弗朗西斯·汉密尔顿·阿诺德是美国著名化学工程师和生物化学家，定向进化技术的发明者。20世纪90年代初，她意识到理性设计蛋白质极其困难，于是提出在实验室模拟自然进化的过程：通过随机突变产生酶的突变库，然后筛选出具有目标性质（如更高活性、更好稳定性、能催化新反应）的突变体，经过多轮迭代进化，快速获得性能优异的酶。她第一个成功的例子是进化枯草杆菌蛋白酶使其在有机溶剂DMF中保持高活性。这一方法被称为定向进化，她利用该技术开发了催化卡宾插入、碳硅键形成等自然界不存在的化学反应的酶，实现了"非天然反应"的生物催化。她的方法被工业界广泛用于生产糖尿病药物西格列汀、生物燃料、高价值化学品、洗涤剂用酶等，是绿色化学的典范。