北京2026年3月27日 /美通社/ -- 知名基因检测服务商擎科生物今日正式宣布，旗下纳米孔测序服务品牌擎科测序Ultra全面亮相。擎科测序Ultra基于纳米孔测序技术，在精准度上可替代传统Sanger测序，且服务价格更具竞争力，同时具备Sanger无法实现的长读长与多序列拆分能力。此次品牌发布，是擎科生物将纳米孔测序技术积累全面向市场兑现的战略行动，对外作出明确承诺：以行业领先精准度标准，覆盖所有类型样本的测序需求。

与此同时，擎科测序Ultra专属LOGO同步发布——以GCGCGC、AAAAAA等测序特征序列交织构成靶形图案，靶心所指唯一含义：准。这一视觉符号是擎科对每一位提交样本的客户的公开承诺，也是品牌立场的集中体现。

"测序行业长期存在一个被忽视的需求缺口——高GC、重复序列、低频突变、复杂结构等难测样本，始终得不到真正可靠的答案。科研人员不得不反复补测、将就数据，或放弃某些研究方向。擎科测序Ultra存在的意义，就是让这种困境不再发生。"

—— 擎科生物-检测中心负责人

品牌战略背景：直面行业长期未被满足的精准需求

在生命科学研究与生物产业持续深化的背景下，测序技术的精准度与适用范围，已成为制约科研突破的关键变量。擎科生物基于二十年测序服务积累的大量客户数据发现，测序失败与重复提交问题，高度集中于少数特定类型的高难度样本——而这些样本，恰恰是现有测序方案长期回避、或处理效果不达预期的领域。

擎科测序Ultra正是针对这一系统性需求缺口而建立的专属解决方案品牌。值得关注的是，Ultra在精准度上已达到可替代Sanger测序（一代测序）的水平，同时兼具Sanger所不具备的长读长与混合样本处理能力，且服务价格较Sanger更具竞争力——这意味着用户在无需额外成本的前提下，即可获得更强的测序能力。

三大核心能力：可量化的技术突破

擎科测序Ultra以单reads准确度99.9%、一致性序列准确度99.99%为基础，在三个维度实现对传统测序及同类纳米孔服务的显著提升：

• 准——高精准，攻克难测痛点：精准解读高GC/重复序列，有效应对行业常见测序失败场景；清晰解析AAV病毒sgRNA大环状结构、发卡结构等复杂基因结构；精准识别SNP低频突变及微量污染，灵敏度居表现优异。
• 长——长读长，全质粒/全片段一次测通：全质粒测序无需引物设计，精准验证插入片段与拷贝数，适配载体构建与基因治疗质控；16S/ITS全长测序物种分类分辨率可达种/株水平；病毒全长测序支持准种多样性解析，助力疫情溯源与疫苗研发质控。
• 多——多序列拆分，混合样本清晰解析：多重PCR检测并行筛查多靶标；SNP分型检测精准解析单倍型；基因编辑位点验证与脱靶检测；杂交瘤天然配对全长抗体序列一次获取；混合文库高通量结构变异检测。

擎科测序Ultra在定价上直接对标Sanger测序（一代测序）并具备价格竞争优势，同时具备三代测序级别的复杂样本处理能力，价格仅为同类三代测序服务的1/3至1/2。散样与批量提交均可灵活下单，提供个性化报告分析，承诺次日上午9时前出具结果，全面保障科研与生产节奏。

"擎科测序Ultra的发布，不是一次营销动作，而是一次公开的技术承诺。我们选择以最难的样本作为标准，而不是以最理想的条件为参照。这一承诺将由每一份客户数据来检验。"

—— 擎科生物-检测中心负责人

在RNA干扰（RNAi）研究及小核酸创新药早期开发流程中，未经化学修饰的siRNA裸序列是进行机制探索、靶点验证与候选分子高通量筛选的核心工具。合成周期过长往往成为制约早期研发效率的关键瓶颈之一。擎科生物此次通过流程再造与产业链协同，实现了从"工作日"到"自然日"交付的思维转变，旨在直接降低研发过程中的时间"沉默成本"，提升科研与药物发现的可预测性。

聚焦筛选，应对早期研发挑战

此项服务主要面向早期研发的筛选阶段，设计覆盖了多个关键应用场景：

靶点快速验证：支持合成多条序列进行初步功能测试。

高通量体外筛选：能够快速提供数十至上百条siRNA，满足大规模细胞实验的迫切需求。

候选序列评估：为后续小核酸药物的功能验证提供数据支持。

前期研究准备：为深入的机理研究奠定分子基础。

"快"与"稳"并行的交付体系

根据擎科生物发布的信息，其服务特点突出体现在：

1、交付时效显著提升：标准规格（5 nmol/2 OD）产品交付最快可达3个自然日，较行业常规周期缩短约30%-50%。

2、质量保持稳定：每条序列均经过质谱（MS）严格质检，内部验证数据显示其敲降效率与常规周期合成产品无统计学差异。

3、服务灵活度高：提供从微量（5 nmol）到大量（1000 nmol）的宽范围规格定制，适配从初筛到剂量探索的不同实验阶段。

4、产业链自主可控：依托从合成设备、核心原料到工艺技术的全链条自主能力，保障了生产环节的稳定与高效响应。

从单一服务到平台化解决方案

擎科生物此次推出的快速合成服务，并非孤立的产品升级，而是其寡核苷酸CRDMO平台能力的一次前沿展示。擎科生物在寡核苷酸合成领域拥有超过20年的技术积累，其平台已能提供从研究级合成、临床前开发样品制备到符合GMP标准的原料药生产的一站式服务。此次将siRNA裸序列的交付时间压缩"快至3自然日交付"，展现了其在工艺优化与生产调度方面的强大整合能力，为其在竞争激烈的小核酸药物CRDMO赛道中增添了差异化优势。

随着RNAi疗法和小核酸药物的快速发展，市场对早期研发工具的速度、质量和成本提出了更高要求。擎科生物推出siNRA裸序列“快至3自然日交付”服务，直击了早期研发中"等不起"的痛点，不仅有助于国内科研机构和新药研发企业加速项目进程，也可能促使行业重新思考并提升研发供应链的整体响应标准。

Tsingke iGEM全球青年支持计划赋能青年科研创新

iGEM作为合成生物学领域最具影响力的国际赛事之一，每年都汇聚全球知名高校的优秀青年科研人才。擎科生物作为全球领先的DNA合成服务商，依托在基因合成领域的技术与平台优势，推出「Tsingke iGEM全球青年支持计划」，为入选iGEM 2025的队伍免费提供最高20kb基因合成服务。该计划已成功支持复旦大学、天津大学、江南大学、华沙理工大学等全球多支参赛队伍，为其提供高质量、快速交付的基因合成体验。

"自然日交付"打破行业惯例的效率革命

2025年3月，擎科生物率先在行业内推出基因合成产品 "自然日交付"模式，成为率先公开承诺"自然日履约"的企业。
该模式实现了从下单到交付按自然日计算、跨节假日不停工，彻底打破长期存在的"周末节假延期"瓶颈，最快3天即可交付，树立了行业全新效率标杆。

擎科生物基因合成负责人表示："自然日交付"不仅仅是周期数字的变化，更是我们对研发与生产效率的重新定义。通过基因合成自主全产业链，我们正在帮助全球科学家把更多时间留给创新本身。"

高效背后的技术实力

擎科生物"自然日交付"服务背后是强大的技术支撑体系：

全产业链自主可控：从原料、设备到工艺全面自研；

合成精度提升：引物合成突变率降低，杜绝返工；

组装效率升级：多片段合成能力显著增强；

检测保障完善：Sanger测序 + NGS双重验证；

智能制造体系：MES系统精控全流程，实现高效闭环管理。

快速交付助力金奖项目落地

在本届iGEM大赛中，多个获奖项目都受益于擎科生物的快速基因合成服务：

复旦大学iGEM战队Fudan为应对全球真菌感染与耐药性问题，开发了DR.sTraTeGY创新平台。该项目基于多细胞酵母底盘，能够实时追踪真菌耐药性的演化动态。擎科生物为其提供了近19kb的基因合成服务，以快速精准的技术支持助力其斩获金奖。

江南大学iGEM战队Jiangnan-China针对抗生素耐药性挑战，以酿酒酵母为底盘细胞，设计CytoFlow平台，成功构建高效合成人源抗菌肽LL-37的细胞工厂。团队负责人表示："与擎科生物的合作体验令人满意，其提供的基因合成服务质量可靠、交付迅速，为项目后续的工程化尝试奠定坚实基础。"

赋能科研创新，加速科学发现

在本届iGEM大赛期间，擎科生物通过"自然日交付"基因合成服务，累计为参赛团队提供近140kb的基因合成支持，成为他们斩获佳绩的重要保障。

擎科生物iGEM项目负责人表示："在科研中，时间往往是最宝贵的资源。我们希望用极致效率与高质量服务，帮助科研团队突破技术壁垒，更快实现创新构想。未来，我们将持续以技术和行动诠释与科研人并肩作战的承诺——让每一个创意更快成型，让每一次探索更高效落地。"

展望未来：以"读-改-写"技术平台驱动行业进步

依托"基因读改写"全链路技术平台，擎科生物已为全球30万+客户提供支持，覆盖科研、医药、产业多领域应用。擎科生物始终以"打造世界伟大的基因工厂"为愿景，秉持"生物科技让世界更美好"的使命，不断推动合成生物学技术的进步与产业发展。

青年科学家从不缺少改变世界的奇思妙想。然而，将一个绝佳的科研构想落地为现实，常常受限于技术与资源。

为此，擎科生物发起 「Tsingke iGEM全球青年支持计划」，旨在通过专业高效的基因合成支持，为合成生物学新锐赋能，助力顶尖学生团队跨越技术门槛，专注探索与突破，真正“合成”出他们心中的未来。

计划自启动以来，反响热烈。今天，我们特别聚焦三支中国团队——TJUSX，iGEMtianjin与ZJUT-China，分享他们的iGEM旅程与进展，看他们如何用合成生物学，在各个领域开启未来新图景。

团队展示：梦想实验室

团队一：TJUSX (天津大学浙江绍兴研究院)—— "智能活体药物平台"开拓者

项目名称：ProbiEase——面向疾病的益生菌设计 AI 平台

ProbiEase：AI platform of Probiotia Design for Disease(Case Study: Parkinson's Disease)

项目标签：AI制药、神经疾病治疗，益生菌，药物递送

故事缘起：面对疾病-益生菌关联缺乏系统性数据整理、活体药物"难以稳定定植、难以按需释放、转化可复制性差"、帕金森治疗药物难以绕过血脑屏障等难题，TJUSX团队决心打造安全、可控、可复用的活体药物平台。

创新设计：团队整合了目前大部分的疾病-益生菌的论文，整合成一个具有查询、AI问答、知识图谱功能的数据库。面向帕金森疾病，采用鼻腔—脑轴递送，将"定植黏附—治疗释放"通过群体感应深度耦合，打造安全、可控、可复用的活体药物平台。

擎科支持：擎科生物提供了快速的响应与稳定的交付，合成片段测序全匹配，缩短了团队的构建周期。

当前进展：在擎科合成的基因支持下，团队已完成菌株构建和初步验证，报告回路与功能模块已进入表达与表征阶段，并成功获得初步的剂量/功能响应趋势，显著压缩了构建周期，降低了多片段拼接的不确定性，使核心模块能够提前进入功能验证。

团队二：iGEMtianjin (天津大学) —— "美丽冻人"的守护者

项目名称：KUNPENG

项目标签：时尚科技、抗冻材料

故事缘起：寒冷天气常常成为我们追求美丽的阻碍——车门冻住、护肤品结冰……iGEMtianjin团队从极地生物的御寒智慧中汲取灵感，立志用科技守护冬日里的时尚。

创新设计：项目 "KUNPENG" 融合合成生物学与机器学习技术，设计出一套"抗冻蛋白-海藻糖协同防御系统" 。团队筛选了11种高活性抗冻蛋白，并将其编码基因与海藻糖合成模块整合，在酵母表面展示系统中创建了"抗冻底盘细胞"。并运用机器学习优化抗冻蛋白性能、设计新型抗冻蛋白。愿景是将这一系统融入面霜等化妆品中，为美妆行业提供创新解决方案。

擎科支持：擎科生物以飞快的合成速度和可靠的基因质量，为团队的成功奠定了坚实基础，确保了后续实验的顺利推进。

当前进展：在收到擎科合成的基因后，团队迅速完成了对新设计蛋白的分子克隆，并欣喜地获得了较好的抗冻实验数据，让"美丽不畏严寒"的愿景照进了现实。

团队三：ZJUT-China (浙江工业大学) —— "微塑料猎手"

项目名称：PlasticSense Neo——智能PET检测-降解系统
项目标签：环境修复、微塑料治理、生物传感、绿色生物制造
故事缘起：面对日益严峻的PET微塑料污染问题，ZJUT-China团队决心开发一种高效、安全的PET 微塑料污染智能检测与降解系统。
创新设计：团队构建了基于CBM3a等结合蛋白的智能检测模块，可高效识别水体中的微塑料；同时采用双酶级联降解策略（如Kubu-PM12与BHETase共展示），显著提升PET降解效率。系统还集成裂解控制与公众教育模块，兼具环境修复与科普推广价值。
擎科支持：面对复杂结构基因的合成挑战，擎科以"高成功率、高准确性"完成交付，响应及时、沟通顺畅，成为团队项目中可靠的基因合成伙伴。
当前进展：利用擎科合成的基因，团队已完成相关实验，并获得符合预期的结果，为实验奠定了坚实基础。

携手同行，合成未来

从治疗顽疾的"智能药物"，到守护美丽的"抗冻科技"，再到净化环境的"微塑料猎手"，TJUSX、iGEMtianjin与ZJUT-China团队的探索，正是全球数百支iGEM战队创新活力的缩影。他们用合成生物学的方法，在不同领域同时发力，让科研的种子在现实世界中生根发芽。

擎科生物为每一位拼搏的iGEMer感到自豪，也很荣幸能以高品质的基因合成服务，成为这些创新梦想的"助推器"。愿我们提供的"基因基石"助力全球青年学者搭建通往未来的桥梁。

目前，各团队已进入决赛前的冲刺阶段，即将登上巴黎全球总决赛的舞台，与来自全球的顶尖队伍一同展示合成生物学的新生力量。让我们共同期待这群年轻的科学家们，在iGEM舞台上绽放更耀眼的光芒！

核心技术优势：效率与精度的基石

擎科生物设备的核心竞争力在于其卓越的合成效率与稳定性：

行业顶尖耦合效率：核心产品如12P合成仪耦合效率达99.5%，旗舰型号96P-G3更突破至99.6%，显著提升产物得率与纯度。

合成速度快：96P-G3单循环时间≤5分钟，192P/B可在2小时内完成192条寡核苷酸合成，加速实验进程。

数据稳定性强，突变率低：确保合成结果高度可靠，满足基因编辑、药物研发等高精度需求。

交叉污染控制：管路分离设计（如12P）、独立通道（如溶解仪-4C）等，保障实验纯净度。

全场景产品矩阵：满足从探索到生产的每一环

1. 微量至中通量合成：灵活精准

12P合成仪：小规模研究的理想伙伴。12通道独立设计运行，灵活支持DNA/RNA/修饰核酸合成（10nmol~100μmol），耦合效率99.5%，适用于探针制备、核酸纳米材料研究。

96P-G3与96P-M：高通量合成双雄，96通道高通量设计，96P-G3单循环时间≤5分钟，支持120nt长链合成；96P-M多功能支持DNA/RNA/硫代修饰，是小核酸药物（如siRNA）和基因编辑工具（如sgRNA合成）研发的得力助手。

192P/B 与768B： 超高通量引擎。专为大规模筛选（192P/B: 2小时/192条）和基因组装/超高通量研究（768B: 768条/次）设计，推动工业化进程。

2. 药物研发级别：高载量与安全并重

Syn-HL50防爆核酸合成仪：满足GMP要求，最大规模50mmol，防爆认证【Exd ⅡB T4】，耦合效率＞99%，专为小核酸药临床试验规模生产打造（案例：20mer DNA粗品纯度83.28%）。

Syn-HL12高载量合成仪：工艺开发的强力支撑。合成规模200μM~12mM，支持18种单体，助力临床前研究和生产工艺开发与优化。

3. 高效纯化与配套：完善工作流

768纯化仪：高通量纯化专家，同步处理768条引物，打液误差±3μL，效率提升3倍，一键操作简化DNA/RNA/修饰引物脱保纯化。

溶解仪-4C：精准溶解卫士。4通道独立设计，±5μL精度，杜绝交叉污染，节约珍贵单体。

气相氨解仪：安全快速脱保。氨气/氨水双模式，90分钟快速脱保护，效率提升40%。多重安全防护，保障高通量实验安全高效。

为何全球用户信赖擎科生物？

效率标杆：99.5%+超高耦合效率是硬实力的最佳证明。

规模全面覆盖：从12通道微量合成到768通道工业化生产，全场景适配。

稳定可靠：低突变率、高数据稳定性，确保实验结果可信。

定制化服务：支持特殊瓶位、合成规模等个性化需求。

专业服务：完善的售后服务与技术支持网络，全程保驾护航。

全线赋能：不止于设备，擎科构建了"基因工厂"生态——整合自主原料、智能分子拆分组装、AI算法等核心平台，提供从DNA/RNA合成、质粒制备、抗体、蛋白表达等的一站式解决方案。

全产业链赋能，引领基因合成新时代

我们不仅提供顶尖设备，更致力于通过完全可控的全产业链体系和持续的技术创新，优化生命科学研究全流程。擎科生物将持续以更高效率、更精准的解决方案，助力科学家探索生命奥秘，加速药物研发进程，共同开创基因科技的未来！

探索无限可能，共创基因未来！

本次沙龙设置了主题报告与圆桌讨论环节，聚焦从核酸药物的结构修饰、递送系统，到适体药物筛选、非肝靶向策略、临床落地与知识产权等多个关键技术与产业话题。

技术纵深：从结构修饰到递送系统的探索

王海盛博士主旨报告围绕小核酸药物的结构类型、作用机制、代表产品以及递送系统的发展演进展开，指出化学修饰与组织靶向仍是推动核酸药物成功上市的关键变量。

陈麟先副教授则从"非肝靶向递送"的视角，展示了其团队在环状凝聚、结构控制、脑部靶向等递送技术上的原创性研究成果。通过模拟海洋高盐环境与构建环状核酸结构，显著提升了核酸稳定性与组织渗透效率，并在血管再生与神经系统疾病模型中展现良好应用前景。

张力勤副教授聚焦核酸适体的筛选与递送策略，分享了通过荧光信号破坏机制进行亲和力筛选的方法，同时指出核内递送仍是限制核酸适体广泛应用的关键瓶颈，期待平台工具进一步提速功能验证路径。

观点交锋：聚焦产业落地的现实问题与差异化策略

圆桌讨论围绕"国内小核酸药物递送技术的突破路径与产业化挑战"展开。与会专家一致认为，国内在核心修饰技术、专利保护、差异化策略等方面仍存在较大提升空间。

当前产业发展面临的共性问题包括：递送系统技术瓶颈、CMC一致性构建难度、医生患者端认知不足、原料成本较高以及同质化竞争严重。未来应聚焦未满足的临床需求和更具前瞻性的适应症方向，如罕见病和神经退行性疾病。

擎科立场：作为连接者、支持者与推动者

作为本次会议的主办方，擎科生物希望通过此次沙龙搭建起产业链上下游的沟通桥梁，汇聚技术观点，推动协作生态的建设。

擎科当前正积极布局小核酸合成与修饰服务平台，聚焦高纯度合成、差异化修饰开发、临床级原料供应体系构建等方向，持续提升在核酸药物原料与技术服务领域的专业能力。

未来，擎科将继续携手科研机构与药企合作，共同推动小核酸药物在中国实现更高效、更安全的产业转化与临床突破。

引领"自然日交付"的五大核心技术支撑

1.全产业链自主可控：实现合成原料、设备与工艺的完全自主
2.引物合成突变率降低，杜绝返工
3.基因组装效率跃升，多片段合成能力提升
4.检测技术升级，Sanger测序+NGS双重保障体系
5.智能生产体系，MES系统管理，层层精控，步步为赢

擎科生物基因合成负责人表示"自然日交付不仅仅是周期数字的变化，更是我们对研发生产效率的重新定义。通过基因合成自主全产业链，我们正在帮助全球科学家把更多时间留给创新本身"。

"基因工厂"打造高效交付体系

擎科生物基因工厂，运用智能化、工厂化思维，集合成原料、合成设备、合成工艺于一体，搭建智能化合成产线，在数字化管理系统的赋能下，可为客户提供包含核心产品基因合成在内的，寡核苷酸合成/修饰、基因检测、化学试剂、生物试剂、仪器设备、抗体蛋白、基因调控等多种服务和产品，形成强大的交付能力和产品协同优势。

总结与展望

在当前全球供应链环境日益复杂的背景下，擎科生物的"自然日交付"能力不仅代表了服务模式的升级，更彰显了中国生物科技行业的自主创新力量。随着"基因工厂"模式的持续深化，擎科将进一步优化产业链整合，确保交付速度与质量的双重保障，推动更多前沿技术落地，并为全球科学家提供更加高效、稳定的支持。

当前行业面临的主要挑战集中在三个维度：

• 技术创新 —— 高载量合成仪等关键设备的自主研发能力亟待突破；
• 成本优化 —— 核心原料的稳定供应与成本控制直接影响研发效率；
• 交付保障 —— 从设备到试剂的全流程供应时效关系到项目进度。

在这样的行业背景下，擎科生物通过全产业链布局，为生物技术企业提供了更可靠的技术支持和解决方案。其构建的自主创新体系，正在帮助行业突破发展瓶颈，推动产业向更高效、更稳定的方向发展。

擎科解法：基因工厂的"全产业链黄金三角"

• 源头掌控：四维一体全链条覆盖

擎科生物通过化学原料+智能设备+合成试剂+合成技术的全产业链布局，实现全流程自主研发与生产。  

化学原料自主化：子公司河北迪纳兴科实现CPG、分子筛、单体等关键原料100%国产化，建立了完整的原料供应体系。

设备自主研发：自主研发多种类型的高通量、高质量和高载量合成仪，合成通量从2 nmol至50 mmol不等，满足各类应用，实现关键设备的自主可控。

酶试剂闭环供应：子公司达领生物自主研发生产的克隆、qPCR等全系列试剂，全面适配国产设备，并在擎科及客户场景中累计验证数千万次，保障性能稳定、交付可控。

合成技术壁垒：擎科自动化分析软件评估基因序列的功能与结构复杂性，识别毒性基因、poly结构、重复序列等风险；多方案设计系统提供高效构建策略，显著提高成功率；密码子优化降低序列合成难度，提升蛋白表达；自主研发酵母组装与智能组装系统，支持长达200 kb大片段合成。整体交付成功率已达到行业领先水平。

• 智能筑基：Helixtech系统串联全流程

全链路数字化管控：从订单录入到质检交付，Helixtech系统实现生产、质控、物流数据实时联动，交付周期快至3天；

高效精准：自动化序列分析评估软件结合智能算法，确保序列优化快速、精准，分析速度0.1秒/个，准确度高，显著提升优化效率；

产能弹性扩展：天津、南京基因合成基地联动，日产能达百万级碱基，确保供应链稳定供应。

• 生态赋能：从本土到全球的韧性网络

次日达网络：全国20+城布局Oligo合成实验室，北京/苏州修饰引物GMP车间（梓熙生物）实现常规引物产品次日达甚至当日达；

全球化服务：服务全球30多万科研与工业客户，包括清华、北大、哈佛、斯坦福等提供专业服务，确保及时响应。

技术协作：与创新形企业开放合作，降低行业试错成本，共同构建可持续发展的技术生态体系。

• 价值重构：从企业护城河到全球生物经济新范式

擎科生物的"基因工厂"正在重塑产业规则：全产业链自主将CPG、合成仪等关键领域实现技术自主，建立完整的产业生态体系。

重定义安全标准：ISO 9001、13485、14001、45001认证+万级GMP车间，建立完整全面的质量管理体系，让"中国造"基因产品比肩国际品质；

倡导开放创新：通过技术共享与跨国协作，促进合成生物学、生物制造等领域的融合发展，推动产业链深度协同。"真正的生物安全，源于每一段寡核苷酸的自主合成。" —— 这或许是对擎科模式的最佳注解。

擎科的布局的远见 —— 将原料、设备、技术、数据全链条握于手中，当"基因工厂"从中国辐射至全球，它不仅是产业的避风港，更是中国为世界生物经济贡献的"新基建"。

一、酶工程的困境：传统改造方法的"拦路虎"

酶，作为生物催化剂的"明星"，在工业生产中扮演着重要角色。然而，自然酶在复杂多变的工业生产环境中，往往难以完全契合严苛的生产要求。为了让酶更好地服务于生产，科研人员不得不对其进行改造。

1. 传统方法的局限：随机诱变的"大海捞针"

传统的酶工程改造手段——随机诱变，曾一度发挥作用。然而，这种方法犹如"大海捞针"，筛选工作耗时耗力，且成功率极低。科研人员需要在海量的突变体中寻找那一颗"珍珠"，不仅工作量巨大，还伴随着高昂的成本。

2. 理性和半理性改造：进步中的"新痛点"

随着科技进步，理性改造和半理性改造方法应运而生。这些方法虽然比随机诱变更为高效，但仍存在诸多挑战。科研人员在进行分子对接、动力学模拟等关键分析时，需要具备极高的专业素养，且需在海量参数中艰难抉择。这一过程极为复杂，批量分析几乎成为奢望，许多科研人员因此望而却步，酶改造效率大打折扣。

二、擎科AI蛋白智能开发平台：酶工程的"超级助手"

面对传统酶工程改造的种种困境，擎科AI蛋白智能开发平台应运而生。精准解锁了酶工程改造的难题，助力企业和科研人员突破瓶颈，开启酶工程的崭新未来！

1.多维度蛋白评估：筑牢优化根基

平台从蛋白质最基础的一级序列出发，运用protein LLMs模型精准预测其复杂的三级结构。同时，整合分子对接、折叠自由能、动力学模拟等一系列先进的计算化学方法，为酶的催化活性提供全方位、深层次且详尽的数据支撑。这些数据如同稳固的基石，为酶的优化设计工作奠定坚实基础，让后续改造工作有的放矢，方向明确。

2. AI智能设计算法：提升研发效能

平台搭载先进的神经网络深度学习模型，如同一位不知疲倦且智慧超群的筛选大师。它能够对酶序列生成的多组候选突变体进行高效筛选，通过持续优化蛋白质序列，不仅显著提升了酶的活性和稳定性，还让研发周期大幅缩短。此外，筛选模型具备自我进化能力，能够根据不断反馈的数据优化分析模型，使得精准度持续提升，为酶工程研发注入源源不断的动力。

3. 密码子优化：畅通生产转化之路

紧密贴合基因工程的特性，平台将优化后的酶序列转化为稳定表达的基因模板。攻克了长期以来从体外基因合成到体内正常表达过程中的难题。助力科研人员顺利跨越"最后一公里"，快速达成实验目标，加速了酶的工业化进程。

4. 多元模型适配：满足多样需求

考虑到用户在不同场景下的多样化需求，我们精心设计了多元模型体系。采用protein LLMs模型预测获取蛋白结构。简易模型如同快速侦察兵，使用序列分析和能量计算等技术，适用于快速初步筛选；标准模型增加分子对接功能，适合中等复杂度的酶优化；专业模型涵盖动力学模拟，适用于高精度、高复杂度的酶开发。这种精细化的模型设计，让酶开发工作更加灵活高效，充分满足不同用户的个性化需求。

三、创新亮点：擎科AI平台如何引领行业变革？

1. 突破传统局限，开辟高效新路径

擎科AI蛋白智能开发平台通过多维度数据分析与AI算法预测，彻底打破了传统酶工程改造方法的桎梏。不再受限于繁琐低效的传统模式，而是开辟出一条高效、精准的全新发展路径，为酶工程的发展注入了全新活力与无限可能。

2. 加速开发流程，提升创新效率

强大的高通量筛选功能，犹如为科研人员配备了超级助手，使他们从大量重复且耗时的实验中解脱出来。研发周期的大幅缩短，在更短的时间内能够实现更多的创新突破，极大地加速了整个行业的发展步伐。

3. 降低研发成本，实现降本增效

精准的优化设计使得不必要的试错环节大幅减少。企业无需再为大量无效实验投入高昂成本，真正实现了降本增效。这不仅有助于企业提升经济效益，更让整个行业在资源利用上更加高效合理，实现可持续发展。

4. 攻克科研难题，赋能科研人员

针对科研人员在分子对接或动力学模拟分析蛋白时面临的操作繁琐、参数选择困难等棘手问题，平台给出了完美解决方案。让科研人员摆脱复杂操作的困扰，专注于核心科研工作，为科研创新提供了有力保障，激发了科研人员的创新活力。

四、未来展望：擎科AI平台助力生物制造迈向新高峰

在聚焦新质生产力的时代浪潮下，擎科AI蛋白智能开发平台正凭借功能与创新亮点，重塑酶工程发展格局，共同推动生物制造产业迈向新的高峰。

酶工程的未来已来，擎科AI蛋白智能开发平台正以科技之力，为生物制造注入无限可能。让我们携手擎科，共同开启生物制造的新篇章！

联系方式：擎科生物市场部，Market@tsingke.com.cn  

"雏鹰企业"是天津市推出的一项重要荣誉评选，旨在表彰那些在技术创新和商业模式上具有独特优势和发展潜力的企业。作为"雏鹰-瞪羚-领军"企业梯度培育体系的一部分，天津市通过科技型企业身份评价和多项指标的综合企业评价，为具有创新能力的企业提供全方位的支持与扶持。

天津擎科作为擎科基因合成全产业链中的重要一环，积极响应天津市支持创新型企业发展的政策，在激烈的市场竞争中脱颖而出，成为天津市"雏鹰企业"的新晋成员。公司始终致力于推动科技创新，深耕技术研发，不断提升自主研发的核心竞争力，成为推动天津市科技和经济发展重要力量。

"雏鹰企业"荣誉资质的授予，是天津市推动创新型经济和科技型企业发展的一个重要举措。通过该项评选，市政府旨在通过多维度评价与培育机制，促进各类创新要素向企业集聚，从而不断增强企业的创新主体地位，为本市经济的高质量发展注入新的活力。

未来，擎科生物将肩负推动"生物科技•让世界更美好"的使命，秉承"品质、创新、奋斗、共赢"的价值观，努力在科技创新的道路上不断前行，为天津市的科技创新和产业升级贡献更大力量。

王亚宁博士的行业经验与贡献

王亚宁博士在医药领域拥有丰富的经验和卓越的成就。他于1996年获得北京大学药学学士学位，1999年取得国家兴奋剂检测中心生物化学硕士学位，并于2003年在佛罗里达大学获得药学博士及统计学硕士双学位。在美国食品药品监督管理局（FDA）工作期间，王博士先后担任多个关键职位，最终担任临床药理审评室定量药理学审评部部长，主导了多项新药的审批，确保其安全性和有效性，为全球药品监管领域的进步做出了重要贡献。

全球小核酸药物的快速发展与合规挑战

随着全球小核酸药物市场的快速扩展，对高品质、合规化原料的需求日益增加。小核酸药物，尤其是用于治疗遗传性疾病、罕见病以及癌症的创新药物，已成为全球制药行业的研究热点。随着市场对这些药物的需求不断增加，企业不仅面临着技术挑战，更要确保产品符合日益严格的监管要求。

擎科生物作为合成领域的领军企业，已在小核酸药物领域积累了强大而深厚的技术基础与产业链资源。通过与王亚宁博士的合作，擎科生物将引入最新的全球监管标准和合规指导，提升企业的合规化管理能力，确保产品在复杂的市场环境中满足最高的质量和安全要求。

擎科生物的技术优势和全产业链服务

擎科生物在小核酸药物的设计、合成、递送及生产方面拥有完整的技术平台，并通过全资子公司——梓熙生物，进一步扩大了在该领域的布局。梓熙生物积累了丰富的项目经验，提供从序列设计、合成、筛选到验证的全方位服务。公司已经建立了大规模的寡核苷酸原料药生产线，可以提供从μg级到kg级的寡核苷酸合成服务，满足科研级别到GMP级别的交付需求，支持客户完成临床前研究，具备中试和放大经验，为临床及商业化需求提供定制化的服务与技术支持。

推动小核酸药物领域的技术迭代与创新

小核酸药物的开发涉及多个环节，包括适应症的选择、靶点筛选、序列设计、化学修饰、药物递送和工艺放大等。在罕见病治疗领域，小核酸药物的开发和应用潜力巨大，尤其对那些由单基因突变引起的疾病，具有高度的适配性和治疗潜力。

随着2024年诺贝尔生理学或医学奖的揭晓，Victor Ambros博士和Gary Ruvkun博士因发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用获得该奖项，也进一步推动了RNA相关技术在全球制药领域的关注与发展。

擎科生物致力于不断推动小核酸药物的核心技术的迭代创新，重点攻克小核酸合成、修饰、递送和放大等关键技术难题，在技术平台上验证药物的安全性和递送效率。通过不断提升技术创新与产业化能力，擎科生物将与国内外专家学者携手合作，推动小核酸药物在更广泛的适应症中实现突破。

今天，本篇将继续带您走进擎科基因工厂，详细探讨擎科生物在Oligo合成等方面的技术优势，以及如何通过精密控制和智能化平台，实现基因合成高效交付的背后秘密。通过技术升级与质量管理，擎科生物不仅为客户提供了可靠的产品质量保障，还为广泛应用领域的发展提供强有力的支持。

高效率和高准确度的Oligo合成

寡核苷酸（Oligo）合成是基因合成的基础模块。在基因合成过程中，短链寡核苷酸片段首先被合成，然后通过拼接和延长构建出完整的基因序列。Oligo合成不仅对基因合成至关重要，还涵盖了DNA和RNA的合成，以及修饰寡核苷酸的合成。这些合成在分子生物学、基因治疗、诊断和药物开发等领域发挥着关键作用。

• 合成效率和合成长度

Oligo合成通常采用化学合成固相亚磷酸三酯法，通过每个【脱保护，偶联，加帽，氧化】的循环逐个加入核苷酸单元，每一步反应效率都不能达到100%，且该过程会随着引物长度的增加而变得复杂。每轮寡核苷酸的合成效率都会影响最终的总合成效率。随着合成长度越长，总合成效率会降低，即使每个合成周期的效率高，但当链长增加到一定程度时，产物中的目标序列占比会显著降低。假设每步反应效率是98%，合成100 nt长度时，产物中的目标序列占比降至13.26%（98%的100次方），且较难纯化出目标的Oligo。而且较长的链会增加内部错误配率对和二级结构形成的可能性，这也将导致合成效率下降和错误率上升。

引物合成的耦合效率高低与多种因素相关，包括人员专业性、机器先进性、原料稳定性、规章制度的精细性以及环境控制的严格性。2024年年初擎科生物从"人机料法环"5个方面进行了全面升级，并严格执行周期质量跟踪。擎科生物Oligo合成每步耦合效率高达99.5%，这为总效率提供了保障，合成长度可达200 nt。

• 合成纯度

纯度指目标序列占全部序列的百分比，Oligo的纯度对于确保实验的准确性和可靠性至关重要。从实验的准确度来说，Oligo的纯度越高，实验结果通常越可靠。但在实际应用中，综合考虑成本、时间和实验需求，合理选择纯度是关键。常见的纯化方式有DSL 纯化、OPC 纯化、PAGE 纯化、HPLC 纯化等。擎科生物子公司梓熙生物是业内为数不多支持CE检测的企业，精度可达1 nt的分辨率。

• 合成修饰

为了提高Oligo在不同应用场景下的稳定性、细胞摄取效率以及特定实验的灵敏度和特异性，可以进行核苷酸变体、荧光基团、淬灭基团、化学连接基团、生物素等不同修饰。

擎科生物子公司梓熙生物，在北京和苏州布局了高质量修饰引物/探针的生产工厂，可提供百余种修饰基团，客户可根据需要进行选择，修饰位置包括5'端修饰、3'端修饰、双标修饰、中间修饰与核苷酸碱基修饰，按照功能可划分为以下几类：

擎科生物具备卓越的Oligo合成能力，不仅显著提升了基因合成的成功率和成本控制，还为mRNA疫苗研发、抗体药物制备、基因编辑、分子诊断及基础科研等领域提供了高品质的Oligo产品，为各领域客户的研究和开发提供了有力支持。同时不断优化流程与配送时效，全国20个合成基地附近均可提供次日早晨送达服务，部分基地快至当日达。

从PCR到基因组装：揭示合成关键步骤与精准验证

由于寡核苷酸从头合成长度的限制，通常采用DNA组装技术、使用短寡核苷酸作为原料来构建更长的合成片段。常用的组装方法包括全片段酶促连接法和酶促填充法。全片段酶促连接法利用DNA连接酶将具有5'磷酸化且重叠互补的寡核苷酸片段连接形成双链DNA。酶促填充法基于聚合酶循环组装（Polymerase Cycling Assembly，PCA）技术，使用DNA聚合酶将重叠的寡核苷酸延伸成双链片段，通过overlap PCR获取较长片段，然后将各片段一起组装至载体上，最终构建出完整载体。

擎科生物的基因合成智能化生产平台专注于1.5 kb以内短片段的自动化生产，能够有效减少人工操作失误并显著提高生产效率。客户可根据不同应用需求选择合适的载体骨架。公司已经建立了一个精准规范的载体库，提供160多个免费载体供选择，并可按需制备合格的线性化载体。同时，擎科生物还为客户自备的载体提供NGS测序验证，确保载体序列的准确性，并提供一年的免费存储服务，方便后续使用。

为保证高效且高质量的基因合成过程，擎科生物自主研发了高品质的重组酶、聚合酶和感受态细胞，这些都是保证载体构建及PCR片段连接反应顺利进行的关键试剂。全流程的试剂控制确保每个环节的质量。

在自动化生产过程中，载体与PCR片段的连接反应由自动移液工作站完成，复苏液通过自动涂布仪进行样品涂布，随后利用全自动菌落挑选仪筛选阳性克隆。整个过程支持二维码和条形码管理，大幅提高了生产效率，减少了人工失误。

擎科生物还采用了自主开发的"磁珠法测序平台"进行Sanger测序，确保目的序列的100%准确性。此外，创新性的Fast NGS技术用于NGS测序，进一步保障了全质粒序列的精准度。通过智能化生产线的全程控制，从自动化序列分析到筛选、测序和质检，每一环节都经过严格把控，确保基因合成的高效率和高质量。最终，擎科生物的基因合成交付率超过99.5%，最快可在3天内完成交付。

在对擎科基因工厂的探秘之旅中，我们深入探讨了擎科基因工厂的核心组成部分，从自研的高质量合成原料到创新的合成仪设备，再到高效精准的合成技术与流程控制，每一环节都为推动基因合成技术的快速发展奠定了坚实基础。通过这些创新，擎科生物不仅打破了技术壁垒，建立起全自主的产业链，还在提高核酸合成效率、合成规模的同时，保证了产品的高质量和高交付速度。

随着基因合成技术的不断进步，我们可以预见未来生物医药、基因治疗、精准医疗等多个领域都会发生前所未有的变革。擎科生物在这场技术革命中，将为相关产业注入了强劲的动力。未来，擎科生物将继续发挥创新优势，推动基因合成技术的发展，为全球生物产业带来更多突破。

擎科生物突破技术壁垒形成基因合成全自主产业链的基因工厂，并向下游多个应用领域拓展，以此推动生物技术和生物经济发展。

擎科基因工厂是以合成要素中的合成原料、合成设备及合成工艺进行自动化自我聚集，搭建出合成要素自主的生产平台，可实现稳定、高效、自动化的核酸合成。

擎科基因工厂生产的核酸类型从十几bp到十几kb甚至几百kb更长，广泛应用于各个领域，从科学研究到工业生产。例如，Oligo合成在分子生物学研究、分子诊断、基因编辑和核酸药物等多个领域中具有广泛应用，不仅为科学研究和技术创新提供了关键工具，还为拓展疾病治疗方法开辟了新途径。基因合成的应用涵盖核酸、氨基酸和蛋白质等多个领域，在基础科研中发挥着关键作用，同时也广泛应用于核酸疫苗、基因细胞疗法等领域。而基因组合成和最简基因组合成的应用，则包括生物育种、菌种改造以及代谢改造等领域的应用，将对未来食品和材料领域产生积极影响。

为揭开擎科基因工厂的神秘面纱，本"擎科基因工厂大探秘"系列文章，将带领大家深入了解。

一、合成原料与合成仪

基因合成的起点是寡核苷酸合成，寡核苷酸合成为基因合成提供了至关重要的原材料。在这个过程中，合成原料是寡核苷酸合成的基础，正如俗话所说："巧妇难为无米之炊"，合成原料的质量直接决定了最终产品的准确性和可靠性。同时，合成仪作为核心装备，其通量、载量、长度和效率也显著影响合成的成本和质量。因此，本篇文章首先聚焦于"基因工厂"的核心基础——合成原料和合成仪。

01 合成原料

• 化学合成固相亚磷酸三酯法

尽管酶促合成法近年来有了显著的发展，亚磷酰胺三酯化学合成法仍然是寡核苷酸合成的主流技术。寡核苷酸的化学合成始于20世纪40年代末，1987年美国Marvin H.Caruthers 教授研发出DNA单链合成的固相亚磷酰胺法（Phosphoramidite Synthesis，SPS），并通过固相技术和自动化合成仪，使得寡核苷酸合成效率大幅增加。

合成原料包括核苷亚磷酰胺单体（如腺苷、胞苷、鸟苷、胸苷）、脱保护和偶联试剂、固相载体、保护基团、洗脱和纯化试剂、溶剂及缓冲液，以及反应催化剂，这些原料和试剂共同保证了合成过程的效率和最终产品的质量。

磷酰胺三酯合成法由脱保护、偶联、加帽和氧化四步化学反应组成循环，在每个循环中，（1）脱保护，通过酸处理去除新引入的核苷酸5'-羟基上的DMT保护基团，使其暴露出来，为下一个核苷酸的连接做好准备；（2）偶联，使用活化的磷酰胺三酯核苷酸与已固定在固相载体上的核苷酸链进行化学偶联，形成磷酸二酯键，将新的核苷酸添加到链的3'端；（3）加帽，未偶联的5'-羟基会被加帽以防止它们在后续循环中反应，确保只有偶联成功的链继续延长；（4）氧化，最后通过氧化剂将不稳定的三价磷原子氧化为更稳定的五价磷，从而使链上的磷酸二酯键得到巩固。以此循环，直到完成指定寡核苷酸序列的合成。

• 合成后处理

合成完成后，寡核苷酸链仍固定在固相载体上，需使用裂解液打断固相载体与寡核苷酸之间的连接，将合成好的寡核苷酸从固相载体上氨解切割下来，并去除寡核苷酸上的各种保护基团，包括碱基上的保护基和糖基2'位的TBDMS基团，最后通过高效液相色谱（HPLC）或其他纯化方法，分离并纯化目标寡核苷酸序列，以去除未反应的残留物和副产物。

擎科生物子公司迪纳兴科，专注于DNA和RNA修饰单体的研发和生产，合成原材料年产量达200吨。自主研发了包括修饰单体＆CPG、DNA合成试剂、条状分子筛、合成柱在内的一系列合成产品，已成为国内DNA合成试剂的主要供应商之一，为擎科生物实现"基因工厂"生产要素的自我聚集，提供了合成原料的支撑。擎科生物依托高品质的合成原料进行寡核苷酸合成，进而提供高品质基因合成服务，最终推动抗体药物研发、生物育种等应用领域的发展。同时，这些合成原料也能满足核酸药物开发更高质量要求的需求。

• • 自主研发合成试剂
    含水量低：完全能够能达到ppm级别；
    纯度高：完全能够替代同类进口产品，确保合成的高效率；
    包装灵活：根据客户需求提供100 mL~200 L的不同包装。
    
    
  • 自主研发合成单体/修饰单体/CPG
    含水量低、纯度高；
    产品种类丰富、应用广泛；
    可定制化合成。
    
    
  • 自主研发合成耗材
    oligo纯度高，突变率低；
    降低整体合成成本； 
    合成柱容量大，可装载更多试剂。

02 合成仪

合成仪作为基因工厂的"心脏"，是DNA和RNA合成的底层核心装备，其通量、载量、长度和效率等关键参数决定了合成的成本和质量。它不仅需要高度自动化和精密控制，还需具备处理复杂序列的能力，以确保每一个碱基的准确插入。现代合成仪显著提高了合成效率和准确性，减少了人工操作的误差，能够同时合成多个不同的DNA序列，满足大规模生产需求。高性能的合成仪能减少错误率，提高合成速度和产量。

基于擎科生物多年的合成领域研究经验以及原始数据累积分析，拥有高质量、高载量、高通量3个技术平台，在2014年成功研制出单链核酸合成仪-192B，并在随后的几年开发出可应用于不同领域具备差异化功能的产品系列：单链核酸合成仪-12P、单链核酸合成仪-24P、单链核酸合成仪-192P/B、单链核酸合成仪-768B，并在2023年4月发布擎核TsiKer™高载量合成仪。

擎科生物凭借自主研发的合成原材料和先进的合成设备，突破了基因合成领域的技术壁垒，建立了全自主产业链的"基因工厂"。未来，擎科生物也将继续创新和拓展，推动科技进步和产业升级。

[1] Sharp, P. M., & Li, W. H. (1987). "The Codon Adaptation Index—a measure of directional synonymous codon usage bias, and its potential applications." Nucleic Acids Research, 15(3), 1281-1295.

[2] Gustafsson, C., Govindarajan, S., & Minshull, J. (2004). "Codon bias and heterologous protein expression." Trends in Biotechnology, 22(7), 346-353.

一、科研实力与资质认证——专业与可靠的双重保障

擎科生物赢得客户信任的背后，是强大的科研实力和严苛的资质认证。作为基因合成领域的领先者，公司在科研领域积累了丰富的经验：参与4项国家级重大科技专项，独立承担3项省部级科研项目，这些科研成果和项目经验，为擎科生物提供了坚实的技术基础，也为客户的信任提供了强有力的保障。

截止2024年，擎科生物及分子公司拥有数百项自主知识产权，其中十余项产品荣获"三新产品"认证。这一系列的成就不仅展示了擎科生物在技术创新方面的领先地位，也让客户对其产品的可靠性和先进性充满信心。同时，擎科生物及分子公司先后获得ISO 13485、9001、14001等国际质量认证及高新技术企业认证，为公司的服务提供了更加全面的质控保障。

二、生产模式——标准化与智能化并行，打造"世界伟大基因工厂"

擎科生物始终以打造"世界伟大的基因工厂"为愿景，在生产模式上精益求精。作为一家拥有自主全产业链的基因合成平台型企业，擎科生物将标准化、自动化、信息化与智能化生产相结合，力求每一环节都能达到世界一流的品质。

公司建设了符合国际标准的10万级洁净间和局部万级生产环境，并通过严格执行GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015品质标准，保证了生产过程中的每一项细节都符合最严格的要求。公司自主研发的高效基因合成仪器和AI算法平台（TSINGKE HELIXTECH）、GeneOptimizer软件，创新了基因合成技术，成功解决了高成本、长周期等行业难题，特别在复杂片段、困难订单的基因合成中展现了卓越的技术优势。通过这些技术创新和智能化的生产平台，打造更高效、更稳定、更可靠的基因合成生产体系。

三、质检与服务——精准检测与高效响应，确保客户的每一份需求

擎科生物的质量控制不仅体现在生产环节，也贯穿于产品的整个生命周期。在基因合成质检过程中，公司严格执行双重验证质量控制，通过Sanger测序与FastNGS技术的结合，确保每一批基因合成产品都达到最高的质量标准。双重的QC措施能够最大程度地保障质粒质量，让客户更安心进行下游实验，助力客户研究提速。

在引物方面，擎科生物为了交付质量更加可靠的引物产品，配备了大量国际领先的自动化质检设备，其中毛细管电泳仪检测（CE）设备，可实现单碱基的分辨率，尤其适合高通量的 Oligo 纯度检测，除此之外擎科生物还提供 MS、HPLC、OD定量、NTC 等多种定制化质检方法，精确的质检手段将保证引物质量，避免非特异性扩增、扩增失败等风险，为客户的研究与生产保驾护航。

同时，擎科生物已在全国范围内建设了20多家分子公司，构建了覆盖国内外市场的服务网络。擎科生物能够迅速响应客户需求，为全球近30万用户提供稳定、高效的产品与服务。无论客户身处何地，我们都能确保高品质的产品和及时的技术支持。

四、全产业链优势——一站式解决方案，构筑"世界伟大基因工厂"的核心竞争力

擎科生物不仅在合成领域拥有独特的技术优势，还通过全产业链布局构建了一站式解决方案，从原料供应到设备制造，再到工艺优化，擎科生物的全产业链优势为客户提供了更加高效、可靠可控的服务。

擎科生物自主研发DNA合成试剂、合成单体、合成用原料酶等核心原材料，在自用的同时为行业客户提供稳定的供应；此外公司在合成设备方面成功研制出高通量、高载量合成仪器以及配套设备，以满足不同合成规格的客户需求。

通过这一系列的技术积累与创新，"世界伟大基因工厂"的核心竞争力已逐步形成并成为行业内首屈一指的基因合成平台型企业。

品质铸就品牌，愿景引领未来

擎科生物通过科研实力、先进生产模式、严格质检控制和完善的全产业链优势，成功铸就了品质壁垒，赢得了客户的长期信赖。作为"基因工厂"概念的提出者与践行者，擎科生物将继续坚持"品质至上"的理念，推动技术创新，致力于为全球客户提供更为优质的合成产品与服务，助力生命科学和生物制药行业的快速发展，书写更加辉煌的篇章。

• 合成效率和合成长度

Oligo合成通常采用化学合成固相亚磷酰胺三酯法，通过每个【脱保护，偶联，加帽，氧化】的循环逐个加入核苷酸单元，每一步反应效率都不能达到100%，且该过程会随着引物长度的增加而变得复杂。每轮寡核苷酸的合成效率都会影响最终的总合成效率。随着合成长度越长，总合成效率会降低，即使每个合成周期的效率高，但当链长增加到一定程度时，产物中的目标序列占比会显著降低。假设每步反应效率是98%，合成100 nt长度时，产物中的目标序列占比降至13.26%（98%的100次方），且较难纯化出目标的Oligo。而且较长的链会增加内部错误配率对和二级结构形成的可能性，这也将导致合成效率下降和错误率上升。

引物合成的耦合效率高低与多种因素相关，包括人员专业性、机器先进性、原料稳定性、规章制度的精细性以及环境控制的严格性。2024年年初擎科生物从"人机料法环"5个方面进行了全面升级，并严格执行周期质量跟踪。擎科生物Oligo合成每步耦合效率高达99.5%，这为总效率提供了保障，合成长度可达200 nt。

• 合成纯度

纯度指目标序列占全部序列的百分比，Oligo的纯度对于确保实验的准确性和可靠性至关重要。从实验的准确度来说，Oligo的纯度越高，实验结果通常越可靠。但在实际应用中，综合考虑成本、时间和实验需求，合理选择纯度是关键。常见的纯化方式有DSL 纯化、OPC 纯化、PAGE 纯化、HPLC 纯化等。擎科生物子公司梓熙生物是业内为数不多支持CE检测的企业，精度可达1 nt的分辨率。

• 合成修饰

为了提高Oligo在不同应用场景下的稳定性、细胞摄取效率以及特定实验的灵敏度和特异性，可以进行核苷酸变体、荧光基团、淬灭基团、化学连接基团、生物素等不同修饰。

擎科生物子公司梓熙生物，在北京和苏州布局了高质量修饰引物/探针的生产工厂，可提供百余种修饰基团，客户可根据需要进行选择，修饰位置包括5'端修饰、3'端修饰、双标修饰、中间修饰与核苷酸碱基修饰，按照功能可划分为以下几类：

擎科生物具备卓越的Oligo合成能力，不仅显著提升了基因合成的成功率和成本控制，还为mRNA疫苗研发、抗体药物制备、基因编辑、分子诊断及基础科研等领域提供了高品质的Oligo产品，为各领域客户的研究和开发提供了有力支持。同时不断优化流程与配送时效，全国20个合成基地附近均可提供次日早晨送达服务，部分基地快至当日达。

在理解密码子优化的重要性之前，需先了解密码子在基因表达中的作用。DNA序列通过转录和翻译产生蛋白质，而每个密码子由三个核苷酸组成，指定一个特定的氨基酸。这种对应关系在密码子表中明确列出，例如，密码子"ATG"编码甲硫氨酸（Met），开始蛋白质的合成。苯丙氨酸（Phe）对应的密码子有UUU和UUC，而终止密码子包括UAA、UAG和UGA。这种精确的编码方式确保了蛋白质合成的准确性和特异性‌。

虽然不同的密码子可编码相同的氨基酸，但不同生物体对密码子的使用存在偏好。这种偏好与每个生物体内特定tRNA的丰度相关。基因表达水平与密码子偏好性之间存在强相关性，同一氨基酸在不同宿主中，其对应的密码子会表现出不同程度的偏好^[1]。因此，直接使用未优化的基因序列可能导致外源基因在宿主，特别是异源宿主中的表达效率低下。 

密码子优化（codon optimization）是在不改变基因编码蛋白质的前提下，通过调整基因编码序列中的密码子使用频率，使用物种偏好密码子并避免稀有密码子得到优化序列，来提高外源基因在宿主细胞中表达水平的技术^[2]。

对于自己构建载体的客户来说，是无法进行密码子优化的，因此采用基因合成方法来构建载体就成为了首选。

序列优化涉及更广泛的序列调整，包括优化GC含量、避免重复序列、消除不利的mRNA二级结构等，目的是提高整个基因的稳定性和表达效率，同时不改变最终编码的氨基酸序列。

• 优化原则

（1）密码子偏好性

密码子适应指数CAI是指异源mRNA序列中密码子和宿主细胞最佳密码子使用频率相符合的程度，理论上此值越接近1，外源mRNA在宿主细胞中的蛋白表达越高，通常CAI＜0.8时，被认为需要进行密码子优化。使用宿主细胞中使用频率高的同义密码子替换外源mRNA序列中的密码子，例如，在大肠杆菌中，某些密码子如TAA和TAG可能很少使用，而GCA（编码丙氨酸）的使用频率较高。且避免出现稀有密码子，稀有密码子可能导致翻译停顿，增加翻译时的错误率，从而降低蛋白质产量。同时考虑高频和次高频的密码子组合。

注意CAI值过高可能导致外源基因在宿主细胞中过度表达，进而使得蛋白质在合成过程中积累过快，无法正确折叠，从而形成包涵体。包涵体是指在细胞内形成的不溶性蛋白质聚集物，通常是因为蛋白质未能正确折叠或是由于蛋白质表达水平过高。适当的密码子优化可以帮助调控蛋白质的表达速率，减少包涵体的形成，提高目标蛋白的正确折叠和可溶性表达。

（2）GC含量

理想的GC含量通常在40%-60%之间。过高的GC含量可能导致mRNA二级结构过于稳定，过低则可能影响转录效率。

（3）mRNA二级结构

复杂和稳定的二级结构会影响翻译效率，特别是序列中有和核糖体结合位点或翻译起始位点互作的序列，会阻止翻译的进行，合理优化翻译起始区的mRNA二级结构，可提高蛋白表达水平。

• 免费密码子及序列优化

擎科生物独有的 GeneOptimizer 软件密码子优化算法是不仅局限于密码子层面的序列深度优化技术。支持上万种宿主优化和定制化服务。优化的主要参数包括：密码子偏好性、GC 含量、减少poly（A） 结构、重复序列、核糖体结合位点、酶切位点等。在保证密码子适应指数CAI和GC含量处在合理范围内，尽可能减少其他负面因素的影响，求得帕累托最优解，进而完成对基因表达的优化。擎科生物可为基因合成客户提供免费的密码子及序列优化服务。

通过自动化序列分析评估软件在不到一次眨眼的时间就能完成一个准确的序列优化（0.1s/个）。

• 自动化方案设计

擎科生物自主开发的自动化方案设计软件，根据载体和序列特点可批量设计多种高效构建方案，提高载体构建成功率。

案例分享：

（1）目标蛋白16.8 kDa，密码子优化前蛋白不表达，密码子优化后蛋白大量表达。

（2）目标蛋白100 kDa，密码子优化前包涵体表达，密码子优化后上清可溶表达75%。

[1] Sharp, P. M., & Li, W. H. (1987). "The Codon Adaptation Index—a measure of directional synonymous codon usage bias, and its potential applications." Nucleic Acids Research, 15(3), 1281-1295.
[2] Gustafsson, C., Govindarajan, S., & Minshull, J. (2004). "Codon bias and heterologous protein expression." Trends in Biotechnology, 22(7), 346-353.

擎科生物突破技术壁垒形成基因合成自主全产业链的基因工厂，并向下游多个应用领域拓展，以此推动生物技术和生物经济发展。

基因工厂是以基因合成要素中的合成原料、合成设备及合成工艺进行自动化自我聚集，搭建出合成要素的生产平台，实现稳定、高效、自主研发、自动化的基因合成智能生产系统。

基因工厂生产的基因合成产品类型从300 bp到5 kb甚至更长，广泛应用于各个领域，从科学研究到工业生产。例如，Oligo合成在分子生物学研究、分子诊断、基因编辑和核酸药物等多个领域中具有广泛应用，不仅为科学研究和技术创新提供了关键工具，还为拓展疾病治疗方法开辟了新途径。基因合成的应用涵盖核酸、氨基酸和蛋白质等多个领域，在基础科研中发挥着关键作用，同时也广泛应用于核酸疫苗、基因细胞疗法等领域。而基因组合成和最简基因组合成的应用，则包括生物育种、菌种改造以及代谢改造等领域的应用，将对未来食品和材料领域产生积极影响。

为揭开基因工厂的神秘面纱，擎科生物推出"云探秘基因工厂"系列文章，带领大家深入了解。

基因合成的起点是寡核苷酸合成，寡核苷酸合成为基因合成提供了至关重要的原材料。在这个过程中，合成原料是寡核苷酸合成的基础，正如俗话所说："巧妇难为无米之炊"，合成原料的质量直接决定了最终产品的准确性和可靠性。同时，合成仪作为核心装备，其通量、载量、长度和效率也显著影响合成的成本和质量。因此，我们首先聚焦于"基因工厂"的核心基础——合成原料和合成仪。

01 合成原料

• 化学合成固相亚磷酸三酯法

尽管酶促合成法近年来有了显著的发展，亚磷酰胺三酯化学合成法仍然是寡核苷酸合成的主流技术。寡核苷酸的化学合成始于20世纪40年代末，1987年美国Marvin H.Caruthers 教授研发出DNA单链合成的固相亚磷酰胺法（Phosphoramidite Synthesis，SPS），并通过固相技术和自动化合成仪，使得寡核苷酸合成效率大幅增加。

合成原料包括核苷亚磷酰胺单体（如腺苷、胞苷、鸟苷、胸苷）、脱保护和偶联试剂、固相载体、保护基团、洗脱和纯化试剂、溶剂及缓冲液，以及反应催化剂，这些原料和试剂共同保证了合成过程的效率和最终产品的质量。

磷酰胺三酯合成法由脱保护、偶联、加帽和氧化四步化学反应组成循环，在每个循环中，（1）脱保护，通过酸处理去除新引入的核苷酸5'-羟基上的DMT保护基团，使其暴露出来，为下一个核苷酸的连接做好准备；（2）偶联，使用活化的磷酰胺三酯核苷酸与已固定在固相载体上的核苷酸链进行化学偶联，形成磷酸二酯键，将新的核苷酸添加到链的3'端；（3）加帽，未偶联的5'-羟基会被加帽以防止它们在后续循环中反应，确保只有偶联成功的链继续延长；（4）氧化，最后通过氧化剂将不稳定的三价磷原子氧化为更稳定的五价磷，从而使链上的磷酸二酯键得到巩固。以此循环，直到完成指定寡核苷酸序列的合成。

• 合成后处理

合成完成后，寡核苷酸链仍固定在固相载体上，需使用裂解液打断固相载体与寡核苷酸之间的连接，将合成好的寡核苷酸从固相载体上氨解切割下来，并去除寡核苷酸上的各种保护基团，包括碱基上的保护基和糖基2'位的TBDMS基团，最后通过高效液相色谱（HPLC）或其他纯化方法，分离并纯化目标寡核苷酸序列，以去除未反应的残留物和副产物。

擎科生物子公司迪纳兴科，专注于DNA和RNA修饰单体的研发和生产，合成原材料年产量达200吨。自主研发了包括修饰单体＆CPG、DNA合成试剂、条状分子筛、合成柱在内的一系列合成产品，已成为国内DNA合成试剂的主要供应商之一，为擎科生物实现"基因工厂"生产要素的自我聚集，提供了合成原料的支撑。擎科生物依托高品质的合成原料进行寡核苷酸合成，进而提供高品质基因合成服务，最终推动抗体药物研发、生物育种等应用领域的发展。同时，这些合成原料也能满足核酸药物开发更高质量要求的需求。

• 自主研发合成试剂

含水量低：完全能够能达到ppm级别；

纯度高：完全能够替代同类进口产品，确保合成的高效率；

包装灵活：根据客户需求提供100 mL~200 L的不同包装。

• 自主研发合成单体/修饰单体/CPG

含水量低、纯度高；

产品种类丰富、应用广泛；

可定制化合成。

• 自主研发合成耗材

oligo纯度高，突变率低； 

降低整体合成成本； 

合成柱容量大，可装载更多试剂。

02 合成仪

合成仪作为基因工厂的"心脏"，是DNA和RNA合成的底层核心装备，其通量、载量、长度和效率等关键参数决定了合成的成本和质量。它不仅需要高度自动化和精密控制，还需具备处理复杂序列的能力，以确保每一个碱基的准确插入。现代合成仪显著提高了合成效率和准确性，减少了人工操作的误差，能够同时合成多个不同的DNA序列，满足大规模生产需求。高性能的合成仪能减少错误率，提高合成速度和产量。

基于擎科生物多年的合成领域研究经验以及原始数据累积分析，拥有高质量、高载量、高通量3个技术平台，在2014年成功研制出单链核酸合成仪-192B，并在随后的几年开发出可应用于不同领域具备差异化功能的产品系列：单链核酸合成仪-12P、单链核酸合成仪-24P、单链核酸合成仪-192P/B、单链核酸合成仪-768B，并在2023年4月发布擎核TsiKer^®高载量合成仪。

擎科生物凭借自主研发的合成原材料和先进的合成设备，突破了基因合成领域的技术壁垒，建立了自主全产业链的"基因工厂"。未来，擎科生物也将继续创新和拓展，推动科技进步和产业升级。

• 重构生产模式，实现更高效服务

基因合成作为合成科学的引擎发动机，推动生物技术和医学的进步，并在生物经济中发挥着至关重要的作用。擎科生物始终以客户需求为导向，为确保产品稳定性与交付质量，重构了对人员依赖严重、信息流转困难的传统的小组式生产模式，转化为工厂化流水线生产模式，细化生产环节，按标准流程操作，并引入MES系统管理，建立基因工厂数字总部、搭建可视化看板，实现从接单到交付的全流程智能管控，保障信息流转准确，每个产品稳定交付，交付率≥99.5%、快至3天交付，全面满足客户需求。

• 强化生产标准，实现高质量交付

作为自主全产业链的基因合成平台型企业，擎科生物严格把控产品品质，建设10万级洁净间局部万级生产环境，打造标准化实验室、严格遵守GB/T 19001-2016/ISO 9001:2015品质标准、 通过标准流程指导生产、严格执行并持续改进，确保了产品的一致性与稳定性，提升了交付的及时性和可靠性，满足生命科学研究、生物制药等领域的高标准需求。

• 打造智能化基因工厂，实现科技领先

擎科生物通过重构生产模式和强化精益管理系统，完成了工厂化模式升级。同时，利用自主研发的高效基因合成仪器设备，以及擎科生物独有的 GeneOptimizer 软件密码子优化算法、序列分析和方案设计、寡核苷酸合成及修饰、PCR产物制备及基因组装、采用Sanger测序和NGS双重验证等工序，打造了标准化、自动化、信息化的基因合成智能化产线，成功攻克了基因合成的高成本、耗时长、大片段基因合成技术难度高等难题，特别针对困难订单、毒性基因、复杂片段、大片段合成等具有成熟的解决方案，显著提升了生产效率，降低了运营成本，实现了技术领先，确保了产品的高质量交付。

• 基因合成在生物经济中的作用

基因合成作为生物经济的重要组成部分，通过促进新药开发、提高农作物产量、改善环境等方面的应用，显著推动了生物经济的发展。擎科生物的基因合成技术为生物医药、生物农业、环境修复等领域提供了关键支持，助力解决全球粮食安全、环境保护和疾病治疗等重大挑战。

• 展望未来

擎科生物将继续立足于"世界伟大的基因工厂"的企业愿景，专注于优化工厂化生产模式，带领"基因工厂"由国内走向世界。基因合成作为合成科学的引擎发动机，将继续推动科学研究和产业应用的发展，为全球产业高质量发展贡献力量，成为合成科学的重要驱动力。

此次仪式由擎科生物副总裁杜军和智慧绿洲未来健康实验室副主任陈麒先共同主持，众多来自科研界、产业界的领导嘉宾出席，体现了双方合作的高规格和广泛关注。

杜军副总裁和陈麒先副主任代表双方签署了共建"北京擎科生物科技股份有限公司——浙江大学长三角智慧绿洲创新中心核酸药物递送系统联合实验室"合作协议，并共同为联合实验室揭牌。

杜军副总裁表示：擎科生物一直致力于利用基因合成技术推进产业的快速发展，此次与智慧绿洲的合作，是公司在小核酸药物递送研究方面迈出的重要一步。我们希望通过双方的资源整合和优势互补，共同推动这一领域的创新发展。

陈麒先副主任表示，智慧绿洲作为浙江大学服务国家战略和区域创新发展的重要科创平台，始终以创新为驱动、以产品为导向。与擎科生物的深入合作，将有助于推动未来健康实验室在核酸药物递送系统的创新研究和成果转化落地，为人类健康事业贡献更多的科技成果。

会上还举行了联合实验室领导班子的任命和专家聘用仪式，进一步明确了联合实验室的组织架构和合作双方的责任分工。陈麒先副主任担任联合实验室主任，杜军副总裁担任联合实验室副主任。未来健康实验室还聘请了擎科生物的多位高管为兼职研究员，旨在通过校企合作，联合培养高水平的科技创新人才。

会上，陈麒先主任汇报了联合实验室的建设规划和研究方向，详细介绍了联合实验室未来的研究重点，主要包括开发高效、精准的小核酸药物递送系统，以及构建相关新型技术平台。他表示联合实验室将聚焦于解决当前核酸药物递送面临的关键技术难题，力争在国际上取得领先地位。

随后，擎科生物子公司梓熙生物总经理余大伍介绍了公司在小核酸药物领域的发展历程和最新技术以及产业化进展。他表示擎科生物已经在合成方面具备全产业链的优势，原料、设备以及合成技术相辅相成，形成了基因工厂的生产模式，可以有效地将创新技术产业化。联合实验室的共建，将进一步提升公司的技术创新能力和市场竞争力。

这次签约揭牌仪式不仅是双方合作的开端，更是擎科生物在小核酸药物递送领域的战略升级。面向未来，擎科生物与智慧绿洲将充分发挥各自优势，依托联合实验室，努力在小核酸药物递送研究领域取得突破性成果，携手推动小核酸药物的临床应用和产业化进程，更好的服务生命大健康产业高质量发展。

数字化管理赋能底层技术，支撑擎科智能化基因工厂生产

"基因工厂"是以基因合成要素中的合成原料、合成设备及合成工艺进行聚集，搭建出自动化的合成生产平台，搭载自主研发搭建的基因合成智能生产系统实现稳定、高效的生产。2020年擎科生物启动数字化中心建设，利用IT思路重构生产架构，完成从生产到财务的全流程数字化，实现生产和运营的效率倍数级增长。随着近年生产规模的急速扩张，原有的单体应用架构无法抵御业务峰值，单库架构的数据库也难以保障业务稳定和安全，擎科生物选择全面上云，以云上数字化中心实现"降本增效"。通过灵活的线上管理系统与线下智能设备进行配合生产，实现层层信息流控制和生产管控。在这个过程中，数据的产生、分发和处理流程都可以在阿里云端完成，即便基地分散在全国各地，都能通过云上系统控制线下设备，实现"无人化生产"。擎科生物将进一步结合云算力和IOT技术，对螺旋桨系统（TSINGKE HELIXTECH）进行迭代升级，以实现真正的无人工厂。

智能管理系统上线，基因合成服务快至72 h交付

螺旋桨系统（TSINGKE HELIXTECH）是客户服务系统、生产管理系统、精益管理系统等的集成、在生产层面代表着基因合成全周期管理系统，由智能AI算法平台，线上管理平台，线下自动化生产平台串联。

基因合成定制化服务包含了密码子优化、引物设计合成、PCR扩增、连接转化、菌检、测序、QC酶切验证等流程。早期主要依赖人工操作的实验模式进行，生产的自动化和信息化水平低，存在生产效率低、产品稳定性不足等问题。

为了更好的提升基因合成产品品质、服务质量，擎科生物于今年3月启动基因合成生产改革，历时3个月完成模块化与流程化生产模式升级，智能管理系统全面上线。目前擎科基因合成已达到稳定、快速的交付，短片段合成快至72 h交付。

智能化基因工厂推动产业发展

随着生物经济和生物技术的发展，对基因合成提出高效、快速、低成本的三大要求，因此，"基因工厂"成为未来发展的必然趋势。未来，擎科生物将全力发挥智能化基因工厂优势，在基因合成领域打造"DBLT"（Design、Build、Learn、Test）智能化合成系统，进一步推进生物技术(BT)与信息技术(IT)的融合应用，为生物技术，生物经济服务。

历时5年倾情打造，多项专利支撑的擎科生物高通量核酸提取仪（HR-Z-II）重磅上线，通过自动化、磁珠分离等核心技术的整合，摆脱人工操作的限制，提高效率；"样本进，结果出"的一体化封闭提取理念设计，有效规避污染；废液安全回收，降低样本污染的风险；搭配实验室自动化移液加样、自动化切胶回收等系统，有助于实现样本提取的自动化方案。

产品优势

• 全自动化：无需人员干预，一键启动，提取速度快，兼容各种设备仪器实现实验室全自动化流程；
• 降低污染：核酸提取全流程无需引入其他耗材，无需预分装试剂，有效控制污染率；
• 程序灵活：自由程序编辑，一键启动，真正做到样本进-结果出的自动流程；
• 超高通量：4×96个平行样本的高通量处理，单日可达上万样本的提取。30 min完成384个样本的提取/纯化反应；
• 应用广泛：适用于多种类型样本，如DNA或RNA、质粒、病毒等样本的提取，PCR产物的纯化等。

产品特点

• 设备一体机，试剂有效存储，节省实验室空间；
• 8通道同时移液加样，X、Y轴独立运动，快速精准并兼顾不同需求；
• 4×96个样品/30 min，单日可达上万样本的提取；
• 程序编辑灵活，操作简单便捷，实现"一键启动"；
• 封闭提取，减少污染源引入；
• 废液自动回收，安全环保；
• 自清功能，实验结束实现紫外消毒；
• 试剂支持全套定制。

擎科生物自主研发的自动化引物合成平台、自动化基因合成平台相继投入使用，结合近期上线的高通量核酸提取仪，基因工厂自动化生产产能进一步提升。设备由智能AI算法平台，线上管理平台，线下自动化生产平台串联的螺旋桨系统（TSINGKE HELIXTECH）支撑，数字赋能自动化生产。我们不断探索创新，以降低人工操作风险、减少操作污染，提高生产效率、提升产品品质。旨在将产业自动化推向新高度，为客户带来更优质的服务以及产品。