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全球首创!中国突破“三非”1,3-丙二醇技术

来源:青眼      2025-06-12
导读:在这场技术与产业深度融合的浪潮中,以曾安平为代表的有着国际视野和深厚基础及工程研究的科学家正成为关键推动者。他们不仅为全球合成生物学发展提供“中国方案”,更将实验室的突破转化为高质量发展的新动能,为全球产业生态的升级提供新坐标。
作为驱动“生物制造”新质生产力发展的核心引擎,合成生物学技术正以突破性的创新动能重塑全球产业生产模式。


在我国,这一战略性技术已被提升至国家战略高度,成为实现科技自立自强和经济高质量发展的重要支撑。

从区域布局看,目前我国已形成以深圳、天津、北京、上海、杭州为核心的五大合成生物创新集群。这些集群依托“顶尖科研平台+领军人才团队”的协同创新模式,持续推动产业转型升级。

其中,西湖大学合成生物学与生物智造中心,作为杭州创新集群的重要组成部分,由曾安平院士牵头。

2022年初,受西湖大学校长施一公力邀,这位德国国家工程院首位德籍华人院士毅然去职回国,投身西湖大学合成生物学建设,带领团队在细胞工厂设计、生物智能制造等关键技术领域实现重大突破。

就在近期,青眼对曾安平进行了独家专访,他不仅分享了其科研历程与回国初心,更分享了对合成生物学未来发展的战略思考,为行业提供极具价值的专业洞见。

从乡村少年到院士

曾安平的学术攀登之路



曾安平的人生轨迹,完整诠释了从乡村少年到国际优秀科学家的蜕变历程。


1963年,曾安平出生于江西吉安。少年时,他常在放牛间隙刻苦学习。1978年,15岁的他考入江西工学院(现南昌大学)无机化工专业,随后在北京石油化工科学研究院攻读石油化工硕士,并于1984年提前毕业。


1985年,在同济大学留德预备部完成德语强化训练后,他顺利通过德国大学入学语言资格考试。次年,这位怀揣科学梦想的青年远赴德国,在布伦瑞克工业大学和德国国家生物技术研究院开启了他的生物化工博士研究。


回首德国求学时光,他坦言,“语言障碍很快克服,但适应德国科研体系才是真正的考验。”


“德国科研最鲜明的特点就是实践至上。”曾安平深有感触地说。在德国国家生物技术研究院,博士生从第一天起就被视为独立科研人员,被采取“放养式”培养模式。“我不仅要快速适应这种工作方式,还要补充生物技术方面的专业知识。”


“那段日子,我过着双重身份的生活:白天是实验室的研究生,晚上是课堂里的学生。”他继续说道,这种模式下,常常是先动手实验,遇到问题再回头补理论。


也正是这种实践导向的科研培养体系,让曾安平实现了从“不被导师看好”到“最引以为傲的门生”的转变,并成为德国国家生物技术研究院首位大陆华人终身研究员。


2006年,他出任德国汉堡工业大学生物过程与生物系统工程研究所所长,2020年当选德国国家工程院院士,成为该院首位华人教授院士。


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曾安平 摄于恒碳山东工厂实验室


当谈及当选院士的核心学术贡献时,曾安平谦逊地表示,“这是几十年学术积累的结果,很难归功于某个单独突破。”


他同时特别指出,其团队在1,3-丙二醇生物合成领域实现了从理论突破到产业应用的全链条创新,建立了国际公认的研究范式。而这项开创性工作也使他成为该领域最具国际影响力的学者之一。



全职加入西湖大学背后的理想与抉择


2022年初,正值学术生涯巅峰的曾安平作出了一个重大抉择——辞去德国终身教职,全职加入西湖大学。

谈及这个改变人生轨迹的决定,他坦言,“这个抉择并不轻松。我不仅放弃了终身教职,更放弃了德国独有的教授公务员身份及其伴随的优厚福利。”

面对“为何选择回国发展”的提问,曾安平目光坚定:“首先是教育理想的感召。其次在科研方面,我需要一个全新的平台来突破既有范式,专注于那些更具有突破性的研究方向。”

“虽然产业转化并非初衷,”他继续说道,“但1,3-丙二醇项目的产业化实践,我切身感受到国内合成生物创新生态的蓬勃生机——从上到下,从国家到企业,大家都很积极。这样富有活力的成果转化环境,与我多年积累的系列可产业化技术相得益彰,自然也成为了一个考量维度。”

据西湖大学官网显示,曾安平目前担任西湖大学工学院讲席教授(兼聘生命科学学院),并同时出任西湖大学合成生物学及生物智造中心主任、浙江省智能低碳生物合成重点实验室主任。这一系列重要职务的担任,无疑充分体现了其团队在合成生物学领域的学术地位和影响力。

谈及领先优势,曾安平从三个维度进行了专业阐述:

第一,基于化工背景,建立了独特的系统工程研发范式,实现了工程技术在基础研究到产业应用全链条中的贯通;

第二,全流程研发能力。团队同时具备上游菌种设计和下游工艺开发的专业实力,形成了完整的研发闭环;

第三,首创“微型化生物制造工厂”模式,创新性地整合了生物合成与分离提取技术,实现了分子生物学与工程技术的深度融合。

曾安平特别强调,“这种‘全链条贯通’的创新模式不仅解决了传统研究中上下游割裂的痛点,更在微生物和高等细胞合成生物学领域取得多项原创突破,这共同确立了我们在国际合成生物学与生物制造领域的独特地位。”

青眼了解到,西湖大学合成生物学及生物智造中心正致力于打造世界一流的科研平台。该中心将整合生命科学、生物工程、材料科学和人工智能等多学科优势,重点突破新一代生物医药、生物材料以及基于CO₂和太阳能的绿色生物制造等关键技术。

目前,该中心已启动全球人才招募计划,面向不同学科领域招聘独立PI,为曾安平团队及其科研伙伴提供广阔的创新舞台。


率先实现全生物基1,3-丙二醇产业化


在专访中,曾安平多次提及1,3-丙二醇的产业化——这既是他学术生涯最具标志性的创新成果,也是他回国后成功实现产业转化的首个示范性项目。


需要指出的是,该项目的产业化落地由广东恒碳科技有限公司(下称“恒碳科技”)具体实施。作为该公司首席战略科学家,曾安平系统性地主导了从基础研究、工艺开发到工业化生产的全流程创新,为中国突破这一战略化工原料的产业化瓶颈作出了关键贡献。


作为合成生物学领域的新锐企业,恒碳科技以“碳科学、碳平衡”为核心理念,专注于高附加值化学品及高性能材料的研发生产。尽管成立不到两年时间,但在曾安平的指导下,其创新性地采用巴氏梭菌技术,成功研发出全球首创的Biebl®全生物基1,3-丙二醇原料,成为行业瞩目的技术创新典范。


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▍全球首创的Biebl®全生物基1,3-丙二醇


“Biebl博士是最早研究巴氏梭菌发酵的著名专家之一,他把我引导到这方向;但巴氏梭菌以高效联产1,3-丙二醇和丁醇著称,我们通过代谢工程和工艺技术开发实现了1,3-丙二醇的专一化合成,这是技术产业化的关键突破。”曾安平说。


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曾安平和Biebl博士 摄于德国布伦瑞克


从1,3-丙二醇生产技术演进来看:第一代技术采用肺炎克雷伯菌(致病菌),虽产量可观但存在生物安全风险;第二代技术为杜邦开发的重组大肠杆菌工艺,依赖转基因和粮食原料。


恒碳科技的第三代技术则基于巴氏梭菌,实现了“三非”(非粮、非转基因、非致病菌)革命性突破,具有四大工艺优势:无需通气、免强搅拌、低温灭菌、简化培养基。该技术可广泛应用于化妆品、医药、纺织纤维等多个领域,潜在市场规模达万亿级。


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恒碳科技山东济南工厂


谈及与恒碳科技的合作渊源,曾安平特别提及,“张炽坚博士(恒碳科技创始人)曾是我的学生,我们在德国汉堡实验室期间就建立了深厚的科研合作关系。事实上,恒碳科技的核心技术体系正是在汉堡实验室完成研发的。”


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曾安平与张炽坚 摄于恒碳山东工厂


“归国后,我们持续推动技术产业化。选择与恒碳科技合作,正是因为双方在创新理念上的高度契合。通过这个平台,我们正在将前沿科研成果转化为实际生产力。”


在专访的最后,曾安平展望了合成生物学的未来,“理论上,合成生物学能覆盖80%的有机合成产品及60%-70%的化学品生产。另据国际预测,生物制造的市场规模可达30万亿美元,约占全球制造业总产值的三分之一。”


毋庸置疑,在这场技术与产业深度融合的浪潮中,以曾安平为代表的有着国际视野和深厚基础及工程研究的科学家正成为关键推动者。他们不仅为全球合成生物学发展提供“中国方案”,更将实验室的突破转化为高质量发展的新动能,为全球产业生态的升级提供新坐标。


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