合成生物学以生物科学为基础，汇集化学、物理、信息技术、工程技术等学科而形成，利用基因技术与工程学概念设计改造现有的或合成新的生物体系，揭示生命运行规律，变革生物体系工程化应用，从“格物致知”提升到“建物致知”，为医药健康、工业、农业、能源等行业的生产、改进提供新的解决方案，被誉为是继“DNA双螺旋结构”发现和“基因组测序”之后的“第三次生物技术革命”。

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　　合成生物学通过构建高效的细胞工厂来实现制造，生产步骤主要分为四块，底盘细胞筛选、生产细胞设计与构建、发酵生产、分离纯化。

　　底盘细胞是合成生物学生产的基础。目前底盘细胞主要包括三个体系：真核细胞、原核细胞和通用植物底盘细胞，研究人员根据具体的研究和应用选择不同的生产体系。

　　生产细胞的设计与构建采用工程学“自下而上”的思维，汇聚了基因工程、线路工程、代谢工程等多个学科的技术。生产细胞的构建需要设计出目标产品的最优合成路径，最早研究人员采用随机诱变的方式改造微生物，耗时长，效率低。随着生物学的发展，研究人员采用工程学的DBTL策略对微生物进行有目标的改造并持续迭代，主要过程：1）对生物系统进行设计，2）利用标准化的生物元件将其构建成可被调控的基因线路模块，3）通过基因合成、基因编辑和细胞培养等技术手段创造出符合设计及功能需要的生物系统，4）通过大量测试，逐步优化提高生产细胞的效率及稳定性，最后根据测试结果和研究测试数据，为新一轮循环提供支持。

　　发酵工艺是实现产业化的必经之路，发酵生产环节需要大量时间积累经验。合成生物学的最终目标产物需要经过发酵和分离才实现产业化，生产规模从克到千克再到吨的放大，要经过实验室阶段、小试、中试再到大生产线的不断试验和优化。在不同规模和生产条件下，越是大宗产品的发酵，固定资产和能耗越高，物料和资金的投入也都快速的上升。另外，发酵生产和发酵产业又存在一定的区别，发酵产业是一个比较传统的产业，而发酵生产考虑的工艺条件和因素更多，需要大量的时间和经验的积累。

　　产品通过分离纯化达到特定标准。在完成发酵后，根据产品的特点采用多种技术将最终目标产物从发酵液或生产细胞中分离、纯化出来，以达到最终产品的特定标准。

　　近二十年合成生物学经历了创建时期、扩张和发展期、创新和应用转化时期，目前处于全面提升，快速迭代的新阶段。合成生物学概念最早可追溯到20世纪初，具有多学科交叉的特点，在当时的技术条件下难以实现。

　　上世纪七十年代以来，一系列的技术进步促进了合成生物学的发展，随着分子克隆和PCR的进步，基因操作为人工设计、调整、控制基因提供了技术手段；DNA测序技术进步和计算工具的改良帮助实现了微生物基因组的完整测序等；分子生物学将计算分析应用到生物实验研究中，促进了系统生物学的发展，研究人员提出了“自下而上”的工程学方法来补充“自上而下”的系统生物学方法。2000年以来，合成生物学大致经历了四个阶段:

　　第一阶段：创建时期（2000-2003年）：产生了具备领域特征的研究手段和理论，特别是基因线路工程的监理及其在代谢工程中的应用。

　　第二阶段：扩张和发展期（2004-2007年）：基础研究快速发展，学科应用领域有扩大趋势，但是工程技术进步比较缓慢。

　　第三阶段：快速创新和应用转化期（2008-2013年）：这阶段涌现出的新技术和工程手段，特别是基因组编辑效率大幅提升，使合成生物学应用领域快速扩展，其应用领域从生物基化学品、生物能源扩展至疾病诊断、药物和疫苗开发等领域。

　　第四阶段：生物技术与信息技术融合发展（2014年至今）：设计—构建—测试—学习（DBTL）循环带动合成生物学技术和产品快速迭代。

　　目前全球已有40多个国家、500多个机构资助合成生物学研究。美国、英国、欧盟、

　　日本、加拿大、澳大利亚、新加坡等国家均有引导扶持合成生物学发展的政策。美国政府在《国家生物能源蓝皮书》中明确了5项充分实现生物经济潜力的战略目标，在《生物质技术路线图》提出“2030年替代25%有机化学品和20%石油燃料”的目标；2018年日本正式发布《生物战略2019——面向国际共鸣的生物社区的形成》；2019年欧洲生物产业协会发布《生物技术工业宣言2019——重振欧盟生物技术雄心》，同年，韩国发布《生物健康产业创新战略》及发展愿景；2021年，英国政府宣布为生物质原料创新计划的第二阶段提供2600万英镑资助。

　　2015年以来，合成生物学行业政策的陆续出台助推了我国生物经济的快速发展，也推动了国内从事合成生物学领域的公司发展。2017年，国家发展和改革委员会在《生物产业发展“十三五”规划》中提出，生物产业是21世纪创新最为活跃、影响最为深远的新兴产业，是我国战略性新兴产业的主攻方向，对我国抢占新一轮科技革命和产业革命制高点，加快壮大新产业、发展新经济、培育新动能，建设“健康中国”具有重要意义。“十四五”以来，合成生物学已经逐渐在天然产物合成、医学、能源、工业等多个领域应用。2022年5月10日，国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，明确指出发展生物经济是顺应全球生物技术加速演进趋势、实现高水平科技自立自强的重要方向，是前瞻布局培育壮大生物产业、推动经济高质量发展的重要举措，是满足生命健康需求快速增长、满足人民对美好生活向往的重要内容，是加强国家生物安全风险防控、推进国家治理体系和治理能力现代化的重要保障，并提出发展合成生物学技术，探索研发“人造蛋白”等新型食品，降低传统养殖业带来的环境资源压力。

　　近年来，国内各地也陆续出台合成生物学相关政策鼓励生物制造产业的发展。2021年1月，北京市发改委在《中国（北京）自由贸易试验区科技创新片区海淀组团实施方案》中提出要布局重大生物产业平台和重点项目；2021年6月，上海市政府在《上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》中提出要构建生物基化学品的细胞工厂，推动合成生物学技术工业应用；2021年8月，山西省政府印发《山西省“十四五”14个战略性新兴产业规划》，其中包括开展合成生物学基础研究和生物基材料等应用技术开发，加速生物聚酯等重点项目建设。

　　在政策支持和技术进步的推动下，合成生物学市场规模有望快速提升。根据中商产业研究院数据，2023年全球市场规模约为 151 亿美元，预计到2026年，市场规模有望达到307亿美元。

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　　新能源电池、新能源汽车公司、检测中心、材料供应商、科研单位已经成为HEL的加速绝热量热仪ARC的客户,HEL电池产品线现在是当之无愧的第一品牌。

　　新能源电池宁德时代（CATL）、比亚迪（BYD）、中创新航（原名：中航锂电）、国轩、国联汽车等

　　新能源汽车企业比亚迪（BYD）、小鹏、蔚来汽车（NIO）、三一重工、北汽福田、华为中央研究院瓦特实验室、一汽大众等

　　国家级别的检测中心如厦门质检、上海机动车检测中心、招商局机动车检测中心、中国汽车技术研究中心有限公司、中国北方车辆研究所、湖南机动车检测技术有限公司等

　　材料供应商：多氟多新能源科技有限公司、中信国安盟固利动力科技有限公司等

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　　高校科研院所：清华大学、浙江大学、同济大学、天津大学、山东大学、青岛科技大学、北京理工大学、北京航天试验技术研究所、北京工业大学、厦门大学、中科院大连化学物理研究所、中国工程物理研究院、江汉大学等

　　H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年，总部设在伦敦，在中国、美国、德国、意大利、印度拥有分公司。全资的赫伊尔商贸（北京）有限公司于2020年在北京设立。

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　　2001年成立的北京绿绵科技有限公司(简称：绿绵科技)以体现客户服务价值为宗旨，以专业精神和技能为广大实验室分析工作者提供样品前处理、样品制备及分析、实验数据精确分析和管理的全面解决方案，致力于协助客户提高分析检测的效率和水平。

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