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全球首創!中國突破“三非”1,3-丙二醇技術

來源:青眼      2025-06-12
導讀:在這場技術與產業深度融合的浪潮中,以曾安平為代表的有著國際視野和深厚基礎及工程研究的科學家正成為關鍵推動者。他們不僅為全球合成生物學發展提供“中國方案”,更將實驗室的突破轉化為高質量發展的新動能,為全球產業生態的升級提供新坐標。
作為驅動“生物制造”新質生產力發展的核心引擎,合成生物學技術正以突破性的創新動能重塑全球產業生產模式。


在我國,這一戰略性技術已被提升至國家戰略高度,成為實現科技自立自強和經濟高質量發展的重要支撐。

從區域布局看,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新集群。這些集群依托“頂尖科研平臺+領軍人才團隊”的協同創新模式,持續推動產業轉型升級。

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,帶領團隊在細胞工廠設計、生物智能制造等關鍵技術領域實現重大突破。

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展的戰略思考,為行業提供極具價值的專業洞見。

從鄉村少年到院士

曾安平的學術攀登之路



曾安平的人生軌跡,完整詮釋了從鄉村少年到國際優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(現南昌大學)無機化工專業,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。


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,在布倫瑞克工業大學和德國國家生物技術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“放養式”培養模式。“我不僅要快速適應這種工作方式,還要補充生物技術方面的專業知識。”


“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體系,讓曾安平實現了從“不被導師看好”到“最引以為傲的門生”的轉變,并成為德國國家生物技術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大學生物過程與生物系統工程研究所所長,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貢獻時,曾安平謙遜地表示,“這是幾十年學術積累的結果,很難歸功于某個單獨突破。”


他同時特別指出,其團隊在1,3-丙二醇生物合成領域實現了從理論突破到產業應用的全鏈條創新,建立了國際公認的研究范式。而這項開創性工作也使他成為該領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。

談及這個改變人生軌跡的決定,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員身份及其伴隨的優厚福利。”

面對“為何選擇回國發展”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。”

“雖然產業轉化并非初衷,”他繼續說道,“但1,3-丙二醇項目的產業化實踐,我切身感受到國內合成生物創新生態的蓬勃生機——從上到下,從國家到企業,大家都很積極。這樣富有活力的成果轉化環境,與我多年積累的系列可產業化技術相得益彰,自然也成為了一個考量維度。”

據西湖大學官網顯示,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。這一系列重要職務的擔任,無疑充分體現了其團隊在合成生物學領域的學術地位和影響力。

談及領先優勢,曾安平從三個維度進行了專業闡述:

第一,基于化工背景,建立了獨特的系統工程研發范式,實現了工程技術在基礎研究到產業應用全鏈條中的貫通;

第二,全流程研發能力。團隊同時具備上游菌種設計和下游工藝開發的專業實力,形成了完整的研發閉環;

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

曾安平特別強調,“這種‘全鏈條貫通’的創新模式不僅解決了傳統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域取得多項原創突破,這共同確立了我們在國際合成生物學與生物制造領域的獨特地位。”

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勢,重點突破新一代生物醫藥、生物材料以及基于CO?和太陽能的綠色生物制造等關鍵技術。

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


率先實現全生物基1,3-丙二醇產業化


在專訪中,曾安平多次提及1,3-丙二醇的產業化——這既是他學術生涯最具標志性的創新成果,也是他回國后成功實現產業轉化的首個示范性項目。


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


作為合成生物學領域的新銳企業,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生產。盡管成立不到兩年時間,但在曾安平的指導下,其創新性地采用巴氏梭菌技術,成功研發出全球首創的Biebl?全生物基1,3-丙二醇原料,成為行業矚目的技術創新典范。


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▍全球首創的Biebl?全生物基1,3-丙二醇


“Biebl博士是最早研究巴氏梭菌發酵的著名專家之一,他把我引導到這方向;但巴氏梭菌以高效聯產1,3-丙二醇和丁醇著稱,我們通過代謝工程和工藝技術開發實現了1,3-丙二醇的專一化合成,這是技術產業化的關鍵突破。”曾安平說。


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曾安平和Biebl博士 攝于德國布倫瑞克


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


恒碳科技的第三代技術則基于巴氏梭菌,實現了“三非”(非糧、非轉基因、非致病菌)革命性突破,具有四大工藝優勢:無需通氣、免強攪拌、低溫滅菌、簡化培養基。該技術可廣泛應用于化妝品、醫藥、紡織纖維等多個領域,潛在市場規模達萬億級。


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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系。事實上,恒碳科技的核心技術體系正是在漢堡實驗室完成研發的。”


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曾安平與張熾堅 攝于恒碳山東工廠


“歸國后,我們持續推動技術產業化。選擇與恒碳科技合作,正是因為雙方在創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化為實際生產力。”


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%的有機合成產品及60%-70%的化學品生產。另據國際預測,生物制造的市場規模可達30萬億美元,約占全球制造業總產值的三分之一。”


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


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