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生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，發(fā)酵工藝作為微生物轉(zhuǎn)化、生物制品合成的核心流程，其過程控制的精準(zhǔn)度直接影響產(chǎn)物得率、純度及生產(chǎn)穩(wěn)定性。發(fā)酵過程中，碳源、氮源等營養(yǎng)物質(zhì)的定量添加、菌種接種量的精確調(diào)控、發(fā)酵液中pH值調(diào)節(jié)劑的微量補加以及不同發(fā)酵階段代謝產(chǎn)物的取樣檢測，均需依賴高精準(zhǔn)度的移液工具。

傳統(tǒng)移液工具存在量程適配性差、移液誤差大、操作疲勞度高等問題，易導(dǎo)致發(fā)酵體系參數(shù)波動，影響生產(chǎn)一致性。博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的單道移液器憑借其優(yōu)化的氣活塞結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)的量程調(diào)節(jié)機制及良好的無菌兼容性，在實驗室科研中已得到廣泛應(yīng)用，但在工業(yè)級發(fā)酵生產(chǎn)場景中的系統(tǒng)性應(yīng)用研究尚未充分開展。

一、材料與方法

（一）實驗材料

1、核心工具：博清生物單道移液器，配套無菌吸頭（適配各量程移液器）。

2、發(fā)酵體系：大腸桿菌BL21發(fā)酵體系，釀酒酵母發(fā)酵體系。

3、輔助試劑：考馬斯亮藍G-250、無水乙醇、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品、pH調(diào)節(jié)劑（0.1mol/L HCl與0.1mol/L NaOH），均為分析純。

4、檢測設(shè)備：電子天平、紫外分光光度計、pH計。

（二）實驗方法

1、移液精度與重復(fù)性檢測

選取0.1μL、10μL、100μL、1000μL四個關(guān)鍵量程，以去離子水為移液對象，采用重量法檢測移液精度。每個量程重復(fù)移液10次，記錄每次移液質(zhì)量（環(huán)境溫度25℃，濕度50%），計算平均誤差與相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。

2、發(fā)酵工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用實驗

營養(yǎng)物質(zhì)定量添加：通過移液器向發(fā)酵罐中精準(zhǔn)添加葡萄糖、酵母提取物等營養(yǎng)成分，設(shè)置不同添加濃度梯度，檢測發(fā)酵過程中菌體密度（OD600值）變化。

接種量精準(zhǔn)控制：采用移液器吸取定量菌種液接入發(fā)酵體系，設(shè)置5%、10%、15%三個接種量梯度，對比發(fā)酵周期與產(chǎn)物得率差異。

無菌取樣與檢測：發(fā)酵過程中，使用無菌吸頭通過移液器抽取發(fā)酵液，檢測pH值、代謝產(chǎn)物濃度（重組蛋白含量采用考馬斯亮藍法，乙醇含量采用比重法）。

3、工業(yè)生產(chǎn)場景適配性測試

在100L工業(yè)發(fā)酵罐中進行連續(xù)7批次發(fā)酵實驗，全程使用博清生物單道移液器完成關(guān)鍵操作，記錄設(shè)備運行穩(wěn)定性、操作便捷性及發(fā)酵產(chǎn)物得率的變異系數(shù)。

二、結(jié)果與分析

（一）移液精度與重復(fù)性

博清生物單道移液器在不同量程下的移液性能檢測結(jié)果顯示，各量程平均誤差均≤±1.5%，其中10-100μL量程誤差最小，僅為±0.8%；所有量程的RSD值均≤0.8%，表明該移液器具有優(yōu)異的移液精準(zhǔn)度與重復(fù)性。尤其是在0.1μL微量量程下，仍能保持穩(wěn)定的移液性能，滿足發(fā)酵過程中微量調(diào)節(jié)劑添加的需求。

（二）發(fā)酵工藝關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用效果

1、營養(yǎng)物質(zhì)添加對菌體生長的影響

通過移液器精準(zhǔn)控制葡萄糖添加濃度（10g/L、20g/L、30g/L），發(fā)酵24h后，大腸桿菌BL21的OD600值分別為3.2±0.15、5.8±0.21、4.9±0.18。結(jié)果表明，精準(zhǔn)的營養(yǎng)物質(zhì)配比能顯著優(yōu)化菌體生長狀態(tài)，20g/L葡萄糖組菌體密度最高，且組內(nèi)數(shù)據(jù)變異系數(shù)僅為3.6%，體現(xiàn)了移液器在營養(yǎng)調(diào)控中的精準(zhǔn)性優(yōu)勢。

2、接種量控制對發(fā)酵效率的影響

不同接種量梯度下，釀酒酵母發(fā)酵周期與乙醇得率存在顯著差異。10%接種量組發(fā)酵周期最短（36h），乙醇得率最高（12.5±0.3g/L），且批次間得率變異系數(shù)僅為2.4%。相比傳統(tǒng)移液方式（變異系數(shù)5.8%），博清生物單道移液器的應(yīng)用顯著提升了發(fā)酵過程的一致性。

3、無菌取樣與檢測的準(zhǔn)確性

發(fā)酵過程中，通過移液器無菌取樣檢測的pH值與代謝產(chǎn)物濃度，與發(fā)酵罐在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的偏差≤±0.05（pH值）和±0.3g/L（產(chǎn)物濃度）。取樣過程中未出現(xiàn)污染情況，表明該移液器配套的無菌吸頭與操作流程能滿足發(fā)酵生產(chǎn)的無菌要求。

（三）工業(yè)生產(chǎn)場景適配性

7批次連續(xù)發(fā)酵實驗中，博清生物單道移液器無故障運行，操作便捷性評分（1-5分制）達4.6分，顯著低于傳統(tǒng)移液工具的操作疲勞度。發(fā)酵產(chǎn)物得率的總變異系數(shù)為2.1%，較使用傳統(tǒng)移液工具時（4.8%）顯著降低，表明該移液器能有效提升工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

三、討論

發(fā)酵工藝的精準(zhǔn)控制是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；⒏哔|(zhì)量生產(chǎn)的核心。移液操作作為發(fā)酵過程中營養(yǎng)調(diào)控、接種控制、取樣檢測的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其精度直接影響發(fā)酵體系的微環(huán)境穩(wěn)定性，進而關(guān)聯(lián)產(chǎn)物得率與質(zhì)量。本研究中，博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的單道移液器在全量程范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的精準(zhǔn)度與重復(fù)性，尤其是微量量程下的穩(wěn)定性能，解決了傳統(tǒng)移液工具在微量試劑添加中誤差過大的痛點。

在工業(yè)發(fā)酵場景中，該移液器的適配性主要體現(xiàn)在三個方面：一是量程覆蓋廣（0.1-1000μL），能滿足從微量調(diào)節(jié)劑添加到常量菌種接種的多場景需求；二是操作便捷，優(yōu)化的手柄設(shè)計降低了長時間操作的疲勞度，適配工業(yè)生產(chǎn)的高強度作業(yè)；三是無菌兼容性好，配套吸頭的密封性能與滅菌工藝能有效避免交叉污染，符合發(fā)酵生產(chǎn)的無菌要求。

與同類產(chǎn)品相比，博清生物單道移液器的核心優(yōu)勢在于其氣活塞結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，減少了溫度變化對移液精度的影響，同時采用的校準(zhǔn)調(diào)節(jié)機制可便捷修正誤差，延長設(shè)備使用壽命。在實際應(yīng)用中，該移液器通過穩(wěn)定的移液性能，使發(fā)酵體系的營養(yǎng)配比、接種量等關(guān)鍵參數(shù)保持一致性，從而降低了批次間的產(chǎn)物差異，這對于工業(yè)生物技術(shù)生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化具有重要意義。

本研究也存在一定局限性，未探討極端環(huán)境（如高溫、高濕度）對移液器性能的影響，且僅針對兩種典型發(fā)酵體系進行了驗證。未來可進一步拓展研究場景，包括不同微生物發(fā)酵體系、更高量程范圍的應(yīng)用性能，以及與自動化發(fā)酵設(shè)備的聯(lián)動適配性。

博清生物科技（南京）有限公司研發(fā)的單道移液器憑借其精準(zhǔn)的移液性能、良好的操作便捷性與工業(yè)場景適配性，能有效滿足發(fā)酵工藝控制中營養(yǎng)添加、接種控制、無菌取樣等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的需求。其應(yīng)用可顯著提升發(fā)酵生產(chǎn)的精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性，降低產(chǎn)物批次差異，為工業(yè)與生物技術(shù)生產(chǎn)提供可靠的移液解決方案。該移液器在發(fā)酵工藝中的規(guī)?；瘧?yīng)用，將有助于推動生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，具有重要的實踐價值與推廣前景。