2014年的一個夜晚，正在德克薩斯大學(xué)讀癌癥生物學(xué)博士的Gaurab Chakrabarti還在實驗室做實驗，偶然間他發(fā)現(xiàn)胰腺癌細胞會分泌一種獨特的酶，將糖轉(zhuǎn)化為過氧化氫。

許多研究表明，過氧化氫與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，而Gaurab的研究也本應(yīng)該沿著這一方向繼續(xù)下去，直到幾個月后，他在好友組局的牌桌上，結(jié)識了正在麻省理工學(xué)院攻讀化學(xué)工程博士的Sean Hunt，當(dāng)時Hunt正在研究如何使用金屬催化劑大規(guī)模生產(chǎn)過氧化氫。

Gaurab將他在胰腺癌細胞發(fā)現(xiàn)生成過氧化氫的酶的結(jié)果告訴了Hunt，并詢問這種酶是否可以應(yīng)用于后者目前正在研究的項目中，以用來改善傳統(tǒng)化工制造?，F(xiàn)在31歲的Hunt在接受采訪時曾說道，“那時我好像回答說，生物酶絕不可能用于工業(yè)化、大規(guī)模的化學(xué)制造，但隨著我們不斷討論，深入探究，Gaurab最終說服了我?！?/p>

2016年，Gaurab與Hunt向麻省理工創(chuàng)業(yè)競賽遞交了他們的創(chuàng)業(yè)點子，并作為入圍者贏得了一萬美元獎金，也成為了日后兩人成立Solugen公司的第一筆資金。

Solugen成立以來，已經(jīng)完成了多輪融資，總募集資金多達4.43億美元。2021年9月，Solugen完成了3.57億美元的C輪融資，

在2021年Q3合成生物學(xué)公司融資數(shù)額中排名第三。

2021年03合成生物學(xué)融資情況

該公司成立之初，Gaurab與Hunt都還在完成他們的博士學(xué)位論文，他們利用得到的獎金在Dallas（德克薩斯州第三大城市）租用了一個小型倉庫，購買PVC管、動力泵等裝備，建造了首個反應(yīng)器系統(tǒng)，通過培養(yǎng)經(jīng)過基因改造的酵母菌制造出Gaurab發(fā)現(xiàn)的酶，再用這些酶制造過氧化氫，當(dāng)時他們拼湊出的工廠規(guī)模只夠生產(chǎn)5加侖的過氧化氫。

過氧化氫是一種無機化合物，化學(xué)式為H0，純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體，可以任意比例與水混溶，水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體，過氧化氫水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。

不久，Solugen就開發(fā)出了第一種基于過氧化氫的非石化水處理產(chǎn)品，并將其命名為Peroxy Zen，這款產(chǎn)品用于泳池、熱水浴池和水療池的清潔消毒。

因其效果勝過傳統(tǒng)化學(xué)清潔劑，這款水處理產(chǎn)品廣受消費者喜愛，原因是生成生物基過氧化氫的反應(yīng)過程中，還產(chǎn)生了一些有機酸，有機酸能清除堵塞和腐蝕管道的礦物質(zhì)，這也算是意外收獲。

Solugen的第一家工廠

2017年，Solugen又開始拓展消毒濕巾業(yè)務(wù)，與濕巾制造商Diamond Wipes簽署了一項協(xié)議，并推出一個名為Ode to Clean的新生物基品牌，由Diamond Wipes負責(zé)制造濕巾，Solugen公司提供過氧化氫和市場營銷，該濕巾品牌于2018年被Diamond Wipes以不到一千萬美元的價格收購。

這些濕巾由植物淀粉制成，因此它們生物可降解，生產(chǎn)過程也不會排放有毒氣體。

Gaurab表示，“其實我們對濕巾本身并不關(guān)心，但這個簡單產(chǎn)品會幫助Solugen公司與更大的工業(yè)客戶做成交易，從銷售清潔濕巾真正深入最終客戶，目前我們也開展了采礦廢水處理業(yè)務(wù)?！?/p>

與制造水處理產(chǎn)品類似，Solugen公司在采礦廢水處理上也使用了酶技術(shù)，生產(chǎn)了ScavSol IC 75和葡糖二酸兩種阻垢緩蝕試劑，可防止礦物垢沉積在水管上，同時也避免了腐蝕。

常見的阻垢緩蝕試劑有羥基乙叉二膦酸，它可以螯合鐵、銅和鋅等金屬離子，在高pH值下表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性，此外，在普通光熱條件下也難以分解，但基于磷酸鹽的清潔劑生產(chǎn)過程中排放的廢水能引起水華，危害局部生態(tài)系統(tǒng)和漁場，據(jù)估計，生產(chǎn)一噸羥基乙叉二膦酸會排放三噸二氧化碳。

Solugen生產(chǎn)的ScavSol IC75和葡糖二酸都是生物基的，ScavSol IC75無毒、不易燃、可生物降解且操作安全，可用于控制油田結(jié)垢和防止腐蝕。葡糖二酸是一種葡萄糖衍生物，可作為原料制備多種聚合物和生物質(zhì)新能源，在化工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值，可作為防腐劑用于水處理，被認(rèn)為是“最具價值的生物煉制產(chǎn)品”之一。

Hunt認(rèn)為，與現(xiàn)有用于水處理的膦酸鹽相比，Solugen生產(chǎn)的葡糖二酸成本更低且更環(huán)保?！爸灰猄olugen公司在產(chǎn)品價格上能與羥基乙叉二膦酸售價匹敵，它就能用這些優(yōu)勢來招攬顧客，相比羥基乙叉二膦酸，我們的產(chǎn)品算得上物美價廉?！睆U水處理的獲利大約占Solugen公司收入的80%，為了擴大規(guī)模，該公司正在建設(shè)一系列“迷你工廠”，能滿足200英里區(qū)域內(nèi)客戶的需求而不需要大規(guī)模配送。

接下來，Gaurab與Hunt計劃在農(nóng)業(yè)上挖掘潛在市場，他們認(rèn)為既然找到了含磷清潔劑的替代者，那么同樣的技術(shù)也能改變肥料的成分，給土壤添加必需的礦物質(zhì)與金屬元素。

Solugen表示，從洗滌劑、廢水處理到肥料，Solugen將生物學(xué)引入石化產(chǎn)業(yè)，將創(chuàng)新的生物基過氧化物與其他生物基化學(xué)品相結(jié)合，為全世界帶來高性能、具有成本競爭力的負碳產(chǎn)品，該公司也正在研發(fā)將二氧化碳注入新混凝土的技術(shù)，并通過鎖定碳來加強混凝土。

Solugen在官網(wǎng)稱已“建立了世界上首家負碳工廠”，所謂“負碳”是指在生產(chǎn)一個產(chǎn)品的全過程中，包括工廠用電、產(chǎn)品原料以及后續(xù)產(chǎn)品的保存和運輸?shù)冗^程，產(chǎn)生的二氧化碳要小于其利用的二氧化碳。

波士頓咨詢集團分析師Jeff Burke發(fā)布一份報告（以下簡稱“報告”）指出，Solugen的減碳策略主要得益于技術(shù)線路優(yōu)化和生產(chǎn)環(huán)節(jié)優(yōu)化。

技術(shù)線路結(jié)合了生物酶發(fā)酵和熱化學(xué)反應(yīng)兩個階段?，F(xiàn)階段的生物發(fā)酵行業(yè)一般以各類細胞（大腸桿菌和酵母細胞等）為底盤構(gòu)建細胞工廠，將各類原料（主要是糖類）轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)品。

但細胞是活的生命體，因此會產(chǎn)生一些問題，例如細胞會通過呼吸作用將50%的糖分轉(zhuǎn)化為二氧化碳，也就是說細胞發(fā)酵是一個產(chǎn)生二氧化碳的過程;細胞內(nèi)會同時進行成千上萬的化學(xué)反應(yīng)，涉及到數(shù)以萬計的酶，而生產(chǎn)某一個特定產(chǎn)物只需要其中部分的酶，因此從工業(yè)應(yīng)用角度看，使用細胞作為底盤有一些低效，此外細胞的大規(guī)模培養(yǎng)也是一個難題。

Solugen選擇了使用無細胞系統(tǒng)，生產(chǎn)過程只需幾種酶，因此可以減少因細胞呼吸作用而產(chǎn)生的二氧化碳。

但無細胞系統(tǒng)的構(gòu)建通常并不容易，如何確定從糖類到終端產(chǎn)品的生成線路以及這一過程中需要用到的酶是業(yè)內(nèi)難點，對此，Solugen公司官網(wǎng)，以及上述報告并沒透露太多信息，僅僅指出Solugen有專門的軟件進行酶的篩選和設(shè)計，并使用大型發(fā)酵罐生產(chǎn)低成本、高密度的酶。

Hunt曾在公開采訪中透露，Solugen生產(chǎn)某一種酶的成本約為每公斤為10美元，而Merck生產(chǎn)同種酶的價格約為每公斤10萬美元。

熱化學(xué)反應(yīng)階段是指將高密度的酶和可再生原料放入反應(yīng)罐，進行化學(xué)反應(yīng)。此外，Solugen在產(chǎn)品制造的整個流程都引入了軟件控制系統(tǒng)，報告認(rèn)為，“Solugen在軟件方面的卓越成就使其能夠擴大規(guī)模，最終提高單位經(jīng)濟性。”

Solugen的技術(shù)流程

SpaceX公司的火箭（左）與Solugen的發(fā)酵罐（右）

技術(shù)線路優(yōu)化也間接促進了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，傳統(tǒng)石油工業(yè)涉及步驟眾多，從石油到某一終端產(chǎn)品需要經(jīng)過加熱、分離、精煉等多個步驟，需要副產(chǎn)物處理、運輸、污染物處理等額外環(huán)節(jié)，而生物發(fā)酵過程相對簡單、副產(chǎn)物少、污染少，也無需建造各類處理設(shè)施，只需要一些發(fā)酵罐，這也是其減碳的主要環(huán)節(jié)，同時Solugen也是休斯頓第一家無廢水排放或廢氣排放設(shè)施工廠。

投資機構(gòu)Fifty Years的創(chuàng)始合伙人Seth Bannon，曾在社交媒體上發(fā)文，將Solugen的發(fā)酵罐與SpaceX公司的火箭做對比，稱“SpaceX的火箭是為了帶我們?nèi)セ鹦?，而Solugen的發(fā)酵罐是為了將地球上的化學(xué)品生產(chǎn)過程脫碳?！?/p>

由此看來，Solugen的“負碳工廠”并不是一個噱頭，今年Solugen啟用了第一個萬噸規(guī)模的商業(yè)工廠，比PVC反應(yīng)器的規(guī)模擴大了50萬倍，每年抵消超過3萬噸的二氧化碳當(dāng)量。

因為Solugen的生物發(fā)酵設(shè)施規(guī)模較小，所以其后續(xù)也計劃在多地成立工廠，以減少交通運輸過程中產(chǎn)生的碳排放，此外，Solugen稱未來或?qū)⒁远趸紴樵?，生產(chǎn)各類化學(xué)品。 （摘自美《深料技》 （編輯/費勒萌）