中国科学院天津工生所展示二氧化碳合成淀粉技术新路径

6月18日，“活力中国调研行”记者团走进中国科学院天津工业生物技术研究所，现场观摩了一项将二氧化碳转化为淀粉及糖类的合成技术。这项曾被视作“天方夜谭”的工艺，如今已在实验室中实现。

“搭积木”式合成：绕开植物光合作用

淀粉在自然界中的生产高度依赖植物的光合作用，而天津工生所的科研团队另辟蹊径，探索出一条不依赖植物、从头合成淀粉的新途径。副所长田朝光在现场向记者团展示了实验室产出的合成淀粉样本，并用“搭积木”来形象描述这一化学合成过程。

“淀粉自然合成依赖植物的光合作用，我们通过‘搭积木’，实现二氧化碳到淀粉的从头合成。”——中国科学院天津工生所副所长田朝光

技术背景：二氧化碳到淀粉的转化逻辑

所谓“从头合成”，是指在不依赖生物体天然代谢途径的前提下，通过人工设计的化学反应模块，将无机物（二氧化碳）直接转化为有机物（淀粉）。这种路径跳过了植物的光合作用环节，理论上可以大幅缩短生产周期、降低土地和水资源依赖。

未来应用场景：粮食安全与碳中和

田朝光副所长介绍，该技术未来若投入规模化应用，有望在两大议题上发挥作用：

• 应对全球粮食危机：人工合成淀粉可作为非耕地生产的粮食原料，减轻对农业资源的依赖；
• 助力碳中和：将工业排放的二氧化碳转化为具有经济价值的淀粉，实现碳的资源化利用。

该技术目前仍处于实验室阶段，但已为生物制造领域提供了一个全新的技术方向。

天津工生所高通量平台提升效率，生物制造产业规模达1.1万亿元

6月18日，科研人员在中国科学院天津工业生物技术研究所（简称：天津工生所）智能生物制造中试平台工作。随着生物制造技术不断突破，支撑其创新链条的科研平台与方式正在发生变革。

在中国科学院天津工生所的高通量自动化工业菌种铸造平台内，几台自动化设备可以昼夜不息地进行实验。研究员王猛介绍，该功能岛能同时进行成百上千个实验，相较于手动操作，效率提高了几个数量级，标准化数据也抹平了过去人工操作带来的误差。

生物制造的核心逻辑是通过筛选和改造合适的细胞、酶等生物体或其组分来建立“细胞工厂”，从而实现人类所需化学品、食品等的量产。从实验室的0到1突破，到工业层面的规模化应用，人工合成淀粉的成功是整个产业发展的缩影。

十五五规划重点布局，AI赋能药物研发

产业规模上，工业和信息化部数据显示，“十四五”期间，我国生物制造产业规模稳步扩大，总规模已达1.1万亿元。面向未来，“十五五”规划纲要已明确提出前瞻布局未来产业，生物制造正是其中的重点领域之一。

与此同时，人工智能技术的突飞猛进正在为生物制造领域注入新动力。在南开大学药物化学生物学全国重点实验室内，人工智能已成为科研人员的高效助手。

南开大学生命科学学院教授郭宇介绍，针对特定的药物靶点，人工智能可以针对性地设计出一些自然界中原先并不存在的蛋白质。这些人工设计的蛋白质被合成后，通过实验验证其效能，大大提升了新药的研发效率。

这种从蛋白设计到实验数据分析的全流程智能化介入，正在有力促进生物医药行业的发展。业内人士指出，AI与生物制造的深度结合，将加速从基础研究到产业应用的价值转化。

中药智能分选系统亮相天津 十几秒识别药材真伪

6月18日，科研人员在南开大学药物化学生物学全国重点实验室进行样品拍摄。新华社记者 李然 摄

在天津滨海新区国家现代中药创新中心绿色智能制造部，高级经理刘长青拿起一根红参，演示了中药智能分选系统的操作。该系统能够在十几秒内自动判断药材的好坏与真伪，目前可识别出50多种药材。

效率是传统人工的6倍

据现场演示，中药智能分选系统依托机器视觉等自动化技术，替代了传统人工目视检测流程。刘长青表示，该系统的识别效率是传统人工的6倍，可大幅缩短药材筛选时间。

“拥有火眼金睛的中药智能分选系统，可识别出50多种药材，是传统人工识别效率的6倍。”——高级经理刘长青

这一系统主要应用于中药分选环节，通过图像识别快速区分合格品与劣质品，降低人工判断误差。

天津国家现代中药创新中心开放共享平台 探索中药与益生菌联合发酵技术

6月18日，在天津滨海新区国家现代中药创新中心，一系列围绕中药创新的设备共享与生物发酵技术成果对外展示。该中心通过开放仪器平台降低研发门槛，同时联合高校攻关中药与益生菌的联合发酵技术，已取得实验验证效果。

设备共享平台：降低创新门槛

中心内的设备共享服务平台面向高校科研院所和企业开放。负责人高欣然介绍，多台设备可提供从中药成分分析到药效机制验证的完整服务。这一模式的核心目的在于降低研发门槛，助力中药创新。

“平台面向高校科研院所和企业开放共享，核心目的是降低研发门槛，助力中药创新。”——高欣然

中药生物工程实验室：攻关发酵技术

深挖中医药潜能是近年来生物制造领域的又一方向。在国家现代中药创新中心中药生物工程实验室，总经理王苹展示了一盒复合益生菌冻干粉。该实验室联合天津大学合成生物技术全国重点实验室，攻关中药与微生物益生菌联合发酵技术。

“我们设立中药生物工程实验室，联合天津大学合成生物技术全国重点实验室攻关中药与微生物益生菌联合发酵技术，相关成果经实验验证对调节肠道代谢、控制体重具有积极作用。”——王苹

技术解读：中药与益生菌联合发酵

中药与微生物益生菌联合发酵技术，是将传统中药材与特定益生菌菌株在可控条件下共同发酵，使中药成分与微生物代谢产物协同作用，产生新的活性物质。该技术在肠道健康和体重管理领域展现出应用潜力，为中药现代化提供了新的生物制造路径。

国家现代中药创新中心位于天津滨海新区，设有绿色智能制造部等多个部门。上述探索表明，通过开放共享平台与跨学科技术融合，中药产业的研发效率和创新空间正在得到系统性提升。

天津聚集一批科研机构与企业 推动生物制造产业发展

立足全国先进制造研发基地定位，天津正成为我国北方生物制造产业的重要聚集地。中国科学院天津工生所、国家合成生物技术创新中心、天津大学合成生物与生物制造学院等一批科研机构汇聚于此，华熙生物、合源生物等优质企业已落地扎根。

中药生物工程实验室展示最新产品

6月18日，国家现代中药创新中心中药生物工程实验室，总经理王苹向记者展示最新产品。该实验室作为创新中心的核心部门，专注于中药与生物技术的融合研究。

益生菌与中药智慧深度融合

天津大学合成生物与生物制造学院助理研究员王丽娜介绍，团队依托生物制造技术，对益生菌开展精准功能设计与组合优化，融入药食同源的传统中药智慧，打造出精准、科学且有效的代谢及健康方案。

“药食同源”指许多食物兼具药用价值，传统中药常利用这一原理进行调理。团队通过生物制造对益生菌进行功能设计，使其携带特定中药成分，从而形成协同增效的健康方案。

产业生态日趋完善 未来成果可期

随着科研机构与企业在天津持续聚集，生物制造产业生态加速成型。从基础研究到产业化应用，天津已形成较完整的上下游链条。

据记者了解，未来聚焦创建细胞工厂的生物制造领域，预计将涌现更多创新成果，进一步巩固天津作为北方生物制造产业高地的地位。