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合成生物学是什么？从上游试剂工具链到生物制造应用的产业化路径

· · 发布于 2026年7月2日 · 更新于 2026年7月2日 ·

1. 合成生物学是什么

1.1 合成生物学的基本含义

合成生物学（Synthetic Biology，SB）是一门以工程化方法设计、构建和改造生物系统的交叉学科。合成生物学是通过设计基因、酶、细胞和代谢通路，使生物系统完成特定功能。传统生物学主要研究生命系统如何自然运行；合成生物学进一步关注如何按照目标重组和优化生物功能，使其用于生产、检测、催化、转化或治疗等具体任务。

合成生物学的核心是把生物功能转化为可设计、可构建、可测试、可优化的工程过程。例如：

①让微生物生产某种氨基酸、有机酸或维生素；

②改造酶，使其更高效地催化特定反应；

③设计代谢通路，将葡萄糖等底物转化为目标分子；

④构建细胞检测系统，使其识别特定环境或疾病信号；

⑤利用工程细胞或酶体系生产食品原料、化学品、材料单体或医药中间体。

合成生物学真正“合成”的不仅是 DNA（Deoxyribonucleic Acid，脱氧核糖核酸），更是新的生物功能和新的生产过程。

1.2 它与基因工程、传统发酵和化学合成的区别

合成生物学与基因工程、传统发酵和化学合成都有关，但不能简单等同。

比较对象	主要特点	与合成生物学的关系
基因工程	对特定基因进行插入、删除、替换或调控	是合成生物学常用技术之一
传统发酵	利用天然或筛选菌种生产酒精、有机酸、酶制剂等	合成生物学可通过菌株和通路设计提高发酵的可控性
化学合成	通过化学反应路线制备目标分子	合成生物学可为部分复杂分子、手性分子和天然产物提供生物路线
合成生物学	系统设计基因、酶、细胞和代谢通路，实现目标功能	强调工程化设计、系统构建和多轮优化

基因编辑可以改变某个基因，传统发酵可以利用微生物生产物质，化学合成可以通过反应路线获得目标分子。合成生物学则更强调系统设计：不仅关注某一个基因或某一步反应，而是关注从基因元件、表达调控、代谢通路到最终产物的整体优化。

2. 合成生物学如何工作

2.1 核心流程：DBTL 循环

合成生物学研发中常采用 DBTL（Design-Build-Test-Learn，设计-构建-测试-学习）循环。该流程将生物系统研发拆分为可执行、可验证、可改进的步骤，是合成生物学从概念设计走向产品开发的重要方法。

环节	主要任务	关键内容
Design 设计	明确目标功能	设计基因序列、调控元件、酶组合和代谢通路
Build 构建	建立生物系统	合成 DNA、组装基因片段、构建表达载体、改造宿主
Test 测试	验证功能结果	检测表达水平、酶活、产物浓度、副产物和稳定性
Learn 学习	根据数据优化方案	优化序列、宿主、培养条件、发酵参数和纯化方法

DBTL 循环说明，合成生物学不是一次性实验。一个目标产物往往需要经过多轮设计、构建和测试，才能获得足够高的产量、稳定性和质量一致性。

2.2 从 DNA 到产品的实现路径

合成生物学从研发到应用，通常经历以下过程：

阶段	需要解决的问题	典型工作
目标确定	要生产或实现什么功能	确定目标分子、目标酶、目标蛋白或目标细胞功能
通路设计	生物系统如何产生目标功能	设计基因组合、调控元件和代谢通路
系统构建	设计方案如何进入细胞或反应体系	DNA 合成、载体构建、基因编辑、宿主改造
功能验证	目标功能是否真实发生	测序、表达检测、酶活检测、产物分析
工艺优化	是否能稳定、高效生产	优化培养基、发酵参数、底物供应和纯化工艺
产品形成	是否满足应用要求	建立质量标准、检测方法、安全评价和供应能力

3. 为什么试剂与检测工具是合成生物学的上游工具链

3.1 合成生物学首先依赖可验证的实验工具

合成生物学看似讨论细胞、酶和生物制造，但真正进入研发阶段，首先依赖的是一整套化学试剂、生命科学试剂、实验材料和检测工具。没有稳定可靠的核酸、酶、载体、培养基和检测标准品，设计方案就难以被准确构建，实验结果也难以验证和复现。

上游工具链的作用主要体现在三个方面：

作用	具体含义
保证构建准确性	目标序列、载体结构、编辑结果和表达系统需要可确认
提高研发效率	DNA 组装、基因编辑、表达筛选和产物检测需要高效试剂支撑
保障结果可重复	批间一致性、检测方法和质量标准决定实验数据是否可信

3.2 上游工具链的主要组成

工具类别	典型产品	在合成生物学中的作用
核酸相关产品	引物、探针、寡核苷酸、基因片段、修饰核酸	提供基因构建、表达调控和分子检测的基础材料
DNA 组装试剂	限制性内切酶、连接酶、聚合酶、Gibson Assembly、Golden Gate Assembly	将多个 DNA 片段组装为表达载体、基因线路或代谢通路
基因编辑试剂	CRISPR-Cas 系统、sgRNA、crRNA、供体模板、转染试剂	对宿主基因组进行定点改造
表达系统	表达载体、启动子、终止子、筛选标记、工程菌株	实现目标蛋白、酶或代谢产物表达
酶与辅因子	工程酶、固定化酶、辅酶、辅酶再生体系	支持生物催化和代谢转化
培养与发酵试剂	培养基、碳源、氮源、诱导剂、消泡剂、补料	支撑细胞生长、表达和产物积累
检测与质控产品	qPCR、测序建库试剂、荧光探针、HPLC 标准品、LC-MS 标准品	验证构建结果、产物质量和杂质情况

其中：

①CRISPR-Cas（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated proteins，规律成簇间隔短回文重复序列及其相关蛋白）用于基因编辑；

②sgRNA（single guide RNA，单向导 RNA）和 crRNA（CRISPR RNA，CRISPR 核糖核酸）用于引导 Cas 蛋白识别目标序列；

③qPCR（quantitative Polymerase Chain Reaction，实时荧光定量聚合酶链式反应）、HPLC（High Performance Liquid Chromatography，高效液相色谱）和 LC-MS（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，液相色谱-质谱联用）常用于检测和质量控制。

3.3 上游工具链如何支撑产品开发

以工程微生物生产目标分子为例，研发过程通常需要先合成或获取目标基因，再通过 DNA 组装和基因编辑建立工程菌株，随后利用培养基和发酵试剂促进表达，最后通过色谱、质谱和标准品确认产物结构、纯度和杂质情况。

这一过程说明，试剂工具链决定了三个关键问题：

①目标功能能否被准确构建；

②目标产物能否被可靠检测；

③研发数据能否支撑后续放大生产。

4. 合成生物学如何形成生物制造原料

4.1 生物制造的基本逻辑

生物制造是利用细胞、酶或生物反应体系生产目标物质。合成生物学为生物制造提供了更强的设计能力，使研究者能够改造宿主细胞、优化代谢通路、提高酶催化效率，并减少不需要的副产物。常见的生物制造路线包括：

路线	主要特点	适用方向
微生物发酵	利用工程菌株在发酵体系中生产目标物	有机酸、氨基酸、维生素、部分食品原料
酶催化	利用天然酶或工程酶完成特定转化	手性中间体、稀有糖、功能分子
无细胞表达	在无活细胞体系中进行蛋白表达或通路验证	蛋白工程、快速筛选、毒性蛋白表达
复合工艺	将生物催化与化学合成、分离纯化结合	复杂化学品、药物中间体、天然产物衍生物

生物制造的优势在于适合部分传统路线存在明显不足的产品。例如，结构复杂、手性要求高、天然来源有限、化学合成步骤长或副产物较多的目标分子，往往更适合评估生物路线。

4.2 从工程系统到产品原料

合成生物学形成生物制造原料，通常需要完成三类转换：

转换方向	说明	代表产品
从基因到酶	设计和表达具有特定催化能力的酶	工业酶、食品工业用酶、诊断酶
从通路到分子	改造代谢通路，使细胞合成目标分子	有机酸、氨基酸、维生素、香料分子
从细胞到生产体系	通过菌株、培养基、发酵和纯化协同优化	食品原料、化学品、材料单体、医药中间体

从试剂与原料供应链视角看，这三个转换共同构成了合成生物学产业化过程：上游是工具、试剂和检测体系，中间是工程化生物系统，下游是可使用的原料和产品。

5. 下游应用：食品原料、化学品与材料、医药相关产品

5.1 食品原料：从精准发酵到食品用成分

从技术来源看，合成生物学可借助工程微生物、精准发酵、酶催化或细胞体系生产食品相关成分。精准发酵通常利用细菌、酵母或真菌等微生物，在受控生产条件下生成特定目标产物。

需要注意的是，“合成生物学食品原料”更多是技术来源描述，并不等同于某一固定法规类别。具体产品可能对应新食品原料、食品添加剂、食品营养强化剂、食品工业用酶制剂或其他食品相关类别。能否作为食品使用，取决于产品身份、生产工艺、质量标准、适用范围、适用人群和当地法规要求。常见方向包括：

产品方向	典型内容	关键关注点
稀有糖和功能糖	D-阿洛酮糖、部分低聚糖	转化效率、纯化成本、摄入安全
精准发酵蛋白	乳蛋白、功能蛋白、结构蛋白	蛋白结构、过敏原风险、宿主残留
食品工业用酶	淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、乳糖酶	酶活稳定性、加工适用性、使用范围
风味与香气成分	香兰素、萜类香气物质、内酯类香料	分子纯度、杂质谱、风味一致性
营养相关成分	氨基酸、维生素、有机酸	质量规格、摄入量、适用人群

食品原料能够较完整地体现合成生物学从基因构建、发酵生产到质量控制的全过程。与科研试剂相比，食品原料还必须关注长期摄入安全、适用人群、标签标识、过敏原风险、残留 DNA、宿主蛋白、发酵副产物和工艺残留。

5.2 化学品与材料：适合复杂分子和高选择性转化

合成生物学可用于生产有机酸、氨基酸、维生素、香料分子、手性中间体、天然产物类似物和部分材料单体。

这类产品适合评估生物路线的常见原因包括：

①分子结构复杂，传统化学合成步骤较多；

②需要特定手性构型，酶催化具有较高选择性；

③天然来源有限，提取成本高或供应不稳定；

④传统路线副产物较多，分离纯化压力较大；

⑤可使用可再生原料进行发酵或酶转化。

在材料方向，合成生物学主要用于生产生物基单体、聚合物前体或天然高分子材料。例如，乳酸可用于聚乳酸材料，琥珀酸可作为多种聚合物和化学品的前体，部分微生物可积累聚羟基脂肪酸酯。

5.3 医药相关产品：高价值应用需要更高质量要求

合成生物学在医药领域可用于药物中间体、天然产物衍生物、治疗性蛋白、核酸相关工具和工程化细胞构建。与食品原料和工业化学品相比，医药相关产品通常具有更高附加值，但质量和安全要求也更严格。

医药相关产品尤其关注：①无菌控制；②内毒素控制；③宿主细胞蛋白残留；④宿主细胞 DNA 残留；⑤蛋白结构和活性一致性；⑥批间质量稳定性；⑦生产过程可追溯性；⑧药品注册和质量管理要求。

医药方向虽然是合成生物学的重要应用，但不能只从“技术可行”判断价值，还必须同时评估质量体系、生产规范和法规审评要求。

6. 如何判断一个合成生物学产品是否具有实际价值

6.1 看目标产物是否适合生物路线

不是所有产品都适合用合成生物学路线生产。判断目标产物是否适合生物路线，应重点比较分子结构、传统工艺、生产成本和质量要求。

适合评估合成生物学路线	需谨慎评估生物路线
分子结构复杂	结构简单且已有成熟低成本工艺
手性要求高	传统化学路线选择性已足够高
天然来源稀缺	原料来源稳定且成本较低
化学合成步骤长	发酵产量低且纯化困难
副产物较多或分离困难	分离纯化成本高于产品价值
可通过酶催化提高选择性	法规路径不清晰或质量标准难建立

6.2 看技术路线是否清楚

一个可信的合成生物学产品，应能说明其基本技术路线，需要重点关注：

判断问题	具体内容
用什么宿主	大肠杆菌、酵母、丝状真菌、藻类、植物细胞或哺乳动物细胞
采用什么路线	微生物发酵、酶催化、无细胞表达或复合工艺
关键限制在哪里	底物供应、酶活不足、代谢负担、产物毒性或副产物积累
如何检测产物	是否建立 HPLC、LC-MS、酶活或其他定量方法
如何控制杂质	是否明确副产物、宿主残留、工艺残留和降解产物
如何实现放大	是否具备稳定发酵、纯化和批间控制能力

如果一个项目无法说明宿主、路线、检测方法、纯化方式和质量控制，其实际可行性需要谨慎判断。

6.3 看放大生产是否成立

实验室获得目标产物，不等于可以稳定生产。合成生物学产品从实验室进入产业化生产，需要重点关注以下指标，这些指标决定了合成生物学产品能否从研发样品转变为持续供应的原料。

指标	含义
产物浓度	单位体积发酵液或反应液中的目标产物含量
转化率	底物转化为目标产物的效率
生产速率	单位时间内目标产物生成速度
遗传稳定性	工程菌株在多代培养中保持目标功能的能力
污染控制	发酵或培养过程中避免杂菌污染的能力
分离纯化成本	从复杂体系中获得目标物的成本
批间一致性	不同生产批次之间质量稳定程度

6.4 看质量要求是否匹配应用场景

同一种分子用于不同场景，质量要求可能完全不同。科研试剂、食品原料、工业化学品、材料单体和医药相关产品，对纯度、杂质、安全性和文件要求各不相同。

应用方向	主要关注点
科研试剂	纯度、活性、稳定性、实验重复性
食品原料	食用安全、适用人群、摄入量、杂质、残留、标签合规
化学品	纯度、杂质谱、成本、供应稳定性、工艺安全
材料单体	聚合级纯度、批间一致性、下游加工性能
医药相关产品	无菌控制、内毒素、宿主残留、药品质量标准、生产可追溯性

7. 合成生物学相关代表化学品分类表

7.1 合成生物学相关产品选型导航表

研究或实验需求	建议查看的产品表	适用研究场景	选型关注点
进行基因构建、核酸扩增、片段检测、质粒构建	表1：核酸构建、转化与基础缓冲试剂	基因片段扩增、载体构建、克隆验证、构建结果分析	缓冲体系稳定性、核酸保护能力、扩增原料纯度、酶反应兼容性
建立工程菌、工程酵母或细胞转化体系	表1：核酸构建、转化与基础缓冲试剂；表3：表达诱导、抗性筛选与克隆筛选试剂	感受态细胞制备、酵母转化、质粒导入、工程菌株筛选	转化体系类型、宿主种类、筛选标记、培养条件
配制培养基，支持工程菌、细胞或植物细胞培养	表2：培养基、细胞培养与发酵基础原料	微生物扩增、细胞培养、植物细胞培养、发酵前培养	碳源、氮源、无机盐、维生素、微量元素和渗透压条件
开展发酵培养、代谢通路验证和产物积累研究	表2：培养基、细胞培养与发酵基础原料；表5：生物制造原料、食品功能成分与下游标准品	工程菌发酵、有机酸生产、氨基酸生产、功能成分转化	底物来源、培养基组成、发酵稳定性、目标产物检测标准
进行重组蛋白表达诱导和克隆筛选	表3：表达诱导、抗性筛选与克隆筛选试剂	诱导表达、蓝白斑筛选、抗性筛选、质粒维持	诱导体系、抗性标记、宿主兼容性、筛选条件
建立稳定表达细胞或进行基因功能筛选	表3：表达诱导、抗性筛选与克隆筛选试剂	稳定细胞株建立、表达细胞筛选、基因功能研究	细胞类型、筛选浓度、处理时间、培养体系兼容性
提取、裂解、纯化或保护重组蛋白	表4：酶催化、辅酶体系与蛋白处理检测试剂	工程菌裂解、蛋白提取、包涵体处理、标签蛋白纯化	裂解方式、蛋白稳定性、变性与复性条件、纯化标签类型
研究酶催化、辅酶再生和氧化还原代谢	表4：酶催化、辅酶体系与蛋白处理检测试剂	脱氢酶反应、还原酶反应、黄素酶反应、转氨酶反应	辅酶类型、反应条件、底物兼容性、氧化还原状态
进行代谢工程、产物检测和功能通路分析	表4：酶催化、辅酶体系与蛋白处理检测试剂；表5：生物制造原料、食品功能成分与下游标准品	代谢通路验证、酶活检测、发酵产物分析、功能成分定量	检测方法、标准品纯度、样品前处理、目标产物稳定性
开发食品原料、功能成分或精准发酵相关产品	表5：生物制造原料、食品功能成分与下游标准品	母乳低聚糖、稀有糖、功能氨基酸、乳蛋白、甜味成分、抗氧化成分研究	产品身份、纯度要求、杂质控制、发酵来源、质量标准
研究生物基化学品和材料单体	表5：生物制造原料、食品功能成分与下游标准品	有机酸、二元醇、生物基单体、聚合物前体研究	发酵路线、产物浓度、检测标准、下游转化用途
进行天然产物生物合成或半合成路线研究	表5：生物制造原料、食品功能成分与下游标准品	青蒿酸、香兰素、甜菊苷等天然产物相关研究	目标分子结构、通路设计、产物检测、标准品对照
关注从上游构建到下游产品的完整研发流程	表1、表2、表3、表4、表5	从基因构建、工程菌筛选、培养发酵、酶催化到产物分析的连续研究	构建准确性、培养条件、表达效率、反应体系、产品质量

表1. 核酸构建、转化与基础缓冲试剂

分类	Cas编号	阿拉丁货号	名称	规格或纯度	产品特色与应用
基础缓冲试剂	77-86-1	T110602	三(羟甲基)氨基甲烷 (Tris 碱)	用于细胞培养, ≥99.9%(T)	用于分子克隆、电泳、蛋白纯化和酶反应缓冲体系
核酸构建与基础缓冲试剂	7365-45-9	H1521474	HEPES	注射级	用于细胞培养、酶反应和核酸相关实验的缓冲体系构建
核酸保护与螯合试剂	6381-92-6	E118596	乙二胺四乙酸二钠,二水	用于植物细胞培养, ≥99%	用于金属离子螯合、核酸保护和缓冲液配制
还原保护试剂	3483-12-3	D104861	DL-二硫苏糖醇(DTT)	用于电泳, ≥99%	用于蛋白还原、酶活保护和电泳样品处理
还原保护试剂	51805-45-9	T755610	三 2-羰基乙基磷盐酸盐盐酸盐（TCEP HCl）	UltraBio™, 适用于电泳, SDS-PAGE tested	用于蛋白还原、酶体系保护和电泳样品处理
溶剂与反应辅助试剂	67-68-5	D103280	二甲基亚砜（DMSO）	医药级, PharmPure™	用于高GC模板扩增辅助、小分子溶解和细胞冻存相关实验
核酸电泳试剂	9012-36-6	A434535	琼脂糖	分子生物学级, 高EEO	用于DNA和RNA片段电泳分离及构建结果分析
核酸构建与能量供体	34369-07-8	A100885	腺苷-5′-三磷酸二钠盐水合物	用于细胞培养, Moligand™, ≥99%	用于连接酶反应、能量依赖型酶反应和代谢研究
核酸扩增原料	1927-31-7	D501048	2'-脱氧腺苷5'-三磷酸[dATP]三钠三水合物	Moligand™, ≥98%	用于聚合酶链式反应、测序和DNA合成反应
核酸扩增原料	102783-51-7	D105435	三磷酸脱氧胞苷钠盐	≥98%	用于DNA扩增、测序和核酸合成体系
核酸扩增原料	93919-41-6	U759851	UltraPure dGTP (100mM)	BioReagent, 无DNA酶和RNA酶, PCR试剂, 通过内毒素测试, UltraBio™, 分子生物学级, 无菌, for DNA and RNA applications, ≥99%, 100mM	用于DNA扩增、测序和分子生物学反应体系
核酸扩增原料	27821-54-1	D276553	2'-脱氧胸苷5'-三磷酸[dTTP]三钠盐（水溶液）	≥99%, 100 mM	用于DNA扩增、测序和核酸合成反应体系
细胞转化与培养辅助试剂	10035-04-8	C118444	氯化钙,二水	用于细胞培养, 用于昆虫细胞培养, 用于植物细胞培养, ≥99%	用于感受态细胞制备、细胞培养和离子环境调节
酵母转化试剂	6108-17-4	L755638	乙酸锂二水合物	UltraBio™, ≥99.0%(anhydrous basis)	用于酵母转化、质粒导入和工程菌株构建
核酸转化与生物分子处理助剂	25322-68-3	P615493	聚环氧乙烷	粘度65-115 cps	用于核酸转化、生物分子沉淀和高分子辅助处理

表2. 培养基、细胞培养与发酵基础原料

分类	Cas编号	阿拉丁货号	名称	规格或纯度	产品特色与应用
发酵碳源	50-99-7	D432810	D -(+)-葡萄糖	无水级,PharmPure™,USP,BP,欧洲药典（Ph.Eur）,ACS	用于微生物发酵、细胞培养和代谢通路底物供应
碳源与保护剂	56-81-5	G116209	甘油	用于细胞培养, 用于昆虫细胞培养, ≥99%(GC)	用于发酵碳源、菌种保存和细胞冻存保护
培养基复合营养源	8013-01-2	Y278676	酵母浸粉	用于细胞培养	用于微生物培养、发酵培养基配制和工程菌生长支持
培养基复合氮源	73049-73-7	P139522	酵母蛋白胨	适用于微生物学, CellNourish™ Basic	用于微生物培养、工程菌扩增和发酵培养基配制
培养基复合氮源	91079-40-2	T139519	胰蛋白胨	CellNourish™ Basic, 试剂级	用于工程菌培养、表达体系扩增和发酵培养基配制
培养基无机盐	7647-14-5	C111542	氯化钠	用于植物细胞培养, ≥99.5%	用于培养基渗透压调节、离子强度控制和细胞培养体系配制
培养基磷源	7778-77-0	P113042	磷酸二氢钾	用于植物细胞培养, ≥99%	用于培养基磷源补充、缓冲体系构建和细胞生长调节
培养基磷源	7758-11-4	D433945	磷酸氢二钾	无水级, 优级试剂, 适用于分析	用于培养基磷源补充、缓冲体系构建和发酵过程调节
培养基氮源	7783-20-2	A112104	硫酸铵	用于植物细胞培养, ≥99%	用于发酵培养无机氮源补充和蛋白沉淀实验
培养基无机盐	10034-99-8	M434885	硫酸镁七水合物	医药级, PharmPure™	用于镁离子补充、酶反应辅助和细胞培养体系配制
培养基微量元素	7782-63-0	F116341	硫酸亚铁七水合物	用于植物细胞培养, ≥99%	用于植物细胞培养、微量元素补充和氧化还原酶相关研究
培养基维生素	68-19-9	V104142	维生素B12	用于细胞培养, 用于昆虫细胞培养	用于细胞培养、微生物代谢研究和营养强化相关体系
培养基维生素	83-88-5	R434261	(−)-核黄素	PharmPure™, USP	用于细胞培养、黄素辅酶前体补充和微生物代谢研究
培养基维生素	58-85-5	B476742	生物素	PharmPure™, USP	用于细胞培养、羧化酶相关代谢研究和发酵培养体系
发酵过程助剂	63148-62-9	S433164	硅油	粘度5 cSt(25°C)	用于发酵过程消泡、培养体系液面控制和过程稳定性维护

表3. 表达诱导、抗性筛选与克隆筛选试剂

分类	Cas编号	阿拉丁货号	名称	规格或纯度	产品特色与应用
表达诱导试剂	367-93-1	I485502	异丙基β-D-硫代吡喃半乳糖苷溶液	现成IPTG溶液,用于蓝白色筛选	用于诱导表达、重组蛋白生产和克隆筛选体系
显色筛选试剂	7240-90-6	X274331	5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷	超纯级	用于蓝白斑筛选、报告基因检测和克隆结果判定
抗性筛选试剂	69-52-3	A105484	氨苄青霉素钠	用于细胞培养	用于质粒筛选、工程菌培养和克隆筛选实验
抗性筛选试剂	25389-94-0	K742567	硫酸卡那霉素	效价≥750IU/MG	用于工程菌筛选、质粒维持和抗性标记系统
抗性筛选试剂	56-75-7	C1509569	氯霉素溶液 (34 mg/ml, 无菌)	无菌过滤,BioReagent,用于细胞培养,无菌,34 mg/ml	用于质粒筛选、双质粒系统维持和工程菌培养
细胞筛选试剂	58-58-2	P432998	嘌呤霉素	用于细胞培养, Ready Made Solution, from Streptomyces alboniger,10 mg/mL in H2O	用于稳定细胞株筛选、表达细胞筛选和基因功能研究

表4. 酶催化、辅酶体系与蛋白处理检测试剂

分类	Cas编号	阿拉丁货号	名称	规格或纯度	产品特色与应用
蛋白变性试剂	57-13-6	U111904	尿素	用于细胞培养, ≥99.5%(T)	用于包涵体溶解、蛋白变性和蛋白复性研究
蛋白变性试剂	50-01-1	G108675	盐酸胍（Guanidine hydrochloride）	用于蛋白分析, ≥99.5%	用于蛋白变性、包涵体处理和核酸提取相关实验
蛋白酶抑制剂	329-98-6	P105539	苯甲基磺酰氟(PMSF)	Moligand™, ≥98%(GC)	用于蛋白提取过程中的蛋白酶抑制和样品保护
细胞裂解酶	12650-88-3	L105521	溶菌酶来源于鸡蛋白	生物活性,ActiBioPure™,天然,高性能,EnzymoPure™,≥20000U/mg enzyme powder	用于细菌细胞壁裂解、蛋白提取和工程菌样品处理
样品处理酶	39450-01-6	P109033	蛋白酶K	EnzymoPure™, 冻干粉，≥30 units/mg protein	用于核酸提取、蛋白降解和生物样品前处理
蛋白纯化试剂	288-32-4	I432539	咪唑	无水级, ACS, ≥99%	用于组氨酸标签蛋白纯化、洗脱体系和重组蛋白制备
显色检测底物	54827-17-7	T100417	3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）	Standard for GC, ≥99%(GC)	用于酶联检测、过氧化物酶显色反应和生物样品分析
荧光染色试剂	28718-90-3	D106471	4',6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐	≥98	用于DNA染色、细胞核观察和细胞工程实验检测
氧化还原辅酶	53-84-9	N432855	β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水合物	Moligand™, 用于细胞培养, ≥96.5%(HPLC),≥96.5%(spectrophotometric assay), from yeast	用于脱氢酶反应、氧化还原代谢和酶催化体系
氧化还原辅酶	606-68-8	N106933	还原型辅酶I 二钠(β-NADH)	≥98%	用于脱氢酶反应、氧化还原催化和代谢检测体系
氧化还原辅酶	24292-60-2	N113163	氧化型辅酶II 二钠(β-NADP-Na₂)	≥97%	用于合成代谢、氧化还原酶反应和代谢通路研究
氧化还原辅酶	2646-71-1	N1510346	还原辅酶Ⅱ四钠盐水合物（β-NADPH四钠盐水合物）	≥99%	用于还原酶反应、生物合成通路和辅酶再生研究
氧化还原辅酶	84366-81-4	F100990	黄素腺嘌呤二核苷酸二钠盐水合物	用于细胞培养, ≥95%	用于黄素酶反应、氧化还原催化和代谢工程研究
氧化还原辅酶	130-40-5	R431711	核黄素5′-单磷酸钠盐(FMN-Na)	欧洲药典（Ph.Eur）	用于黄素酶反应、电子转移研究和代谢通路分析
氨基酸代谢辅酶	54-47-7	P101875	磷酸吡哆醛（PLP）	Moligand™, 用于细胞培养, ≥98%	用于转氨酶、脱羧酶和氨基酸代谢通路研究
脱羧酶辅酶	154-87-0	T111202	焦磷酸硫胺素	≥98%	用于脱羧酶反应、碳链转移和代谢工程研究
血红素辅因子	16009-13-5	H140872	氯化血红素	Moligand™, ≥95%	用于血红素蛋白、细胞色素和氧化还原酶研究
氧化还原调控试剂	70-18-8	G774620	谷胱甘肽(还原型)	PharmPure™,欧洲药典（Ph.Eur）	用于蛋白折叠、氧化还原调控和细胞保护相关研究

表5. 生物制造相关原料、功能成分研究品与下游检测标准品

分类	Cas编号	阿拉丁货号	名称	规格或纯度	产品特色与应用
发酵来源功能高分子	9067-32-7	S1519992	透明质酸钠	注射级,分子量：60-149万	用于发酵来源高分子原料研究、医用材料和质量标准分析
母乳低聚糖原料	41263-94-9	F130960	2'-岩藻糖基乳糖	≥95%	用于母乳低聚糖研究、精准发酵产物分析和食品原料开发
母乳低聚糖原料	14116-68-8	L665784	乳糖-N-四糖（LNT）	≥98%	用于母乳低聚糖研究、精准发酵产物分析和标准品对照
母乳低聚糖原料	41312-47-4	F665778	3-岩藻糖基乳糖（3-FL)	≥99%	用于母乳低聚糖研究、发酵产物检测和食品原料质量分析
母乳低聚糖原料	128596-80-5	S161055	3’-唾液酸乳糖钠盐	≥98%	用于母乳低聚糖研究、唾液酸化糖分析和精准发酵产物检测
稀有糖原料	551-68-8	P120931	D-阿洛酮糖	≥98%	用于稀有糖生物转化研究、酶催化产物分析、食品相关研发及标准品对照；实际食品用途须符合当地法规、质量规格、适用人群和用量要求
糖类代谢功能成分	131-48-6	A100555	N-乙酰神经氨酸	≥98%	用于糖类代谢研究、发酵产物分析和功能成分开发
精准发酵蛋白相关原料	9045-23-2	L304933	β-乳球蛋白（BLG）	BioReagent, ≥95%, derived from milk	乳源 β-乳球蛋白对照品，用于乳蛋白研究、精准发酵蛋白对照和食品蛋白分析
发酵功能成分	56-12-2	A1521636	γ-氨基丁酸（GABA）	无动物源,≥99%,生物酶法	用于功能食品原料研究、酶法转化和氨基酸代谢分析
发酵氨基酸衍生物	3081-61-6	T1521655	L-茶氨酸	无动物源,≥98%,发酵法	用于发酵法功能成分研究、氨基酸衍生物分析和食品原料开发
发酵功能成分	497-30-3	L134175	L-(+)-麦角硫因	Moligand™, ≥98%	用于微生物发酵功能成分研究、抗氧化体系和细胞保护实验
氧化还原功能成分	72909-34-3	D134423	吡咯喹啉醌 (PQQ)	≥98%(HPLC)	用于氧化还原代谢研究、功能成分分析和细胞活性相关实验
食品与医药相关功能成分	50-81-7	L432790	L -抗坏血酸	UltraBio™, 超纯级, ≥99.5%(RT)	用于维生素类原料研究、抗氧化体系和细胞培养相关实验
天然甜味成分	57817-89-7	S107706	甜菊苷	Moligand™, ≥80%(HPLC)	用于甜味成分生物合成研究、植物天然产物分析和食品配方研究
生物制造氨基酸原料	56-86-0	L774633	L-谷氨酸	无动物源,USP,JP,欧洲药典（Ph.Eur）,用于细胞培养,≥98.5%	用于发酵氨基酸研究、细胞培养和代谢通路分析
生物制造氨基酸原料	657-27-2	L113006	L-赖氨酸盐酸盐	无动物源, USP, JP, 欧洲药典（Ph.Eur）, 用于细胞培养, ≥98.5%	用于发酵氨基酸研究、细胞培养和营养强化相关实验
生物制造氨基酸原料	107-95-9	A105703	β-丙氨酸	Moligand™, ≥99%	用于氨基酸代谢研究、发酵产物分析和生物制造原料开发
生物基化学品	50-21-5	L108839	DL-乳酸	AR, 85-90%	用于乳酸发酵研究、聚乳酸原料分析和有机酸检测
生物基化学品	110-15-6	S431422	琥珀酸	PharmPure™,ChP,JP,ACS,NF,crystalline	用于发酵有机酸研究、生物基化学品开发和代谢产物分析
生物基单体	97-65-4	I106140	衣康酸	化学纯（CP）, ≥99%	用于生物基材料单体研究、发酵产物分析和聚合物前体开发
生物基材料原料	504-63-2	P108206	1,3-丙二醇	Standard for GC, ≥99.5%(GC)	用于生物基聚酯单体研究、发酵产物分析和气相检测标准
生物制造风味成分	121-33-5	V431597	香兰素	适用于合成	用于风味物质生物合成研究、发酵产物分析和标准品对照
天然产物中间体	80286-58-4	A414340	青蒿酸	≥98%	用于天然产物生物合成研究、代谢工程和半合成路线分析

注：以上为阿拉丁代表性科研、分析检测、配方研究及生物制造相关产品。部分产品可用于发酵产物分析、标准品对照或工艺研究，不代表该货号可直接作为食品、药品、医疗器械或工业生产原料使用。实际用途请以官网规格、COA、质量文件及适用法规为准，更多产品规格、级别、COA 信息可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。

参考文献

[1] National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering. Synthetic Biology. National Institutes of Health. Accessed 2026-06-03.

[2] National Human Genome Research Institute. Synthetic Biology. National Institutes of Health. Accessed 2026-06-03.

[3] Kitano S, Lin C, Foo J L, Chang M W. Synthetic biology: Learning the way toward high-precision biological design[J]. PLOS Biology, 2023, 21(4): e3002116.

[4] Purnick P E M, Weiss R. The second wave of synthetic biology: from modules to systems[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2009, 10(6): 410-422.

[5] Lee S Y, Kim H U, Chae T U, et al. A comprehensive metabolic map for production of bio-based chemicals[J]. Nature Catalysis, 2019, 2: 18-33.

[6] Food and Agriculture Organization of the United Nations. Cell-based food and precision fermentation. FAO. Accessed 2026-06-03.

[7] Cravens A, Payne J, Smolke C D. Synthetic biology strategies for microbial biosynthesis of plant natural products[J]. Nature Communications, 2019, 10: 2142.

[8] Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health. Biomanufacturing and Synthetic Biology. CDC/NIOSH. Accessed 2026-06-03.

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Da — 若无特别说明，分子量单位默认为道尔顿。 Mw — 重均分子量。 Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用，不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《合成生物学是什么？从上游试剂工具链到生物制造应用的产业化路径》. 阿拉丁知识库，更新于 2026年7月2日。
                            https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/what-is-synthetic-biology-the-industrialization-pathway-from-upstream-reagent-toolchains-to-biomanufacturing-applications.html

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