、生物燃料生產甚至太空探索領域的進步。

合成生物學的魅力

合成生物學，被稱為“第三次生物技術革命”，是運用工程學原理設計改造生物體，創造非自然生物分子與“人造生命”，推動生物制造革新。該技術對我國綠色發展、達成雙碳目標、強化制造業至關重要，是繼互聯網、IT后下一個萬億市場，正激起國際競爭新高潮。

科學儀器的機會

合成生物學作為一個高度跨學科的領域，涉及遺傳工程、分子生物學、生物化學、計算機科學等多個方面，因此會用到一系列復雜的儀器和技術裝備。

1. 基因組編輯和克隆工具：

   - PCR儀（聚合酶鏈反應儀）：用于擴增特定DNA片段。

   -電泳儀：如瓊脂糖凝膠電泳或聚丙烯酰胺凝膠電泳，用于分離和分析DNA、RNA或蛋白質。

   - DNA測序儀：用于確定DNA序列，是合成生物學的基礎。

   -  克隆工作站 ：包括自動化的限制性內切酶消化、連接、轉化等設備，用于構建重組DNA分子。

   -  DNA合成儀 ：能夠合成定制的DNA序列，用于構建基因或基因回路。

2.  細胞培養和微生物發酵設備 ：

   -  搖床培養箱 ：用于細菌、酵母或其他微生物的液體培養。

   -  生物反應器 ：包括攪拌式、氣升式等，用于大規模細胞培養或微生物發酵。

   -  微流控芯片 ：用于微尺度下的細胞培養和生化反應，適用于高通量篩選。

3.  蛋白質表達和純化設備 ：

   -  表達系統 ：如大腸桿菌、酵母、昆蟲或哺乳動物細胞系，用于生產蛋白質。

   -  層析系統 ：如親和層析、離子交換層析等，用于蛋白質的純化。

4.  分析檢測儀器 ：

   -  光譜儀 ：如紫外-可見光譜儀、熒光光譜儀，用于監測分子或細胞的吸收、發射特性。

   -  流式細胞儀 ：用于快速分析單個細胞的物理和化學性質。

   -  HPLC/GC ：用于化合物的分離和定量分析。

   -  顯微鏡 ：包括熒光顯微鏡、電子顯微鏡等，用于觀察細胞結構和功能。

5.  特殊儀器 ：

   -  微波合成儀 ：用于加速化學合成反應，包括合成納米材料。

   -  旋轉蒸發儀 ：用于溶劑去除，樣品濃縮。

6.  軟件和計算工具 ：

   -  生物信息學軟件 ：用于基因序列分析、設計、模擬及數據處理。

   -  合成生物學設計工具 ：如CAD（計算機輔助設計）軟件，用于設計基因回路和代謝途徑。

這些儀器和工具共同構成了合成生物學研究的基礎設施，支持從分子設計到產品生產的全過程。

未來展望

合成生物學，作為一門融合工程學與生物學的前沿學科，其應用觸角廣泛延伸至醫藥健康、生物能源、環境保護、農業與食品、工業生物技術、生物電子、材料科學及基礎科學研究等多個關鍵領域。從通過工程微生物生產創新藥物、可持續生物燃料、環保解決方案，到改良作物、生物基材料的開發，乃至生物電子設備的探索，合成生物學正以前所未有的方式重塑傳統行業，推動醫學進步、環境保護、能源轉型和工業生產綠色化，同時不斷深化我們對生命科學基本原理的理解與應用，開創未來科技與可持續發展的新篇章。