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)條件對比。傳統(tǒng)方法需要分兩輪進行，耗時且環(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、獨立地運行著兩套不同的發(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，實驗的重復(fù)性、對比效率與過程可控性已成為研發(fā)成敗的核心。中國臺灣Major Science公司推出的Winpact FS-05臺式控制器，以其的“一對二"并行控制架構(gòu)，正在為生命科學(xué)實驗室?guī)硪粓錾羁痰男矢锩?/p>

這臺深度僅比標(biāo)準(zhǔn)型號增加70毫米的設(shè)備，將恒溫與干熱兩大系統(tǒng)合二為一，用單個控制器實現(xiàn)了對兩個生物反應(yīng)罐的獨立精準(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)計哲學(xué)：從串行到并行的范式轉(zhuǎn)移

傳統(tǒng)實驗室生物反應(yīng)器控制多為“一罐一控"的串行模式。當(dāng)需要進行條件對比或重復(fù)驗證時，時間成本倍增，且批次間的細微環(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 “一對二"并行處理架構(gòu)。這一設(shè)計允許單個控制器同時、獨立地管理兩個隔離的發(fā)酵罐。用戶可以在相同的環(huán)境條件下進行重復(fù)實驗，以驗證數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性；也可以在兩個罐體中設(shè)置不同的溫度、pH、溶氧或補料策略，高效完成條件篩選與優(yōu)化。

這種設(shè)計直接回應(yīng)了現(xiàn)代生物工藝開發(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。它將對比實驗從歷時性的“前后序列"變?yōu)楣矔r性的“左右對照"，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)實驗需求，為兩個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

除了溫度，系統(tǒng)可對培養(yǎng)過程的關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)控與自動調(diào)節(jié)：

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

• 溶氧（DO）：范圍0-200%，采用獨特的二階溶氧控制策略。當(dāng)溶氧偏離設(shè)定點時，系統(tǒng)會按預(yù)設(shè)邏輯優(yōu)先調(diào)整攪拌速率，必要時自動調(diào)節(jié)進氣中的氧濃度（需選配氣體混合模塊）。

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

• 消泡與補料：配備消泡探頭和多個可編程蠕動泵，可實現(xiàn)自動消泡和復(fù)雜的定時定量補料操作。

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)：控制器運行于Linux系統(tǒng)，不易受電腦病毒侵襲，保障了長時間連續(xù)發(fā)酵實驗的穩(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，支持多語言，大大降低了操作人員的培訓(xùn)成本和學(xué)習(xí)時間。

• 強大的程序化控制：支持多達15步的順序控制程序，可對溫度、pH、攪拌、補料等參數(shù)進行復(fù)雜的時序編程，模擬真實的發(fā)酵工藝曲線。

• 數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)內(nèi)部可儲存高達59,994個用戶程序和100個完整的進程監(jiān)控數(shù)據(jù)文件，確保實驗記錄的可追溯性。

• 遠程監(jiān)控能力：通過以太網(wǎng)連接，用戶可在同一網(wǎng)絡(luò)下的電腦上，通過瀏覽器遠程實時監(jiān)控和控制多個FS-05系統(tǒng)（一臺電腦最多可管理16臺控制器，即32個罐體）。部分型號還支持通過手機接收通知。

04 核心優(yōu)勢對比：FS-05如何脫穎而出

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

05 應(yīng)用場景：賦能多領(lǐng)域的生物過程開發(fā)

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

1. 微生物發(fā)酵工藝開發(fā)：在抗生素、酶制劑、有機酸或重組蛋白生產(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. 細胞培養(yǎng)優(yōu)化：用于動物細胞或昆蟲細胞培養(yǎng)，平行優(yōu)化溶氧、剪切力（通過攪拌控制）和補料策略，提高細胞密度和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量。

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

4. 教學(xué)與培訓(xùn)：在高校實驗室中，一臺設(shè)備可供多名學(xué)生同時進行實驗，或直觀展示不同條件對微生物生長的影響。

06 選型與未來：邁向智能化生物制造

在選擇FS-05時，用戶需明確自身需求。如果實驗經(jīng)常涉及對比、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顯著優(yōu)勢。對于未來計劃擴展平行發(fā)酵規(guī)模（如組建4罐、8罐系統(tǒng)）的實驗室，其強大的網(wǎng)絡(luò)集成能力更是理想選擇。

展望未來，像FS-05這樣的并行生物過程控制平臺，正與人工智能、機器學(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。通過對平行實驗產(chǎn)生的高通量、高質(zhì)量數(shù)據(jù)進行建模分析，可以實現(xiàn)對發(fā)酵過程的預(yù)測性控制和自適應(yīng)優(yōu)化，加速生物制造從“經(jīng)驗驅(qū)動"向“數(shù)據(jù)驅(qū)動"的智能模式演進。

在追求研發(fā)速度與確定性的生物科技時代，Major Science FS-05臺式控制器通過其創(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)，將實驗室的“生產(chǎn)力"進行了重新定義。

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