合成生物學(xué)

國家發(fā)改委印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱規(guī)劃)，是我國首個(gè)生物經(jīng)濟(jì)五年規(guī)劃，據(jù)中信證券預(yù)計(jì)，2020-2025年，全球合成生物市場規(guī)模將保持22.5%的高年均復(fù)合增速，至2025年有望突破200億美元。規(guī)劃中多次提及“合成生物學(xué)”，覆蓋醫(yī)療健康、食品消費(fèi)等領(lǐng)域，并指出：推動(dòng)合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，突破生物制造菌種計(jì)算設(shè)計(jì)、高通量篩選、高效表達(dá)、精準(zhǔn)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，有序推動(dòng)在新藥開發(fā)、疾病治療、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物質(zhì)合成、環(huán)境保護(hù)、能源供應(yīng)和新材料開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用。以下是各領(lǐng)域的典型應(yīng)用案例：  

01中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所：二氧化碳人工合成淀粉，使淀粉生產(chǎn)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能（食品領(lǐng)域）

02凱賽生物：微生物菌株合成PA單體，開啟生物基尼龍大場景應(yīng)用（化工原料）

03華熙生物：賦能生物活性物質(zhì)原料，合成生物學(xué)助力“雙碳”目標(biāo)（物質(zhì)合成）

04硅羿科技：制備RNA納米農(nóng)藥，推動(dòng)綠色防控高質(zhì)量發(fā)展（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)）

05態(tài)創(chuàng)生物：定向進(jìn)化技術(shù)，將小分子肽生物合成效率提高40倍（美妝個(gè)護(hù)）

06微構(gòu)工場：提高PHA產(chǎn)效，量產(chǎn)規(guī)模邁向萬噸級(jí)（新材料開發(fā)）

07弈柯萊生物：打造八大核心技術(shù)平臺(tái) 研發(fā)西格列汀關(guān)鍵中間體合成技術(shù)（生物醫(yī)藥）

“合成生物學(xué)”生產(chǎn)鏈條：合成是從原料到菌種再到產(chǎn)品的全鏈條設(shè)計(jì)和優(yōu)化。可以在改造和優(yōu)化天然表達(dá)體系的同時(shí)，將動(dòng)物源和植物源的代謝路徑構(gòu)建到微生物生產(chǎn)鏈條體系中，重新合成全新的人工生物體系，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)代謝物的異源表達(dá)，將原料以較高的速率最大限度地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。

新芝解決方案——研發(fā)階段

01.菌種設(shè)計(jì)——質(zhì)粒構(gòu)建

▲SCIENTZ-2C基因?qū)雰x

產(chǎn)品特點(diǎn)

效率高：轉(zhuǎn)化時(shí)間短、轉(zhuǎn)化率高、重復(fù)性優(yōu)異

智能儲(chǔ)存：可存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，方便用戶調(diào)取

控制精準(zhǔn)：采用微處理器控制的脈沖放電

外形美觀：整機(jī)一體化設(shè)計(jì)，顯示直觀，操作簡單

02.高通量篩選——分析前處理

▲NP系列全自動(dòng)核酸提取儀（左邊為NP-2032,右邊為NP-1096）

產(chǎn)品特點(diǎn)

一致性：采用移動(dòng)磁珠而不是液體，去除液體殘留風(fēng)險(xiǎn)，保障磁珠完全回收，CV<3%，保持高度的一致性性能

便捷性：彩色觸摸屏，可自由編程或調(diào)用內(nèi)置程序，操作便捷，適應(yīng)您的實(shí)驗(yàn)室的需要

通用性：軟件耗材開放，配套自主配品牌同時(shí)也可搭配市場磁珠法試劑盒

全國售后保障：全國各地設(shè)有當(dāng)?shù)剞k事處，可提供不定期設(shè)備巡檢維護(hù)服務(wù)，同時(shí)24小時(shí)響應(yīng)用戶需求

▲SCIENTZ18-A 超聲波DNA打斷儀

產(chǎn)品特點(diǎn)

損耗?。鹤钚】商幚?μl

通量大：一次最多可處理12個(gè)樣本

范圍廣：100-1000bp

污染低：非接觸式封閉破碎，最大程度降低污染風(fēng)險(xiǎn)

等溫處理：標(biāo)配冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，避免溫度過高對(duì)樣本造成損壞

▲ASP系列全自動(dòng)液體分裝平臺(tái)（左圖為單板位，右圖為5板位）

產(chǎn)品特點(diǎn)

快速高效：高效自動(dòng)化代替人工處理：提升3-4倍效率

多種場景：核酸提取 - 深孔板 、PCR擴(kuò)增管、各規(guī)格離心管、試劑瓶、西林瓶等

高性能泵體：多種原理的防堵塞泵體（計(jì)量、蠕動(dòng)、注射泵），保障儀器的穩(wěn)定性

靈活軟件：支持行/列/板的自由設(shè)置分裝，體積大小可任意設(shè)置

03.高通量篩選——?jiǎng)討B(tài)學(xué)分析

▲MGC-200系列微生物生長曲線分析儀

產(chǎn)品特點(diǎn)

高通量：實(shí)現(xiàn)192樣品同時(shí)長時(shí)間培養(yǎng)加監(jiān)測

多模塊：專利的不同通量模塊快速切換識(shí)別功能

全光譜：300-850nm全波段數(shù)據(jù)讀取功能

多功能：支持生長曲線及標(biāo)準(zhǔn)曲線雙分析模式

04.精準(zhǔn)調(diào)控——發(fā)酵優(yōu)化

▲MPB系列平行生物反應(yīng)器

產(chǎn)品特點(diǎn) 

精確化：一鍵啟停，一鍵控制，平行性好；每個(gè)單元參數(shù)獨(dú)立控制工藝優(yōu)化可靠性高

微縮化：一體化設(shè)計(jì)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)室空間(體積小巧）；原料使用成本較低；罐體摸索工藝可用于放大

平臺(tái)化：多臺(tái)設(shè)備任意擴(kuò)展形成高通量發(fā)酵平臺(tái)；跨設(shè)備間發(fā)酵罐分組；跨設(shè)備平行性

便捷化：快插式接口，即插即用功能；分區(qū)清晰，易學(xué)易用易維護(hù)，維修成本低；標(biāo)識(shí)清楚，防呆設(shè)計(jì)

新芝解決方案——研發(fā)階段

01.成品制備——分離純化前處理

▲高壓均質(zhì)機(jī)（左邊為實(shí)驗(yàn)型SCIENTZ系列，右邊為中試型PHA系列）

產(chǎn)品特點(diǎn) 

發(fā)明專利：內(nèi)置冷卻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

破碎效率高：物料粒徑可均勻細(xì)化到100nm以下，破碎率大于95%

多功能選配：金剛石破碎閥或司太立乳化閥

溫度可控：冷卻接頭進(jìn)出口與恒溫槽相接，有效控制均質(zhì)物料溫度上升

在線排氣：操作簡單

▲高速冷凍離心機(jī)（左邊為小容量HSC-2015L，右邊為大容量HSC-3020L）

產(chǎn)品特點(diǎn)

降溫快：高速運(yùn)轉(zhuǎn)，室溫將至4℃僅需6min（10min HSC-3020L）

控溫準(zhǔn)：滿載狀態(tài)，最高轉(zhuǎn)速控溫精度可達(dá)±0.1℃（±1℃ HSC-2015L）

轉(zhuǎn)子多：10種規(guī)格轉(zhuǎn)子可選（3種轉(zhuǎn)子 HSC-2015L）

升速快：升至最高轉(zhuǎn)速僅需15s （25s HSC-3020L）

02.成品制備——凍干保存

產(chǎn)品特點(diǎn)

凍干量大：用于較多樣品的凍干，凍干面積0.2㎡，0.3㎡，0.5㎡，1㎡，2㎡等均可選擇

自主控溫：可編制升降溫曲線，對(duì)樣品升溫、降溫自動(dòng)控制，對(duì)樣品提供溫度補(bǔ)償，有效控制凍干時(shí)間

原位干燥：凍干倉與冷阱分離，整個(gè)干燥過程無需挪動(dòng)樣品，冷凍干燥全過程都在凍干倉內(nèi)完成

樣式多變：除現(xiàn)有的一體機(jī)的樣式之外，也有分體式、嵌入式等樣式可供選擇