北美基因合成市場規模、份額及趨勢分析報告－產業概覽及至2032年預測

北美基因合成市場規模

• 2024年北美基因合成市場規模為13.5億美元 ，預計 2032年將達72.8億美元，預測期內 複合年增長率為23.40% 。
• 市場成長主要得益於合成生物學、DNA定序技術和自動化領域的快速發展，這些技術的進步顯著提高了基因合成的速度、準確性和成本效益。這項進展使研究人員能夠設計和生產複雜的基因構建體，應用於製藥、生物技術和農業研究等領域。
• 此外，為支持疫苗研發、個人化醫療和基因治療研究，對客製化基因的需求不斷增長，正在加速全球基因合成解決方案的普及。這些因素共同推動了基因合成市場的成長，使其成為基因組學、分子診斷和合成生物學領域創新發展的關鍵動力。

北美基因合成市場分析

• 基因合成市場經歷了顯著擴張，這主要得益於生物技術、製藥和學術研究領域對合成基因日益增長的需求。 DNA合成技術、自動化和生物資訊學的不斷進步降低了生產成本和周轉時間，從而加快了疫苗、基因療法和生物製劑研發的創新步伐。
• 合成生物學和精準醫療的快速發展，以及藥物研發、農業生物技術和診斷領域對客製化基因序列日益增長的需求，進一步推動了市場成長。
• 2024年，美國基因合成市場佔據主導地位，營收份額高達41.6%，這主要得益於其強大的研發投入、賽默飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）、Twist Bioscience和金斯瑞（GenScript）等主要企業的強大市場地位，以及基因合成技術在基因組研究、生物製藥生產和個性化醫療領域的廣泛生產和個性應用。
• 預計在預測期內，加拿大將成為基因合成市場成長最快的國家，其複合年增長率預計將受益於生物技術研究經費的增加、合成生物學新創企業的崛起以及與領先的國際生物技術公司合作的不斷擴大。
• 2024年，客製化基因合成​​領域佔據市場主導地位，市佔率高達52.8%，主要得益於科研、疫苗設計和藥物研發領域對客製化DNA序列日益增長的需求。

報告範圍與基因合成市場細分     

北美基因合成市場趨勢

人工智慧和自動化整合帶來的進步

• 北美基因合成市場的一個顯著且加速發展的趨勢是將人工智慧(AI) 與先進的自動化技術相結合，以提高 DNA 合成過程的效率、準確性和可擴展性。這種整合正在改變傳統的實驗室工作流程，從而實現更快的基因建構、更低的錯誤率和更大的設計靈活性。
  • 例如，Twist Bioscience 和 Thermo Fisher Scientific 等公司正在應用人工智慧驅動的演算法來優化基因序列設計、預測合成成功率並最大限度地降低成本。這些技術使科學家能夠快速設計複雜的序列，並針對合成生物學、治療和診斷等領域的各種應用進行客製化。
• 人工智慧驅動的自動化平台還能輔助糾錯和品質驗證，確保建構高保真度的基因。這種自動化方式減少了人工幹預和變異性，從而提高了科學研究和工業應用中的可重複性和通量。
• 自動化整合實現了合成過程中的即時監控和反饋機制，從而最大限度地減少時間延遲並提高精度。這也有助於為從事基因工程和疫苗研發的製藥和生物技術公司提供大規模客製化DNA生產服務。
• 機器人技術與人工智慧分析的融合正推動實驗室朝向全自動基因合成流程邁進。例如，多家生技公司正在採用自動化液體處理系統，這些系統可直接與人工智慧平台對接，以預測反應效率並優化每個基因序列的反應條件。
• 這種向智慧化、自動化和高通量合成發展的趨勢正在重塑整個生物技術領域的預期。因此，金斯瑞生物科技（GenScript）、Twist Bioscience 和 Integrated DNA Technologies (IDT) 等公司正在擴展其人工智慧驅動的基因合成平台，以提供更快的周轉時間和更具成本效益的解決方案，用於研究和治療用途。
• 隨著研究機構、製藥公司和合約生產組織（CMO）尋求提高生產力並加速生命科學領域的創新，對整合人工智慧和自動化技術的基因合成的需求正在迅速增長。

北美基因合成市場動態

司機

合成生物學和個人化醫療的需求日益增長

• 合成生物學和個人化醫療的日益普及是基因合成市場成長的主要驅動力。基因合成技術能夠創建客製化的基因序列，用於藥物研發、疫苗生產和基因組研究。
  • 例如，2024年3月，Twist Bioscience Corporation宣布其合成DN​​A生產能力取得進展，以滿足全球日益增長的基因研究和生物製劑生產需求。此類進展有望加速市場擴張。
• 遺傳性疾病和癌症的日益普遍正推動著個人化療法的研究，在這種療法中，合成基因被設計用於滿足個別患者的特定需求。
• 此外，合成基因在工業生物技術中日益廣泛的應用——用於酵素生產、生物燃料生產和農業改良——也進一步促進了市場成長。
• 快速、準確且經濟高效的基因合成技術使研究人員能夠繞過傳統的克隆方法，從而加快產品開發和創新進程。 CRISPR 和細胞療法研究的蓬勃發展也加劇了對高品質合成基因的需求。
• 此外，在政府措施和私人投資的支持下，生物製藥研發的成長正在創造一個有利於基因合成市場擴張的環境。

克制/挑戰

基因合成過程的高成本與技術複雜性

• 儘管技術不斷進步，基因合成的高昂成本仍然是一個關鍵挑戰，尤其對於小型實驗室和學術機構而言。複雜的基因序列和對高精度的要求都導致了生產成本的居高不下。
• 此外，序列錯誤、長DNA片段合成困難以及二級結構形成等技術難題仍阻礙效率的提升。
  • 例如，較長或重複的序列通常需要多個合成和組裝步驟，這會增加時間和成本。
• 各公司正致力於透過創新合成化學、改進糾錯方法和自動化來克服這些局限性，從而降低營運成本。
• 此外，與合成基因在治療和農業應用中的使用相關的監管複雜性可能會延緩商業化進程並增加合規成本。
• 確保合成生物學研究中的生物安全和倫理標準仍然是一個日益受到關注的問題。
• 透過合成技術的進步、規模經濟和有利的監管框架來應對這些挑戰，對於基因合成市場的持續成長至關重要。

北美基因合成市場範圍

市場按成分、基因類型、基因合成類型、應用、方法、最終用戶和分銷管道進行細分。

• 按組件

根據組件組成，基因合成市場可細分為合成儀、耗材以及軟體和服務。耗材部分佔據市場主導地位，預計到2024年將以46.5%的市場份額位居榜首，這主要得益於對各種合成和擴增過程中所需的關鍵材料（例如試劑、引子、核苷酸和酶）的持續需求。耗材是基因建構和檢測各個階段的基礎，因此在學術、臨床和工業實驗室中都不可或缺。基因研究計畫數量的增長、合成生物學應用的擴展以及對精準醫療日益增長的關注，都顯著推動了市場需求。此外，診斷測試和基因治療試驗數量的增加也進一步擴大了合成試劑的消耗，從而鞏固了該細分市場的主導地位。

預計2025年至2032年間，軟體及服務領域將以19.8%的複合年增長率實現最快增長，這主要得益於生物資訊學工具和雲端設計平台的日益普及，這些工具和平台有助於進行精準的序列分析、優化和誤差最小化。人工智慧驅動的自動化基因設計和合成管理演算法的興起，加速了科學研究和製藥機構對相關服務的採用。此外，基礎設施不足的小型實驗室越來越多地將基因合成服務外包，以及用於數據管理的數位化平台的整合，預計將進一步推動該領域在預測期內的成長。

• 依基因類型

根據基因類型，基因合成市場可分為標準基因、表現基因、複雜基因和其他基因。由於標準基因在基礎分子生物學研究、重組蛋白生產和基因改造研究中的廣泛應用，預計到2024年，其市佔率將達到41.3%，佔據市場主導地位。標準基因具有成本效益高、可靠性強、適用於克隆和表達系統等優點，因此成為學術界和工業界研究實驗室的首選。合成生物學計畫的激增以及學術界對基因克隆實驗的資助增加，進一步鞏固了該細分市場的領先地位。此外，診斷和治療藥物研發領域對標準基因的需求不斷增長，也持續推動全球市場擴張。

預計從2025年到2032年，複雜基因片段將以20.4%的複合年增長率快速增長，這主要歸功於合成技術的進步，使得高效構建大型、富含GC或重複DNA序列成為可能。複雜基因在下一代生物製劑、疫苗研發和代謝工程中發揮著至關重要的作用。高保真合成平台和糾錯方法的日益普及，使得建構複雜序列的精確度更高。基因迴路設計和精準治療等領域的日益增長的應用，預計將進一步加速該領域的成長。

• 依基因合成類型

根據基因合成類型，基因合成市場可分為基因庫合成和客製化基因合成​​。 2024年，客製化基因合成​​佔據市場主導地位，市佔率高達52.8%，主要得益於科研、疫苗設計和藥物研發領域對客製化DNA序列日益增長的需求。客製化合成能夠靈活地設計針對不同生物體和蛋白質表現系統優化的特定基因序列。精準醫療的興起、學術合作的增加以及密碼子優化技術的創新都推動了市場需求。此外，將客製化合成外包給專業服務供應商的便利性也鞏固了其市場領先地位。

受高通量篩選和蛋白質工程技術日益普及的推動，基因庫合成領域預計將在2025年至2032年間以18.7%的複合年增長率實現最快增長。基因庫能夠同時研究多種基因變異，進而加速藥物發現與功能基因體學研究。自動化和晶片合成技術的進步使得高效且經濟地建立大型基因庫變得更加容易。酶優化和合成生物學創新領域的研究不斷深入，預計將進一步推動該領域的強勁成長。

• 透過申請

根據應用領域，基因合成市場可細分為合成生物學、基因工程、疫苗設計、治療性抗體和其他領域。合成生物學領域佔據市場主導地位，預計2024年將達到39.6%的市場份額，這主要得益於對工程生物、代謝途徑和生物迴路開發投資的不斷增長。合成生物學高度依賴基因合成來設計和組裝用於工業、製藥和農業應用的新型生物系統。各國政府和私人機構都在大力資助合成生物學研究，尤其是在永續生物材料生產和生物燃料開發方面。合成生物學應用的廣泛性及其與循環生物經濟的融合，持續鞏固其市場主導地位。

預計從2025年到2032年，疫苗設計領域將以21.3%的複合年增長率實現最快增長，這主要得益於對快速疫苗開發平台和合成基因技術日益增長的需求，這些技術能夠幫助企業快速應對新出現的傳染病。繼DNA和mRNA疫苗成功之後，許多製藥公司正在投資合成基因工具，以開發下一代疫苗。病原體的不斷演變以及全球對疫情防範的重視，持續刺激該領域的需求。此外，政府推動疫苗研發的措施以及生技公司與公共衛生機構之間的合作，正在加速該領域的創新。人工智慧驅動的建模和自動化基因合成​​的結合，進一步提高了疫苗設計的精確度，並縮短了研發週期。

• 透過方法

根據方法，基因合成市場可分為固相合成、晶片合成、DNA合成和基於PCR的酵素合成。 2024年，固相合成憑藉其精確性、可靠性和可擴展性，在長DNA序列的合成方面佔據主導地位，市佔率高達44.8%。該技術最大限度地降低了污染風險，並可實現自動化並行合成，使其適用於製藥和科研領域的高通量操作。寡核苷酸化學和純化系統的持續創新提高了產量和準確性。其在診斷、治療和工業生物技術領域的廣泛應用鞏固了其市場領導地位。

預計從2025年到2032年，以晶片為基礎的合成技術將以20.9%的複合年增長率快速成長，成為成長最快的領域。該技術能夠以更低的成本和更高的速度同時生產數千種寡核苷酸。其小型化優勢使其可應用於DNA資料儲存、分子診斷和高通量基因組學等領域。科學研究和生物資訊領域對快速、經濟高效的合成平台的需求不斷增長，進一步增強了該領域的成長前景。此外，微陣列和半導體合成技術的進步正在提升寡核苷酸生產的可擴展性和精確度。生物技術公司與技術開發商之間的策略合作正在進一步推動創新，並加速全球範圍內基於晶片的合成解決方案的普及應用。

• 最終用戶

根據最終用戶，基因合成市場可細分為學術和研究機構、診斷實驗室、生物技術和製藥公司以及其他機構。 2024年，生技和製藥公司佔據市場主導地位，市佔率高達47.2%，主要得益於其在生物製劑、疫苗和個人化醫療領域廣泛的研發活動。這些公司依賴合成DNA進行標靶驗證、基因治療和抗體開發。基因組學投資的增加、生物製藥產品線的拓展以及與合成服務提供者的合作進一步推動了合成DNA的應用。自動化和人工智慧驅動的序列優化工具的整合提高了生產效率，鞏固了該細分市場的領先地位。

預計在2025年至2032年間，學術和研究機構領域將以19.4%的複合年增長率實現最快增長，這主要得益於政府對基因組學項目的資助不斷增加、分子生物學項目的蓬勃發展以及低成本基因合成服務的普及。對合成生物學和基因工程領域培訓和合作研究的日益重視，促進了全球大學和研究機構對合成技術的應用。學術界與生物技術公司在客製化基因開發和功能研究方面合作的不斷加強，進一步推動了市場需求。此外，先進研究基礎設施和區域基因組創新中心的建立，有望促進基因合成工具在學術領域的應用。

• 透過分銷管道

根據分銷管道，基因合成市場可分為直接招標、線上分銷和第三方分銷。 2024年，直接招標佔了最大的市場份額，達到49.5%，因為大多數大型實驗室、醫院和生物製藥公司傾向於簽訂長期採購合同，以確保穩定的供應和品質保證。直接招標有助於建立透明的供應商關係，透過大量採購降低成本，並確保研究進度的可靠性。政府和機構項目中集中採購系統的日益普及，也進一步鞏固了這個細分市場的主導地位。

預計從2025年到2032年，線上分銷領域將以18.9%的複合年增長率快速成長，成為成長最快的領域，這主要得益於採購管道的快速數位化以及實驗室用品電商平台的日益普及。線上系統提供便利的購物體驗、更快的訂單處理速度和即時物流追蹤。新創公司和小型研究機構更傾向於選擇線上平台，因為這些平台能夠輕鬆獲得種類繁多的產品和具有競爭力的價格，使其成為市場中最具活力的成長領域之一。提供客製化合成試劑盒和訂閱式配送服務的專業生物技術電商平台的出現，進一步推動了線上分銷的普及。此外，數據安全措施的加強以及人工智慧驅動的推薦系統的集成，也正在提升整個線上分銷管道的採購效率和用戶體驗。

北美基因合成市場區域分析

• 到2024年，北美基因合成市場將在全球市場中佔據相當大的份額。
• 在先進的生物技術基礎設施、高額研發投入以及合成生物學在製藥和學術研究中的廣泛應用的推動下，
• 該地區市場的成長也得益於領先企業的存在以及政府為促進基因研究和創新所採取的各項措施。

美國基因合成市場洞察

2024年，美國基因合成市場佔據全球主導地位，營收份額高達41.6%，這主要得益於強勁的研發投入、賽默飛世爾科技（Thermo Fisher Scientific）、Twist Bioscience和金斯瑞（GenScript）等主要企業的強大實力，以及基因合成技術在基因組研究、生物製藥生產和個性化醫療等領域的廣泛生產和應用。自動化DNA合成技術的進步以及學術機構與生物技術公司之間合作的不斷深化，進一步推動了美國基因合成市場的成長。

加拿大基因合成市場洞察

在生物技術研究經費不斷增加、合成生物學新創企業蓬勃發展以及與國際領先生物技術公司合作日益密切的推動下，加拿大基因合成市場預計將在預測期內成為全球基因合成市場成長最快的國家。生命科學創新領域的投資不斷增長以及對客製化基因合成​​服務的需求預計將加速加拿大市場的成長，並鞏固其區域市場地位。

北美基因合成市場佔有率

基因合成產業主要由一些成熟的公司引領，其中包括：

• Thermo Fisher Scientific Inc.（美國）
• Twist Bioscience Corporation（美國）
• GenScript Biotech Corporation（中國）
• Integrated DNA Technologies, Inc.（美國）
• Boster Biological Technology（美國）
• ProteoGenix（法國）
• OriGene Technologies, Inc.（美國） • Bioxbio Inc.（加拿大）
• ATerbioics （加拿大）
• AT 這）（德國）
• Eurofinbio Inc.（加拿大）
• ATbioics Corporation（加拿大）） •A Technologies）（美國）
• Eurofinbio Inc.（加拿大） • ATerbioics（加拿大） •德國）（韓國）SGI-DNA（美國）• BlueHeron Biotech（美國）• Evonetix Ltd.（英國）• DNA2.0（美國）• Theragen Bio（韓國）• Genewiz（美國）• Takara Bio Inc.（日本）• Codex DNA（美國）

北美基因合成市場最新發展

• 2023年5月，金斯瑞生物技術股份有限公司推出了GenTitan基因片段服務，該服務利用基於晶片的平台實現高通量合成DNA片段的生成，從而加快生物技術和製藥行業的研發速度。
• 2023年11月，Twist Bioscience Corporation推出了Express Genes服務，利用其基於矽晶片的平台提供快速基因合成（約5-7個工作日），從而縮短了科研和生物製藥應用中定制基因構建的周轉時間。
• 2024年6月，金斯瑞生物技術有限公司（GenScript）推出FLASH Gene服務，提供從序列到質粒（S2P）的基因合成服務，週期僅需四個工作日，並採用統一價格，旨在加速抗體藥物發現、疫苗研發以及細胞/基因治療領域的創新。
• 2025年3月，Syngoi Technologies和Ribbon Bio GmbH宣布達成策略合作，旨在結合Syngoi的大規模DNA生產能力和Ribbon Bio的演算法驅動基因合成平台，以克級規模生產用於基因治療的高純度合成DNA。

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