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全球首創(chuàng)!中國突破“三非”1,3-丙二醇技術(shù)

來源:青眼      2025-06-12
導讀:在這場技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合的浪潮中,以曾安平為代表的有著國際視野和深厚基礎(chǔ)及工程研究的科學家正成為關(guān)鍵推動者。他們不僅為全球合成生物學發(fā)展提供“中國方案”,更將實驗室的突破轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的新動能,為全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)的升級提供新坐標。
作為驅(qū)動“生物制造”新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的核心引擎,合成生物學技術(shù)正以突破性的創(chuàng)新動能重塑全球產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式。


在我國,這一戰(zhàn)略性技術(shù)已被提升至國家戰(zhàn)略高度,成為實現(xiàn)科技自立自強和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。

從區(qū)域布局看,目前我國已形成以深圳、天津、北京、上海、杭州為核心的五大合成生物創(chuàng)新集群。這些集群依托“頂尖科研平臺+領(lǐng)軍人才團隊”的協(xié)同創(chuàng)新模式,持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

其中,西湖大學合成生物學與生物智造中心,作為杭州創(chuàng)新集群的重要組成部分,由曾安平院士牽頭。

2022年初,受西湖大學校長施一公力邀,這位德國國家工程院首位德籍華人院士毅然去職回國,投身西湖大學合成生物學建設(shè),帶領(lǐng)團隊在細胞工廠設(shè)計、生物智能制造等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。

就在近期,青眼對曾安平進行了獨家專訪,他不僅分享了其科研歷程與回國初心,更分享了對合成生物學未來發(fā)展的戰(zhàn)略思考,為行業(yè)提供極具價值的專業(yè)洞見。

從鄉(xiāng)村少年到院士

曾安平的學術(shù)攀登之路



曾安平的人生軌跡,完整詮釋了從鄉(xiāng)村少年到國際優(yōu)秀科學家的蛻變歷程。


1963年,曾安平出生于江西吉安。少年時,他常在放牛間隙刻苦學習。1978年,15歲的他考入江西工學院(現(xiàn)南昌大學)無機化工專業(yè),隨后在北京石油化工科學研究院攻讀石油化工碩士,并于1984年提前畢業(yè)。


1985年,在同濟大學留德預備部完成德語強化訓練后,他順利通過德國大學入學語言資格考試。次年,這位懷揣科學夢想的青年遠赴德國,在布倫瑞克工業(yè)大學和德國國家生物技術(shù)研究院開啟了他的生物化工博士研究。


回首德國求學時光,他坦言,“語言障礙很快克服,但適應德國科研體系才是真正的考驗。”


“德國科研最鮮明的特點就是實踐至上。”曾安平深有感觸地說。在德國國家生物技術(shù)研究院,博士生從第一天起就被視為獨立科研人員,被采取“放養(yǎng)式”培養(yǎng)模式?!拔也粌H要快速適應這種工作方式,還要補充生物技術(shù)方面的專業(yè)知識?!?/span>


“那段日子,我過著雙重身份的生活:白天是實驗室的研究生,晚上是課堂里的學生。”他繼續(xù)說道,這種模式下,常常是先動手實驗,遇到問題再回頭補理論。


也正是這種實踐導向的科研培養(yǎng)體系,讓曾安平實現(xiàn)了從“不被導師看好”到“最引以為傲的門生”的轉(zhuǎn)變,并成為德國國家生物技術(shù)研究院首位大陸華人終身研究員。


2006年,他出任德國漢堡工業(yè)大學生物過程與生物系統(tǒng)工程研究所所長,2020年當選德國國家工程院院士,成為該院首位華人教授院士。


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曾安平 攝于恒碳山東工廠實驗室


當談及當選院士的核心學術(shù)貢獻時,曾安平謙遜地表示,“這是幾十年學術(shù)積累的結(jié)果,很難歸功于某個單獨突破?!?/span>


他同時特別指出,其團隊在1,3-丙二醇生物合成領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從理論突破到產(chǎn)業(yè)應用的全鏈條創(chuàng)新,建立了國際公認的研究范式。而這項開創(chuàng)性工作也使他成為該領(lǐng)域最具國際影響力的學者之一。



全職加入西湖大學背后的理想與抉擇


2022年初,正值學術(shù)生涯巔峰的曾安平作出了一個重大抉擇——辭去德國終身教職,全職加入西湖大學。

談及這個改變?nèi)松壽E的決定,他坦言,“這個抉擇并不輕松。我不僅放棄了終身教職,更放棄了德國獨有的教授公務(wù)員身份及其伴隨的優(yōu)厚福利。”

面對“為何選擇回國發(fā)展”的提問,曾安平目光堅定:“首先是教育理想的感召。其次在科研方面,我需要一個全新的平臺來突破既有范式,專注于那些更具有突破性的研究方向?!?/span>

“雖然產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化并非初衷,”他繼續(xù)說道,“但1,3-丙二醇項目的產(chǎn)業(yè)化實踐,我切身感受到國內(nèi)合成生物創(chuàng)新生態(tài)的蓬勃生機——從上到下,從國家到企業(yè),大家都很積極。這樣富有活力的成果轉(zhuǎn)化環(huán)境,與我多年積累的系列可產(chǎn)業(yè)化技術(shù)相得益彰,自然也成為了一個考量維度。”

據(jù)西湖大學官網(wǎng)顯示,曾安平目前擔任西湖大學工學院講席教授(兼聘生命科學學院),并同時出任西湖大學合成生物學及生物智造中心主任、浙江省智能低碳生物合成重點實驗室主任。這一系列重要職務(wù)的擔任,無疑充分體現(xiàn)了其團隊在合成生物學領(lǐng)域的學術(shù)地位和影響力。

談及領(lǐng)先優(yōu)勢,曾安平從三個維度進行了專業(yè)闡述:

第一,基于化工背景,建立了獨特的系統(tǒng)工程研發(fā)范式,實現(xiàn)了工程技術(shù)在基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應用全鏈條中的貫通;

第二,全流程研發(fā)能力。團隊同時具備上游菌種設(shè)計和下游工藝開發(fā)的專業(yè)實力,形成了完整的研發(fā)閉環(huán);

第三,首創(chuàng)“微型化生物制造工廠”模式,創(chuàng)新性地整合了生物合成與分離提取技術(shù),實現(xiàn)了分子生物學與工程技術(shù)的深度融合。

曾安平特別強調(diào),“這種‘全鏈條貫通’的創(chuàng)新模式不僅解決了傳統(tǒng)研究中上下游割裂的痛點,更在微生物和高等細胞合成生物學領(lǐng)域取得多項原創(chuàng)突破,這共同確立了我們在國際合成生物學與生物制造領(lǐng)域的獨特地位?!?/span>

青眼了解到,西湖大學合成生物學及生物智造中心正致力于打造世界一流的科研平臺。該中心將整合生命科學、生物工程、材料科學和人工智能等多學科優(yōu)勢,重點突破新一代生物醫(yī)藥、生物材料以及基于CO?和太陽能的綠色生物制造等關(guān)鍵技術(shù)。

目前,該中心已啟動全球人才招募計劃,面向不同學科領(lǐng)域招聘獨立PI,為曾安平團隊及其科研伙伴提供廣闊的創(chuàng)新舞臺。


率先實現(xiàn)全生物基1,3-丙二醇產(chǎn)業(yè)化


在專訪中,曾安平多次提及1,3-丙二醇的產(chǎn)業(yè)化——這既是他學術(shù)生涯最具標志性的創(chuàng)新成果,也是他回國后成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的首個示范性項目。


需要指出的是,該項目的產(chǎn)業(yè)化落地由廣東恒碳科技有限公司(下稱“恒碳科技”)具體實施。作為該公司首席戰(zhàn)略科學家,曾安平系統(tǒng)性地主導了從基礎(chǔ)研究、工藝開發(fā)到工業(yè)化生產(chǎn)的全流程創(chuàng)新,為中國突破這一戰(zhàn)略化工原料的產(chǎn)業(yè)化瓶頸作出了關(guān)鍵貢獻。


作為合成生物學領(lǐng)域的新銳企業(yè),恒碳科技以“碳科學、碳平衡”為核心理念,專注于高附加值化學品及高性能材料的研發(fā)生產(chǎn)。盡管成立不到兩年時間,但在曾安平的指導下,其創(chuàng)新性地采用巴氏梭菌技術(shù),成功研發(fā)出全球首創(chuàng)的Biebl?全生物基1,3-丙二醇原料,成為行業(yè)矚目的技術(shù)創(chuàng)新典范。


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▍全球首創(chuàng)的Biebl?全生物基1,3-丙二醇


“Biebl博士是最早研究巴氏梭菌發(fā)酵的著名專家之一,他把我引導到這方向;但巴氏梭菌以高效聯(lián)產(chǎn)1,3-丙二醇和丁醇著稱,我們通過代謝工程和工藝技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)了1,3-丙二醇的專一化合成,這是技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵突破?!痹财秸f。


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曾安平和Biebl博士 攝于德國布倫瑞克


從1,3-丙二醇生產(chǎn)技術(shù)演進來看:第一代技術(shù)采用肺炎克雷伯菌(致病菌),雖產(chǎn)量可觀但存在生物安全風險;第二代技術(shù)為杜邦開發(fā)的重組大腸桿菌工藝,依賴轉(zhuǎn)基因和糧食原料。


恒碳科技的第三代技術(shù)則基于巴氏梭菌,實現(xiàn)了“三非”(非糧、非轉(zhuǎn)基因、非致病菌)革命性突破,具有四大工藝優(yōu)勢:無需通氣、免強攪拌、低溫滅菌、簡化培養(yǎng)基。該技術(shù)可廣泛應用于化妝品、醫(yī)藥、紡織纖維等多個領(lǐng)域,潛在市場規(guī)模達萬億級。


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恒碳科技山東濟南工廠


談及與恒碳科技的合作淵源,曾安平特別提及,“張熾堅博士(恒碳科技創(chuàng)始人)曾是我的學生,我們在德國漢堡實驗室期間就建立了深厚的科研合作關(guān)系。事實上,恒碳科技的核心技術(shù)體系正是在漢堡實驗室完成研發(fā)的?!?/span>


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曾安平與張熾堅 攝于恒碳山東工廠


“歸國后,我們持續(xù)推動技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。選擇與恒碳科技合作,正是因為雙方在創(chuàng)新理念上的高度契合。通過這個平臺,我們正在將前沿科研成果轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力。”


在專訪的最后,曾安平展望了合成生物學的未來,“理論上,合成生物學能覆蓋80%的有機合成產(chǎn)品及60%-70%的化學品生產(chǎn)。另據(jù)國際預測,生物制造的市場規(guī)??蛇_30萬億美元,約占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的三分之一?!?/span>


毋庸置疑,在這場技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合的浪潮中,以曾安平為代表的有著國際視野和深厚基礎(chǔ)及工程研究的科學家正成為關(guān)鍵推動者。他們不僅為全球合成生物學發(fā)展提供“中國方案”,更將實驗室的突破轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的新動能,為全球產(chǎn)業(yè)生態(tài)的升級提供新坐標。


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