在華東某生物制藥企業(yè)的研發(fā)中心，研究員小王需要在一周內(nèi)完成兩種工程菌株的培養(yǎng)條件對(duì)比。傳統(tǒng)方法需要分兩輪進(jìn)行，耗時(shí)且環(huán)境變量難以統(tǒng)一。而現(xiàn)在，他面前的FS-05控制器正同時(shí)、獨(dú)立地運(yùn)行著兩套不同的發(fā)酵程序，屏幕上的數(shù)據(jù)曲線平行延伸，仿佛在演繹一場(chǎng)精準(zhǔn)的生化雙人舞。

在生物技術(shù)與合成生物學(xué)迅猛發(fā)展的當(dāng)下，實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性、對(duì)比效率與過(guò)程可控性已成為研發(fā)成敗的核心。中國(guó)臺(tái)灣Major Science公司推出的Winpact FS-05臺(tái)式控制器，以其的“一對(duì)二"并行控制架構(gòu)，正在為生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)一場(chǎng)深刻的效率革命。

這臺(tái)深度僅比標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)增加70毫米的設(shè)備，將恒溫與干熱兩大系統(tǒng)合二為一，用單個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)生物反應(yīng)罐的獨(dú)立精準(zhǔn)駕馭。它不僅是硬件創(chuàng)新，更代表了一種提升科研確定性與產(chǎn)率的全新方法。

01 設(shè)計(jì)哲學(xué)：從串行到并行的范式轉(zhuǎn)移

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室生物反應(yīng)器控制多為“一罐一控"的串行模式。當(dāng)需要進(jìn)行條件對(duì)比或重復(fù)驗(yàn)證時(shí)，時(shí)間成本倍增，且批次間的細(xì)微環(huán)境差異可能引入干擾變量，影響結(jié)論的可靠性。

FS-05的核心創(chuàng)新在于其 “一對(duì)二"并行處理架構(gòu)。這一設(shè)計(jì)允許單個(gè)控制器同時(shí)、獨(dú)立地管理兩個(gè)隔離的發(fā)酵罐。用戶可以在相同的環(huán)境條件下進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性；也可以在兩個(gè)罐體中設(shè)置不同的溫度、pH、溶氧或補(bǔ)料策略，高效完成條件篩選與優(yōu)化。

這種設(shè)計(jì)直接回應(yīng)了現(xiàn)代生物工藝開(kāi)發(fā)中兩大核心需求：加快研發(fā)周期與提高數(shù)據(jù)可比性。它將對(duì)比實(shí)驗(yàn)從歷時(shí)性的“前后序列"變?yōu)楣矔r(shí)性的“左右對(duì)照"，極大提升了科研效率。

02 硬件解析：模塊化構(gòu)建的精密控制中樞

FS-05的硬件設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了集成化與靈活性的平衡。

雙模組溫控系統(tǒng)

控制器集成了恒溫（水浴夾套）與干熱（電加熱毯/底座）兩種加熱模式于一身。用戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，為兩個(gè)罐體自由選擇或組合不同的加熱方式。溫度控制范圍通常為5°C至60°C，精度可靠。

全面的參數(shù)控制與監(jiān)測(cè)

除了溫度，系統(tǒng)可對(duì)培養(yǎng)過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控與自動(dòng)調(diào)節(jié)：

• pH值：范圍2-14，通過(guò)內(nèi)置的高抗酸堿Watson Marlow蠕動(dòng)泵自動(dòng)添加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持設(shè)定值。

• 溶氧（DO）：范圍0-200%，采用獨(dú)特的二階溶氧控制策略。當(dāng)溶氧偏離設(shè)定點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按預(yù)設(shè)邏輯優(yōu)先調(diào)整攪拌速率，必要時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣中的氧濃度（需選配氣體混合模塊）。

• 攪拌：采用頂部安裝的免維護(hù)無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速范圍寬（如30-1200 rpm，取決于罐體大小），調(diào)整精度可達(dá)1 rpm。

• 消泡與補(bǔ)料：配備消泡探頭和多個(gè)可編程蠕動(dòng)泵，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消泡和復(fù)雜的定時(shí)定量補(bǔ)料操作。

靈活的容器兼容性

系統(tǒng)支持五種可高壓滅菌的玻璃罐體，包括雙層夾套圓底罐、單層圓底罐、氣升式反應(yīng)罐等，工作體積覆蓋500mL至20L的廣泛區(qū)間。這種模塊化設(shè)計(jì)使得同一控制器能輕松適配從微型篩選到工藝放大的不同階段需求。

03 軟件與智能：穩(wěn)定、直觀與互聯(lián)的控制大腦

FS-05的智能體現(xiàn)在其軟件與控制系統(tǒng)層面。

• 穩(wěn)定的Linux操作系統(tǒng)：控制器運(yùn)行于Linux系統(tǒng)，不易受電腦病毒侵襲，保障了長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定與安全。

• 圖形化觸摸界面：配備10.4英寸彩色觸摸屏，界面直觀，支持多語(yǔ)言，大大降低了操作人員的培訓(xùn)成本和學(xué)習(xí)時(shí)間。

• 強(qiáng)大的程序化控制：支持多達(dá)15步的順序控制程序，可對(duì)溫度、pH、攪拌、補(bǔ)料等參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的時(shí)序編程，模擬真實(shí)的發(fā)酵工藝曲線。

• 數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)內(nèi)部可儲(chǔ)存高達(dá)59,994個(gè)用戶程序和100個(gè)完整的進(jìn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)文件，確保實(shí)驗(yàn)記錄的可追溯性。

• 遠(yuǎn)程監(jiān)控能力：通過(guò)以太網(wǎng)連接，用戶可在同一網(wǎng)絡(luò)下的電腦上，通過(guò)瀏覽器遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制多個(gè)FS-05系統(tǒng)（一臺(tái)電腦最多可管理16臺(tái)控制器，即32個(gè)罐體）。部分型號(hào)還支持通過(guò)手機(jī)接收通知。

04 核心優(yōu)勢(shì)對(duì)比：FS-05如何脫穎而出

為了更清晰地展示FS-05在同類桌面級(jí)生物反應(yīng)器控制器中的定位，下表將其核心優(yōu)勢(shì)與常規(guī)單罐控制器進(jìn)行了對(duì)比：

05 應(yīng)用場(chǎng)景：賦能多領(lǐng)域的生物過(guò)程開(kāi)發(fā)

FS-05的并行、靈活與精準(zhǔn)特性，使其在多個(gè)前沿領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用：

1. 微生物發(fā)酵工藝開(kāi)發(fā)：在抗生素、酶制劑、有機(jī)酸或重組蛋白生產(chǎn)中，快速平行比較不同菌株、培養(yǎng)基或培養(yǎng)條件（如pH、溫度梯度），極大縮短研發(fā)周期。

2. 細(xì)胞培養(yǎng)優(yōu)化：用于動(dòng)物細(xì)胞或昆蟲(chóng)細(xì)胞培養(yǎng)，平行優(yōu)化溶氧、剪切力（通過(guò)攪拌控制）和補(bǔ)料策略，提高細(xì)胞密度和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量。

3. 合成生物學(xué)與酶工程：平行評(píng)估不同工程菌株的代謝通路效率，或測(cè)試酶在不同反應(yīng)條件下的催化性能。

4. 教學(xué)與培訓(xùn)：在高校實(shí)驗(yàn)室中，一臺(tái)設(shè)備可供多名學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或直觀展示不同條件對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響。

06 選型與未來(lái)：邁向智能化生物制造

在選擇FS-05時(shí)，用戶需明確自身需求。如果實(shí)驗(yàn)經(jīng)常涉及對(duì)比、重復(fù)或需要覆蓋多種罐體規(guī)模，那么FS-05的并行能力與靈活性將帶來(lái)顯著優(yōu)勢(shì)。對(duì)于未來(lái)計(jì)劃擴(kuò)展平行發(fā)酵規(guī)模（如組建4罐、8罐系統(tǒng)）的實(shí)驗(yàn)室，其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)集成能力更是理想選擇。

展望未來(lái)，像FS-05這樣的并行生物過(guò)程控制平臺(tái)，正與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和在線分析技術(shù)（如在線質(zhì)譜、拉曼光譜）相結(jié)合。通過(guò)對(duì)平行實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的高通量、高質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的預(yù)測(cè)性控制和自適應(yīng)優(yōu)化，加速生物制造從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)"向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)"的智能模式演進(jìn)。

在追求研發(fā)速度與確定性的生物科技時(shí)代，Major Science FS-05臺(tái)式控制器通過(guò)其創(chuàng)新的并行控制哲學(xué)、精密的模塊化硬件和智能的軟件系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)室的“生產(chǎn)力"進(jìn)行了重新定義。

它讓科研人員能以翻倍的效率探索生命科學(xué)的未知，讓每一次對(duì)比都更嚴(yán)謹(jǐn)，讓每一組數(shù)據(jù)都更具說(shuō)服力。當(dāng)兩個(gè)生物過(guò)程在同一個(gè)控制器的指揮下同步演繹時(shí)，它托舉的不僅是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，更是通往更高效、更可靠生物技術(shù)未來(lái)的雙重可能性。