当前全球正处于一个大变革的前夜：纳米技术，可替代能源，生物科技和基因工程，新材料，人工智能和万物互联等领域正在急速发展，即将实现群体性突破和产业化发展。如何通过“科学-技术知识的交互促进产业的科技创新发展”是值得每一个国家重视的命题。本文选择合成生物技术领域对该问题进行讨论。正处于黄金时期发展时期的合成生物是新一轮技术革命成果的集大成者，也是我国计划发展的重点科技领域；因其在材料制作、癌症治疗、粮食培育、能源供给方面所具有的巨大潜力，其技术竞赛轨道早已集聚了许多国家和国际组织。描绘该领域技术图景并通过实证揭示其带来的理论启示有助于我国抓住重要的机会窗口，在合成生物技术的国际科技竞赛中脱颖而出。
　　本文研究合成生物技术的技术发展轨迹，深入分析德温特数据库及谷歌学术、Scopus数据库多方验证所得主要专利族1385个，专利所引用的超过四万篇的后引文献及超过三万篇的技术文献。使用一种具有创新性的策略，即构建“专利—科学知识组合+技术知识组合”的结构化数据，之后使用自然语言处理范式，结合LDA模型和文献计量方法，对合成生物技术的技术发展图景进行了刻画，包括研究话题的演变、科学-技术知识时滞、知识基础科学与技术知识的分离变化。在对合成生物领域的技术发展有了一定的认识之后，结合理论做出理论假设，使用实证方法为相关理论做出贡献。
　　主要结论和研究发现，分为两部分：(1)技术图景刻画部分：合成生物领域科学-技术的互动关系更加频繁，不同维度知识的重要性持续提升，两者的关系变化不再呈现简单的线性关系，相互引导，该关系也体现于该领域的三个特征话题演变中：科学引导的基础操作对象结构识别；技术操作手段带来的基于细胞受体和抗体的功能设计、基于聚合酶等生物“剪裁工具”的功能设计两话题的地位调换。(2)理论实证部分：结论一为在交叉学科中，两条专利的创新提质路线——深入结合相关科学知识或吻合科技市场潮流均能带来预期的效果，该结论拓展了不同创新路径对专利质量提升效用的理论边界。结论二为在高度交叉学科中知识基础中不同维度存在的“相似性”，表征着降低了的知识异质性，对专利质量提升的具有不利影响，尤其是在技术复杂度高的情况下该负面效果更加明显，该结论是针对学者在研究科学-技术知识互动时多只关注两者“联系性”的一个有意义的理论补充。