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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(dǎo)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(xué)家正成為關(guān)鍵推動者。他們不僅為全球合成生物學(xué)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(xué)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(xué)合成生物學(xué)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(xué)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(xué)合成生物學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)。1978年,15歲的他考入江西工學(xué)院(現(xiàn)南昌大學(xué))無機化工專業(yè),隨后在北京石油化工科學(xué)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(xué)留德預(yù)備部完成德語強化訓(xùn)練后,他順利通過德國大學(xué)入學(xué)語言資格考試。次年,這位懷揣科學(xué)夢想的青年遠赴德國,在布倫瑞克工業(yè)大學(xué)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(xué)時光,他坦言,“語言障礙很快克服,但適應(yīng)德國科研體系才是真正的考驗?!?/span>


“德國科研最鮮明的特點就是實踐至上?!痹财缴钣懈杏|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(yīng)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(xué)生?!彼^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(dǎo)向的科研培養(yǎng)體系,讓曾安平實現(xiàn)了從“不被導(dǎo)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(xué)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(xué)術(shù)貢獻時,曾安平謙遜地表示,“這是幾十年學(xué)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(yīng)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(xué)者之一。



全職加入西湖大學(xué)背后的理想與抉擇


2022年初,正值學(xué)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(xué)。

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。”

“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(xué)官網(wǎng)顯示,曾安平目前擔任西湖大學(xué)工學(xué)院講席教授(兼聘生命科學(xué)學(xué)院),并同時出任西湖大學(xué)合成生物學(xué)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(xué)領(lǐng)域的學(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)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(xué)與生物制造領(lǐng)域的獨特地位?!?/span>

青眼了解到,西湖大學(xué)合成生物學(xué)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(xué)、生物工程、材料科學(xué)和人工智能等多學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)家,曾安平系統(tǒng)性地主導(dǎo)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(xué)領(lǐng)域的新銳企業(yè),恒碳科技以“碳科學(xué)、碳平衡”為核心理念,專注于高附加值化學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(xué)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?!?/span>


在專訪的最后,曾安平展望了合成生物學(xué)的未來,“理論上,合成生物學(xué)能覆蓋80%的有機合成產(chǎn)品及60%-70%的化學(xué)品生產(chǎn)。另據(jù)國際預(yù)測,生物制造的市場規(guī)模可達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(xué)家正成為關(guān)鍵推動者。他們不僅為全球合成生物學(xué)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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