在虹口区北科创生物技术产业园蓝晶微生物的实验室里，一台机械臂正忙碌地操作着培养皿，将成千上万的微生物样本送入检测仪器，与此同时，电脑端在自动解读数据，最终实现菌株的“万里挑一”。
这里是上海蓝晶微生物科技有限公司的研发中心，也是中国合成生物学领域最具创新力的实验室之一。
合成生物学被誉为“第三次生物技术革命”，它通过设计和改造微生物，使其像工厂一样生产出人类所需的物质。据麦肯锡预测，到2030年，合成生物学每年将为全球带来1.8万亿至3.6万亿美元的直接经济效益。上海已将合成生物列入未来健康产业集群，加快合成生物技术创新与产业化应用，全力打造高端生物制造产业集群。
上海蓝晶微生物合伙人耿强介绍，作为中国首家掌握工业化大规模生产PHA材料的企业，蓝晶微生物成功打破了美国、日本、韩国化工行业巨头在该领域的垄断供应。2024年12月，蓝晶微生物获国家卫健委食品可接触认证，成功成为全球第一家，也是目前唯一可在中国、美国及欧洲市场销售食品接触级PHA原料的企业。
半年迭代一代菌株
每个菌株细胞长度为1-2微米，是只有头发丝（0.1毫米）百分之一大小的微生物工厂。
蓝晶微生物的实验室里每天在做的事，就是用合成生物技术“构建”并“筛选”出这极其微小的最有用菌株，然后让它们产生“改变世界”的用途。其中的核心用途，是供工厂规模化量产塑料替代品——被誉为“绿色塑料”的可降解生物聚合物PHA。
筛选优质菌株的重要过程，在“黑灯实验室”里进行。这个蓝晶微生物自主研发的“Synbio OS”技术平台，涵盖“设计-构建-测试-学习”全流程，实现了操作环节全程无人化智慧运行，这也正是蓝晶微生物的核心竞争力所在。
黑灯实验室
上海蓝晶微生物首席科学家饶驰通告诉记者，因为这个世界一流研发平台的赋能，实现了菌株和工艺的快速迭代。目前，仅需要半年时间即可迭代一代菌株和工艺，将行业平均需要的1年至1年半周期缩短了约70%。
同时，通过改写原本吃棕榈油的PHA菌株基因代码，如今让它们能吃餐厨油等，且长得更快、产得更多，由此降本增效，实现环保闭环。
2016年成立的蓝晶微生物，背后是一支典型的学霸创业团队。核心研发人员来自北大、清华、中科院、哈佛医学院等国内外顶尖高校院所，且拥有生物学、物理学、自动化设计、机械工程等不同领域背景，通过跨学科合作赋能企业全链条发展，仅用不到6年就完成了PHA的原研技术研发及产业化落地，走完了同行15年的路。
比如，黑灯实验室，就是技术人员将研究员的思路通过编程，并引入机器人、机器视觉等先进技术，形成高效处理系统。
他们还通过AI驱动的代谢网络优化、基因编辑与高通量筛选，成功将PHA生产成本降至传统方法的1/3，并建成全球首条万吨级PHA智能化生产线。
在位于江苏盐城的蓝晶微生物智能工厂，实现从原料到产品的全自动化生产，单位产能能耗比传统工艺降低45%，且可快速切换生产不同型号的PHA，满足客户定制化需求。
让菌株改变生活
在蓝晶微生物的企业展示厅里，有一个颇为吸睛的鱼缸。热带鱼在欢快地游动，活珊瑚也在尽情摇摆，几张蓝晶™PHA制成的纸片，放在其中，第四周便几近消失。
鱼缸里有蓝晶™PHA制成的纸片。周楠 摄
不同于目前市场上大量使用的PLA，PHA可在自然环境中完全降解，被视为替代传统塑料的终极解决方案。据第三方测算，每吨PHA产品全生命周期可减少3.2吨CO₂排放。若替代全球10%的塑料消费，相当于每年减少1.5亿吨碳排放——接近日本的年度排放量。
如今，蓝晶微生物PHA材料的投产产量达8000吨/年，已进入规模化应用阶段，除了与国内外知名企业合作，将其大量用于环保领域，产品线也已涵盖农业、纺织、美妆、食品、医疗等多个领域。
不久前，蓝晶微生物面向农业市场，发布多生菌脂矩阵产品。蓝晶微生物PHA作为国内唯一脂类农用生物刺激素，在土壤改良、盐碱地修复、农作物增产方面得到广泛认可，在上海、江苏、云南、青海等地大田及经济作物种植中表现优异。
蓝晶微生物的农作物实验。周楠 摄
耿强介绍，在崇明进行的一项试验中，针对土壤盐渍化问题，使用PHA多生菌脂复配产品对小白菜进行了种植示范。结果显示，在逆境条件下，可有效改善盐渍化土壤，让小白菜的根系发达且活力显著增强，产量提升20%。这一成果对于推动盐碱地资源的可持续利用具有重要意义。
上海蓝晶微生物创始人张浩千提出：“通过我们的努力，要让传统产品成本打对折，新型产品效果好十倍。”面对美国、德国等巨头的专利壁垒，蓝晶微生物已获批超100项国内及海外专利申请，其中PHA相关专利数量居世界第二。
构建产业生态圈
在采访中，记者感受最深的就是蓝晶微生物团队的创新活力。
这个总共200余人、研发团队100余人的企业中，平均年龄31岁，均以花名互称：张浩千是“张师兄”，耿强是“强哥”，饶驰通是“大通”。团队里不讲“等级”，却一心朝着一个目标奋斗：“用合成生物产品造福每个人。”
这个远大理想的背后，有政府部门的鼎力支持。2022年，蓝晶微生物在上海考察60余处园区后，最终明确入驻北科创生物技术产业园。虹口区政府在土地收储后，将地块性质调整为研发用地，并为蓝晶微生物量身定制了约1.1万平方米的办公研发空间。
位于虹口区北科创生物技术产业园的上海蓝晶微生物。蒋迪雯摄
饶驰通告诉记者，尽管产业前景广阔，蓝晶微生物仍需应对挑战：合成生物产业发展不过20余年，受政策驱动明显，民众的理念接受还需要时间。
但机遇也是空前的：目前全球发酵产能的70%在中国，国内的原料、产业链及人才优势明显。为此，蓝晶微生物将每年营收的50%投入研发，重点突破“非粮原料转化”与“超高密度发酵”技术，目前融资已超过15亿元。
2024年，蓝晶微生物正式入驻北科创生物技术产业园后，北科创集团与蓝晶微生物共同出资建设了合成生物产业高质量孵化器——天工开物创新孵化中心，面向科创企业团队开放使用，加速生物技术领域前沿创新项目的概念验证及产业化落地，目前已孵化特色企业20家。
其中，蓝依生物公司依托蓝晶微生物的PHA、PGA等核心技术，成为农业领域的优质供应链伙伴；象生新材与蓝晶微生物的发酵研发平台紧密合作，在生物基呋喃二甲酸的研发上已达中试阶段，将共建可降解生物基材料新赛道。
《经济学人》曾预言：“当微生物成为新生产力，谁掌握了细胞编程的语言，谁就将定义下一个产业纪元。”
蓝晶微生物团队有一个共识，属于未来产业的合成生物仍处于初期发展阶段，只有不断奔跑，才能始终立于前沿，拥抱产业爆发时刻，真正成为传奇。