【瑞士步琦】聚焦合成生物学新技术新方法

步琦 2024-11-22 | 阅读：31

聚焦合成生物学新技术

新方法

合成生物学是在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系，其本质是让细胞为人类工作生产想要的物质，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题。它把“自下而上”的“建造”理念与系统生物学“自上而下”的“分析”理念相结合，利用自然界中已有物质的多样性，构建具有可预测和可控制特性的遗传、代谢或信号网络的合成成分。当前，合成生物学产业及市场呈现出蓬勃发展的态势。

从产业角度来看，合成生物学正逐渐成为引领未来的关键领域之一。它融合了生物学、化学、工程学等多学科知识，为解决诸多全球性挑战提供了新的思路和方法。在医疗领域，合成生物学推动了新型药物的研发和生产，有望为攻克疑难病症带来突破。在农业方面，通过合成生物学技术可以培育出更具抗逆性的作物品种，提高粮食产量和质量。在工业领域，合成生物学生产出可持续的生物材料和化学品，减少对传统石油化工的依赖，降低环境污染。

在市场方面，合成生物学的发展前景广阔。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，越来越多的企业开始涉足这一领域。风险投资的涌入也为合成生物学的创新提供了强大的资金支持。同时，消费者对可持续发展和绿色产品的需求不断增长，为合成生物学市场的拓展创造了有利条件。

展望未来，合成生物学产业及市场有望迎来更加辉煌的发展，无论在医疗、农业亦或是工业领域，都将为社会带来无与伦比的贡献。

随着合成生物学的火热发展，对仪器制造业也带来了无限的商机可能性。

首先，在研发阶段，合成生物学对高精度的科学仪器需求旺盛。基因测序仪成为关键工具，能够帮助科学家深入了解生物的基因密码，为合成生物的设计提供基础数据。基因合成仪则如同“生物建筑师”的画笔，精确地构建所需的基因片段。蛋白质分析仪器，如质谱仪等，可细致剖析蛋白质的结构和功能，为合成生物学中对蛋白质的调控和设计提供有力支持。

其次，在生产过程中，自动化与集成化仪器系统大显身手。实验室自动化工作站能够高效整合繁琐的实验步骤，提高合成生物产品的研发和生产效率。

再者，过程监控与质量控制环节离不开先进的科学仪器。在线监测仪器如近红外光谱仪等，可实时掌握生产过程中的关键信息，确保产品质量稳定。而在后端的样品分离纯化方向，液相色谱仪在严格把关合成生物产品的纯度和活性方面，也将发挥无可比拟的作用，以此来满足市场对高质量产品的要求。

最后，人工智能辅助设计与分析软件及配套硬件也逐渐成为热门，推动科学仪器行业迈向智能化新高度。

总之，合成生物学产业如同强劲的引擎，驱动着科学仪器行业不断开拓创新，迎来蓬勃发展的新机遇。

步琦公司作为先进的仪器设备供应商，拥有丰富的产品线，在合成生物学方面也为用户在发酵产物的后处理提供完善的解决方案。

其中包括：

菌株/底盘细胞的保存

合成生物学中常常需要保存和运输各种微生物菌种或底盘细胞，而冷冻干燥可以有效地保持微生物的活性和稳定性，延长其保存时间，并且便于长途运输。

步琦公司在冷冻干燥领域拥有性能卓越的冷冻干燥仪 L-200/L-300

▲ L-200

产品特点：

冷凝器温度 -55°C or -105℃
捕冰能力：6kg or 无极限
无需待机等待除冰
灵活搭配组合，经久耐用

发酵过程的监控与调控

通过将近红外光谱与计算模型相结合，可以实时监测反应过程中的代谢产物积累和底物消耗情况，优化如 pH 值、温度和氧气浓度等参数。通过实时监测这些参数，并对发酵系统进行反馈控制，可以提高生产过程的稳定性和产物质量。步琦公司在发酵监控领域拥有精准稳定的旁线近红外和在线近红外系统。

▲ 在线近红外

产品特点：

多探头系统
串联并联并行，灵活布局，节约光纤
双灯源设计

发酵后样品中氮含量测定

通过凯氏定氮法对发酵后的产物中总氮/偶氮/氨氮等成分进行快速准确的鉴定。步琦公司在凯氏定氮仪方面有多款型号支持不同应用用途。

▲ K-365

产品特点：

全自动系统
快速准确
AutoDist 功能

发酵产物的浓缩处理

发酵产物的浓缩对于后端的研究至关重要，通过旋转蒸发仪可以快速、高效地去除溶剂，使得样品浓缩，有利于后续的实验操作。此外，旋转蒸发仪还可以用于制备生物活性物质的溶液，如药物、酶等，以便进行生物学实验或应用。作为世界上第一台商用旋转蒸发仪的发明者，步琦公司在样品浓缩领域有着非常丰富和领先的经验。

▲ R-300

产品特点：

防爆沸/自动蒸馏功能
全自动操系统
220℃ 加热 / 5L 水浴锅
隔膜变频泵，节能安静

浓缩样品的分离纯化

合成生物学中合成的化合物往往需要进行分离和纯化，以获取目标产物。通过先进的色谱分离技术，可帮助用户更加快速的提纯合成产物，帮助去除杂质，得到纯净的目标物质。步琦公司拥有智能且卓越的中高压制备液相色谱 Pure 系列以及更加快速高效且绿色环保的超临界流体色谱。

▲ Pure

产品特点：

中高压一体色谱
封闭式馏分收集器
双检测器系统
智能化方法开发功能

▲ SFC

产品特点：

高效快速的叠加进样功能
封闭式馏分收集器
独立的 GLS 气液分离器
环保且经济的使用成本

极具创意的工艺开发

根据生产数据和产物质量，不断优化工艺参数，提高生产效率和回收率，为后续大规模商业化生产做准备是必不可少的，而通过喷雾干燥的形式被广泛的应用于产物的连续生产与保存，并且与传统的离心或过滤方法相比，喷雾干燥通常能更有效地回收溶剂，降低能耗。而目标产物的微胶囊化的工艺模式也为未来的商业化提供灵感。步琦公司在这两方面也具备相当闻名且优异的喷雾干燥仪 S-300 以及微胶囊造粒仪 B-395。