AI+合成生物學，卓虹超源如何破解天然產物量產密碼？

在傳統提取工藝中，獲取足量的高純度丹參素，需要等待丹參在地里生長兩到三年。而在卓虹超源生物科技有限公司（下稱“卓虹超源”）的實驗室里，這一過程被縮短至短短的48小時。

一個50升的發酵罐內，經過基因編輯的微生物將基礎原料持續轉化為目標分子。這些肉眼不可見的細胞工廠，其單罐產能相當于傳統模式下上千畝丹參種植數年的提取總量。

這一顛覆性效率的背后，是創始人蔡宇杰獨特的跨學科視野。他所創立的卓虹超源，正致力于將AI與合成生物學深度耦合，通過重塑微生物細胞工廠，系統性解決天然產物在提取效率、純度與成本上的傳統瓶頸。

01

創業：當教授決定走出象牙塔

本科與碩士扎根生物工程領域，博士階段卻轉向人工智能，研究偏微分方程求解與過程建模，這獨特的“生物+AI”背景，為蔡宇杰日后以工程學思維破解生物制造難題埋下了伏筆。

在江南大學任教的歲月里，蔡宇杰長期深耕合成生物學加速中藥物質提取。從攻克珍稀藥材竹黃菌的微生物發酵量產，到自主研發智能純化裝備，蔡宇杰的早期工作始終圍繞著“如何實現”展開。

然而，真正的轉折點在于丹參素。這種對心腦血管疾病有顯著療效的活性分子，在丹參中含量僅約千分之一，傳統提取法成本高昂、純度不穩，市場長期“有價無市”。蔡宇杰團隊在實驗室成功合成了丹參素，將本需兩到四年才能成熟的植物，用微生物發酵的方法，48小時便提取出來。

但隨之而來的卻是成果轉化的現實鴻溝：實驗室的“克級”成功，如何轉化為工廠“噸級”的穩定產出？誰會愿意為這條未經市場驗證的全新路徑投資？

理論與產業之間的斷層，讓蔡宇杰深刻意識到，一項技術真正的價值，不在于發表了頂級論文，而在于能否解決真實的產業痛點。正是這種認知，促使他與擁有豐富產業運營和資源整合經驗的搭檔張小元走到了一起。

2022年，西安卓虹超源生物科技有限公司成立，企業精準定位為“微生物智造天然產物生態服務商”。其目標直指產業的終極訴求：將頂尖的合成生物學技術，轉化為穩定、低成本、可大規模供應的綠色生產力。

卓虹超源實驗室設備一覽 來自：卓虹超源

02

破壁：攻克萜類毒性的高效合成平臺

合成生物學領域并非沒有挑戰，尤其對于萜類化合物這類具有多元化生物活性物質而言。“萜類化合物大多具有消炎抗菌作用，而我們以微生物底盤實現高附加值萜類的定向、綠色、規模化合成。”

傳統上，這類化合物生產主要依賴植物提取或化學合成。前者面臨種植周期長、有效成分含量極低、易受重金屬農殘污染等問題；后者則存在苯殘留致癌風險、能耗污染高、小眾產品成本昂貴等弊端。而新興的、以大腸桿菌或酵母為代表的微生物合成法，又因菌株對萜類產物的耐受性極差，始終難以實現規模化量產。

卓虹超源的解決之道，是從自然界中篩選出一種能耐受萜類毒性的微生物。團隊歷經數年篩選與系統性的工程改造，成功構建了以粘質沙雷氏菌（Serratia marcescens）HBQA7為核心的全球唯一“廣譜抗萜類毒性底盤菌株”。

這一突破的意義遠不止于一個菌株。它意味著一個高度通用、可擴展的“超級微生物制造平臺”的誕生。這個平臺的耐受能力，據蔡宇杰介紹，比傳統大腸桿菌和酵母高出100倍以上。它不僅能抗萜類毒性，對甲醇、亞精胺等其它細胞毒性物質也表現出優越的抗性。

此外，它具備獨特的底物譜，能夠高效利用從葡萄糖到甲醇等多種廉價碳源，其中對甲醇等一碳化合物的利用為大幅降低成本和實現綠色碳循環提供了路徑。

更重要的是，基于這種廣譜耐毒性，同一底盤細胞只需置換不同的合成模塊，便能快速適配生產數十種高價值萜類化合物，真正實現了“一個平臺，多種產品”的柔性制造能力。

這一平臺的技術迭代路徑清晰，從第一代的多糖利用，到第二代的甲醇等一碳原料突破，再到規劃中的第三代胞內外協同技術，展現著強大的持續進化能力。

僅有底盤菌株還不夠，卓虹超源將人工智能深度融入研發全流程，構建了“智慧大腦”。通過自建的高性能計算平臺與專屬算法，實現了從智能設計合成路徑、預測酶蛋白改造，到優化發酵工藝的全鏈條智能化，大幅提升了研發效率。

“我們兩年前就布局了高性能計算集群，并基于開源大模型搭建了本地知識庫，結合自研的量子優化算法，形成了安全、高效的智能研發體系。”蔡宇杰補充道。

03

產品：從B端原料到C端產品，構建平臺化產品矩陣

卓虹超源的產品管線基于對傳統中醫藥理論的深入理解而布局。“我們有自己的理念和堅持的方向。”蔡宇杰強調，公司不是盲目追逐市場熱點，而是基于對“君臣佐使”等中醫藥理念的理解，選擇真正有效的分子進行開發。

在萜類原料賽道，公司瞄準數千億規模的B端原料市場。平臺已能高效產出包括明星產品紅沒藥醇在內的數十種化合物。其中，化妝品級紅沒藥醇的發酵產量突破100克/升，相關產品已啟動化妝品行業頂級品牌供應鏈準入審核階段。完整的產品管線覆蓋了從百噸級的香葉醇、千噸級的石竹烯到萬噸級的檸檬烯，應用橫跨香料、化妝品、生物燃料等領域。

在大健康產品賽道，公司鎖定心腦血管健康、抗衰老等千億級C端市場，酚類產品丹參素是標桿，這類化合物具有強大的抗氧化與抗炎活性。以丹參素為例，采用微生物合成技術，對比傳統提取法2萬元/公斤的高昂成本和不穩定的純度，卓虹超源將生產成本降至500元/公斤以下，純度提升至99.9%。一個50升發酵罐運行48小時的產量，相當于傳統方式下1000畝丹參種植2-4年的提取總量，且純度更高、無農殘重金屬風險。

在全球范圍內，卓虹超源率先將微生物合成的丹參素推向了FDA的審批階段，這標志著該成分從植物提取邁向合成生物制造的關鍵一步。另一核心產品亞精胺也已完成技術突破，即將進入FDA審批。此外，公司在羥基酪醇、苯乙醇等酚類產品的生產上也取得了領先成果。

在市場拓展上，卓虹超源展現出清晰的國際化視野與務實的本土化策略：對外，公司與海外知名商社（如日本CBC商社）達成戰略合作，借助其成熟的渠道網絡，重點開拓日本及歐美高端市場；對內，與國內行業優勢伙伴（如山東諾心貿易有限公司）簽約，加速推進產品在國內市場的商業化進程。

04

產業化：在合成生物學浪潮中確立領先地位

卓虹超源所聚焦的天然產物賽道，正迎來結構性的市場機遇。在全球“天然、綠色”消費趨勢與植物提取瓶頸的雙重驅動下，微生物智造迎來了結構性替代窗口。賽道之內，競爭格局已然顯現：一面是奇華頓等憑借渠道與規模占據優勢的行業巨頭，另一面是眾多依靠技術創新切入市場的新銳力量。

與此同時，強有力的政策支持正在加速合成生物學產業生態的成熟，技術服務平臺與產業鏈配套日益完善，為卓虹超源從技術突破邁向規模化生產提供了關鍵支撐。

面對機遇與競爭，卓虹超源選擇以獨特的核心技術構建競爭壁壘。其自主研發的廣譜抗毒性底盤菌株，被視為具備高度稀缺性的核心生物資產。公司已圍繞此構建了包含3項國際發明專利、24項中國發明專利的產權護城河，相關研究成果亦發表于多種國際權威期刊上，確立了其在細分領域的技術話語權。

盡管合成生物學賽道近年來熱度攀升，但在蔡宇杰看來，技術的突破只是起點，真正的考驗在于商業化能力——即如何將實驗室的成果轉化為穩定、低成本且符合市場標準的產品，并成功地銷售出去。

為此，卓虹超源正積極將技術領先轉化為產業布局。公司計劃于2026年初實現中試基地投產，并加速融資以擴大產能，目標是迅速將技術優勢轉化為規模與市場的雙重領先。

“現階段最大的需求是資金，我們需要跑得更快。”蔡宇杰坦言。在他的規劃中，未來三至五年內，卓虹超源將從一家技術突破型的公司，成長為全球微生物智造天然產物的標桿企業。

從江南大學的實驗室，到西安的產業化基地，蔡宇杰與卓虹超源的故事，正是一個中國科學家將前沿交叉學科研究成果，轉化為核心生產力與新質生產力的生動注腳。在他們手中，看不見的微生物，正持續不斷地將可持續的碳源，轉化為驅動綠色未來的高價值化合物。

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