“实验室内这台核磁共振21T，场强标号这么大？之前我去医院做检查，医生说1.5T的机器装不下我（这个体形），那这个机器是不是能装下好几个我？”带着疑问，7月7日，新京报贝壳财经记者在2026年“活力中国调研行”主题采访活动中，跟随采访团走进位于上海张江科学城的国家蛋白质科学研究（上海）设施（以下简称“蛋白质设施”），看到一台全球顶尖的21T核磁共振谱仪。

针对贝壳财经记者的疑问，现场工作人员笑着科普：“这是一个误会。21T指的是磁场的强度，而不是机器的体积。它就像一台拥有超级视力的‘显微镜’，能帮我们看清蛋白质最细微的动态变化。”

这个全球首个生命科学领域综合性大科学装置正在蜕变：它不仅是一台超级“显微镜”，在AI的加持下，更是一个无细胞蛋白质合成的“智造工厂”。

“大海捞针”变“定制造物”：一天“变”出万种蛋白

在蛋白质设施现场，一台名为“D2Pi-2.0”的自动化装置吸引了所有人的目光。这是全球首台基于D2P无细胞蛋白质合成技术的高通量体外蛋白合成智能制造装置，宣告着蛋白质制造进入“瞬时”时代。

“过去，科学家研究蛋白质主要依赖经验试错，往往需要进行海量的实验筛选，不仅耗时耗力，而且成功率也很低。”蛋白质设施主任吴家睿向贝壳财经记者介绍。传统制造蛋白质，必须依靠大肠杆菌或酵母等活细胞作为“代工厂”，周期长、限制多。

“现在，通过无细胞蛋白质合成技术，我们不再需要活细胞，只需在试管中加入原料和DNA模板，就能像工厂流水线一样精准产出。”吴家睿自豪地说，“这台机器一天可以合成1万种蛋白质，这在过去可能需要几年的工作量。”

目前，蛋白质设施已与康码（上海）生物科技有限公司共建“AI蛋白质智造联合实验室”，可实现每天一万种蛋白质的智造通量，为全球蛋白质“智造”领域注入了强劲的“中国动能”。

蛋白质设施工作人员正在读取21T核磁共振数据。新京报贝壳财经记者俞金旻 摄

AI与实验“双向奔赴”：从“结构认知”到“结构创造”

AI预测蛋白质这么强了，为什么科学家还要继续做大量实验？

吴家睿解释当前生命科学的前沿逻辑：AlphaFold等人工智能模型的突破，离不开PDB蛋白质结构数据库长期积累的实验数据。没有这些基础科学数据，AI就缺少可以学习和训练的“教材”。

事实上，蛋白质并不是静止不动的，它会运动、变化，呈现不同状态。“一方面，需要新的实验技术去观察蛋白质真实的动态过程，对AI计算结果进行验证；另一方面，实验产生的新数据又可以反过来帮助模型进一步完善。”专家解释道。

吴家睿进一步指出，AI时代，科学家可以通过算法在计算机里设计出成千上万种自然界不存在的蛋白质。“但如果设计只停留在纸面上，那就是‘纸上谈兵’。蛋白质设施的作用，就是通过自动化设备把AI的设计变成实体蛋白质，再利用高端仪器进行‘湿实验’验证。”

这种“设计－合成－验证”的“干湿结合”闭环，正在实现从“结构认知”向“结构创造”的全新生态跨越，大幅缩短创新药、新材料的研发周期，成为生命科学领域的“新质生产力”。

蛋白质设施工作人员正在读取21T核磁共振数据。新京报贝壳财经记者俞金旻 摄

大科学装置“飞入寻常百姓家”：人造血与甜蛋白

大科学装置并不总是高不可攀，它们的研究成果正悄然改变着普通人的生活。在采访中，吴家睿向记者分享了两个生动的案例。

一是“人造血红蛋白”。通过无细胞合成技术生产的人造血红蛋白，不受血型限制，无需烦琐的配型，且能实现工业化源源不断地生产，这对于急救输血具有里程碑意义。目前，该项目正在推进临床研究，预期3-5年有望获批上市。

另一个则是“甜蛋白”。为了解决传统代糖的健康争议，科研团队合成了甜度是蔗糖24万倍、却0热量、不升血糖的甜蛋白。目前，这种甜蛋白已应用于儿童漱口水等日化产品中，既满足了孩子对甜味的喜爱，又避免了糖分摄入。

向全社会开放：打造产业创新“三甲医院”

作为我国“十一五”布局的重大科技基础设施，蛋白质设施自2015年开放运行以来，已累计服务全国超过2500个研究团队。

值得一提的是，这座“国之重器”正全面向各类生物医药企业开放。数据显示，设施企业需求通过率和机时满足率均为100%，小设备做到“即约即用”，企业用户数量及使用机时所占比例逐年增加。

“我们将蛋白质设施比作蛋白质研究的综合型‘三甲医院’，能为蛋白质这个生命大分子提供综合性研究手段。”吴家睿表示，设施正从1.0版迈向2.0版，加速从“科学研究轨道”向“科学研究+产业服务”双轨制转型。面向未来，这座位于张江的“智造工厂”将继续锚定国家战略需求，通过结构生物学与合成生物学的交叉融合，不断夯实我国在生命科学领域的全球竞争力。

新京报贝壳财经记者 俞金旻 编辑 陈莉 校对 王心