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【瑞士步琦】聚焦合成生物學(xué)新技術(shù)新方法

步琦 2024-11-22 | 閱讀：216

聚焦合成生物學(xué)新技術(shù)

新方法

合成生物學(xué)是在工程學(xué)思想指導(dǎo)下，按照特定目標(biāo)理性設(shè)計、改造乃至從頭重新合成生物體系，其本質(zhì)是讓細(xì)胞為人類工作生產(chǎn)想要的物質(zhì)，用以解決人類食品缺乏、能源緊缺、環(huán)境污染、醫(yī)療健康等各方面的問題。它把“自下而上”的“建造”理念與系統(tǒng)生物學(xué)“自上而下”的“分析”理念相結(jié)合，利用自然界中已有物質(zhì)的多樣性，構(gòu)建具有可預(yù)測和可控制特性的遺傳、代謝或信號網(wǎng)絡(luò)的合成成分。當(dāng)前，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)及市場呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

從產(chǎn)業(yè)角度來看，合成生物學(xué)正逐漸成為引領(lǐng)未來的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。它融合了生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科知識，為解決諸多全球性挑戰(zhàn)提供了新的思路和方法。在醫(yī)療領(lǐng)域，合成生物學(xué)推動了新型藥物的研發(fā)和生產(chǎn)，有望為攻克疑難病癥帶來突破。在農(nóng)業(yè)方面，通過合成生物學(xué)技術(shù)可以培育出更具抗逆性的作物品種，提高糧食產(chǎn)量和質(zhì)量。在工業(yè)領(lǐng)域，合成生物學(xué)生產(chǎn)出可持續(xù)的生物材料和化學(xué)品，減少對傳統(tǒng)石油化工的依賴，降低環(huán)境污染。

在市場方面，合成生物學(xué)的發(fā)展前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐漸降低，越來越多的企業(yè)開始涉足這一領(lǐng)域。風(fēng)險投資的涌入也為合成生物學(xué)的創(chuàng)新提供了強(qiáng)大的資金支持。同時，消費者對可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品的需求不斷增長，為合成生物學(xué)市場的拓展創(chuàng)造了有利條件。

展望未來，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)及市場有望迎來更加輝煌的發(fā)展，無論在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)亦或是工業(yè)領(lǐng)域，都將為社會帶來無與倫比的貢獻(xiàn)。

隨著合成生物學(xué)的火熱發(fā)展，對儀器制造業(yè)也帶來了無限的商機(jī)可能性。

首先，在研發(fā)階段，合成生物學(xué)對高精度的科學(xué)儀器需求旺盛。基因測序儀成為關(guān)鍵工具，能夠幫助科學(xué)家深入了解生物的基因密碼，為合成生物的設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。基因合成儀則如同“生物建筑師”的畫筆，精確地構(gòu)建所需的基因片段。蛋白質(zhì)分析儀器，如質(zhì)譜儀等，可細(xì)致剖析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，為合成生物學(xué)中對蛋白質(zhì)的調(diào)控和設(shè)計提供有力支持。

其次，在生產(chǎn)過程中，自動化與集成化儀器系統(tǒng)大顯身手。實驗室自動化工作站能夠高效整合繁瑣的實驗步驟，提高合成生物產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)效率。

再者，過程監(jiān)控與質(zhì)量控制環(huán)節(jié)離不開先進(jìn)的科學(xué)儀器。在線監(jiān)測儀器如近紅外光譜儀等，可實時掌握生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵信息，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。而在后端的樣品分離純化方向，液相色譜儀在嚴(yán)格把關(guān)合成生物產(chǎn)品的純度和活性方面，也將發(fā)揮無可比擬的作用，以此來滿足市場對高質(zhì)量產(chǎn)品的要求。

最后，人工智能輔助設(shè)計與分析軟件及配套硬件也逐漸成為熱門，推動科學(xué)儀器行業(yè)邁向智能化新高度。

總之，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)如同強(qiáng)勁的引擎，驅(qū)動著科學(xué)儀器行業(yè)不斷開拓創(chuàng)新，迎來蓬勃發(fā)展的新機(jī)遇。

步琦公司作為先進(jìn)的儀器設(shè)備供應(yīng)商，擁有豐富的產(chǎn)品線，在合成生物學(xué)方面也為用戶在發(fā)酵產(chǎn)物的后處理提供完善的解決方案。

其中包括：

菌株/底盤細(xì)胞的保存

合成生物學(xué)中常常需要保存和運輸各種微生物菌種或底盤細(xì)胞，而冷凍干燥可以有效地保持微生物的活性和穩(wěn)定性，延長其保存時間，并且便于長途運輸。

步琦公司在冷凍干燥領(lǐng)域擁有性能卓越的冷凍干燥儀 L-200/L-300

▲ L-200

產(chǎn)品特點：

冷凝器溫度 -55°C or -105℃
捕冰能力：6kg or 無極限
無需待機(jī)等待除冰
靈活搭配組合，經(jīng)久耐用

發(fā)酵過程的監(jiān)控與調(diào)控

通過將近紅外光譜與計算模型相結(jié)合，可以實時監(jiān)測反應(yīng)過程中的代謝產(chǎn)物積累和底物消耗情況，優(yōu)化如 pH 值、溫度和氧氣濃度等參數(shù)。通過實時監(jiān)測這些參數(shù)，并對發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行反饋控制，可以提高生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)物質(zhì)量。步琦公司在發(fā)酵監(jiān)控領(lǐng)域擁有精準(zhǔn)穩(wěn)定的旁線近紅外和在線近紅外系統(tǒng)。

▲ 在線近紅外

產(chǎn)品特點：

多探頭系統(tǒng)
串聯(lián)并聯(lián)并行，靈活布局，節(jié)約光纖
雙燈源設(shè)計

發(fā)酵后樣品中氮含量測定

通過凱氏定氮法對發(fā)酵后的產(chǎn)物中總氮/偶氮/氨氮等成分進(jìn)行快速準(zhǔn)確的鑒定。步琦公司在凱氏定氮儀方面有多款型號支持不同應(yīng)用用途。

▲ K-365

產(chǎn)品特點：

全自動系統(tǒng)
快速準(zhǔn)確
AutoDist 功能

發(fā)酵產(chǎn)物的濃縮處理

發(fā)酵產(chǎn)物的濃縮對于后端的研究至關(guān)重要，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀可以快速、高效地去除溶劑，使得樣品濃縮，有利于后續(xù)的實驗操作。此外，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀還可以用于制備生物活性物質(zhì)的溶液，如藥物、酶等，以便進(jìn)行生物學(xué)實驗或應(yīng)用。作為世界上第一臺商用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的發(fā)明者，步琦公司在樣品濃縮領(lǐng)域有著非常豐富和領(lǐng)先的經(jīng)驗。

▲ R-300

產(chǎn)品特點：

防爆沸/自動蒸餾功能
全自動操系統(tǒng)
220℃ 加熱 / 5L 水浴鍋
隔膜變頻泵，節(jié)能安靜

濃縮樣品的分離純化

合成生物學(xué)中合成的化合物往往需要進(jìn)行分離和純化，以獲取目標(biāo)產(chǎn)物。通過先進(jìn)的色譜分離技術(shù)，可幫助用戶更加快速的提純合成產(chǎn)物，幫助去除雜質(zhì)，得到純凈的目標(biāo)物質(zhì)。步琦公司擁有智能且卓越的中高壓制備液相色譜 Pure 系列以及更加快速高效且綠色環(huán)保的超臨界流體色譜。

▲ Pure

產(chǎn)品特點：

中高壓一體色譜
封閉式餾分收集器
雙檢測器系統(tǒng)
智能化方法開發(fā)功能

▲ SFC

產(chǎn)品特點：

高效快速的疊加進(jìn)樣功能
封閉式餾分收集器
獨立的 GLS 氣液分離器
環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的使用成本

極具創(chuàng)意的工藝開發(fā)

根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)物質(zhì)量，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，提高生產(chǎn)效率和回收率，為后續(xù)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)做準(zhǔn)備是必不可少的，而通過噴霧干燥的形式被廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)物的連續(xù)生產(chǎn)與保存，并且與傳統(tǒng)的離心或過濾方法相比，噴霧干燥通常能更有效地回收溶劑，降低能耗。而目標(biāo)產(chǎn)物的微膠囊化的工藝模式也為未來的商業(yè)化提供靈感。步琦公司在這兩方面也具備相當(dāng)聞名且優(yōu)異的噴霧干燥儀 S-300 以及微膠囊造粒儀 B-395。