合成生物学是一门融合生物学、工程学、化学、物理学和计算机等多学科知识与技术的前沿交叉学科，旨在通过设计和构建全新生物系统（如基因回路、代谢途径和细胞工厂）来实现特定目标的生物学功能。其核心思想是将生物学视为工程学科，通过标准化和模块化的生物元件（如基因、启动子、终止子和调控因子）进行精确组装，从而在细胞工厂中实现高效表达与生产。这一领域的发展不仅推动了基础科学的深入探索，还为解决药物生产、环境治理、能源开发、材料科学、食品安全及化妆品功效等人类面临的诸多挑战提供了全新技术路径，因此被誉为引领“第三次生物科技革命”的重要力量。
在合成生物学的研究与应用过程中，DBTL（设计-构建-测试-学习）工作流程作为一种系统化的研发模式，起到了加速技术从理论到实践转化的关键作用。首先，在设计阶段，研发人员通过计算模型和生物信息学工具，利用基因序列编辑、代谢网络重构等方法，设计出新的生物组件、回路或系统，为后续实验提供理论基础。进入构建阶段，设计方案通过DNA合成、克隆、转化和细胞培养等手段在实验室中实现，形成实际可操作的生物系统。紧接着，在测试阶段，通过菌株筛选、代谢物分析和产量评估等手段，验证系统的实际性能。这一阶段的数据为下一步的优化提供了科学依据。在学习阶段，基于测试结果，研究人员对系统进行反馈优化，不断提升其性能和稳定性，形成闭环反馈，从而实现持续改进。
合成生物学作为《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中明确支持的重点攻关领域，已成为我国推动科技创新和产业升级的重要方向。然而，目前这一领域仍面临着一系列技术瓶颈和挑战。首先，底盘细胞的设计和优化仍是其中的关键难题，现有微生物或细胞工厂的基因编辑、代谢调控技术存在局限，如何构建高效且稳定的底盘细胞仍需攻克。其次，代谢网络的重构与优化具有高度复杂性，多个代谢途径之间的相互作用使得代谢流的高效调控变得极具挑战性。此外，合成生物学的技术和产业链尚未完全成熟，科研平台和产业生态的完善仍是制约其大规模应用的瓶颈。
在此背景下，岛津作为全球知名的分析仪器制造商，充分发挥其在色谱质谱技术方面的优势，积极为合成生物学研究提供技术支持。自1875年成立以来，岛津始终秉承“以科学技术向社会做贡献”的宗旨，致力于提供领先的仪器设备和全面可靠的解决方案。在合成生物学领域，岛津推出了包括高通量菌株筛查、代谢物分析方法包套装以及痕量质谱分析技术在内的一系列创新应用。这些技术不仅能够帮助研究人员快速评估菌株的代谢产物，还能高效筛选出优质的菌株，促进合成生物学从基础研究到实际应用的快速转化，为推动合成生物学的发展提供了有力的技术保障。