生物技术产业中，发酵工艺作为微生物转化、生物制品合成的核心流程，其过程控制的精准度直接影响产物得率、纯度及生产稳定性。发酵过程中，碳源、氮源等营养物质的定量添加、菌种接种量的精确调控、发酵液中pH值调节剂的微量补加以及不同发酵阶段代谢产物的取样检测，均需依赖高精准度的移液工具。
传统移液工具存在量程适配性差、移液误差大、操作疲劳度高等问题，易导致发酵体系参数波动，影响生产一致性。博清生物科技（南京）有限公司研发的单道移液器凭借其优化的气活塞结构、精准的量程调节机制及良好的无菌兼容性，在实验室科研中已得到广泛应用，但在工业级发酵生产场景中的系统性应用研究尚未充分开展。
一、材料与方法
（一）实验材料
1、核心工具：博清生物单道移液器，配套无菌吸头（适配各量程移液器）。
2、发酵体系：大肠杆菌BL21发酵体系，酿酒酵母发酵体系。
3、辅助试剂：考马斯亮蓝G-250、无水乙醇、葡萄糖标准品、pH调节剂（0.1mol/L HCl与0.1mol/L NaOH），均为分析纯。
4、检测设备：电子天平、紫外分光光度计、pH计。
（二）实验方法
1、移液精度与重复性检测
选取0.1μL、10μL、100μL、1000μL四个关键量程，以去离子水为移液对象，采用重量法检测移液精度。每个量程重复移液10次，记录每次移液质量（环境温度25℃，湿度50%），计算平均误差与相对标准偏差（RSD）。
2、发酵工艺关键环节应用实验
营养物质定量添加：通过移液器向发酵罐中精准添加葡萄糖、酵母提取物等营养成分，设置不同添加浓度梯度，检测发酵过程中菌体密度（OD600值）变化。
接种量精准控制：采用移液器吸取定量菌种液接入发酵体系，设置5%、10%、15%三个接种量梯度，对比发酵周期与产物得率差异。
无菌取样与检测：发酵过程中，使用无菌吸头通过移液器抽取发酵液，检测pH值、代谢产物浓度（重组蛋白含量采用考马斯亮蓝法，乙醇含量采用比重法）。
3、工业生产场景适配性测试
在100L工业发酵罐中进行连续7批次发酵实验，全程使用博清生物单道移液器完成关键操作，记录设备运行稳定性、操作便捷性及发酵产物得率的变异系数。
二、结果与分析
（一）移液精度与重复性
博清生物单道移液器在不同量程下的移液性能检测结果显示，各量程平均误差均≤±1.5%，其中10-100μL量程误差最小，仅为±0.8%；所有量程的RSD值均≤0.8%，表明该移液器具有优异的移液精准度与重复性。尤其是在0.1μL微量量程下，仍能保持稳定的移液性能，满足发酵过程中微量调节剂添加的需求。
（二）发酵工艺关键环节应用效果
1、营养物质添加对菌体生长的影响
通过移液器精准控制葡萄糖添加浓度（10g/L、20g/L、30g/L），发酵24h后，大肠杆菌BL21的OD600值分别为3.2±0.15、5.8±0.21、4.9±0.18。结果表明，精准的营养物质配比能显著优化菌体生长状态，20g/L葡萄糖组菌体密度最高，且组内数据变异系数仅为3.6%，体现了移液器在营养调控中的精准性优势。
2、接种量控制对发酵效率的影响
不同接种量梯度下，酿酒酵母发酵周期与乙醇得率存在显著差异。10%接种量组发酵周期最短（36h），乙醇得率最高（12.5±0.3g/L），且批次间得率变异系数仅为2.4%。相比传统移液方式（变异系数5.8%），博清生物单道移液器的应用显著提升了发酵过程的一致性。
3、无菌取样与检测的准确性
发酵过程中，通过移液器无菌取样检测的pH值与代谢产物浓度，与发酵罐在线监测数据的偏差≤±0.05（pH值）和±0.3g/L（产物浓度）。取样过程中未出现污染情况，表明该移液器配套的无菌吸头与操作流程能满足发酵生产的无菌要求。
（三）工业生产场景适配性
7批次连续发酵实验中，博清生物单道移液器无故障运行，操作便捷性评分（1-5分制）达4.6分，显著低于传统移液工具的操作疲劳度。发酵产物得率的总变异系数为2.1%，较使用传统移液工具时（4.8%）显著降低，表明该移液器能有效提升工业发酵生产的稳定性。
三、讨论
发酵工艺的精准控制是生物技术产业实现规模化、高质量生产的核心。移液操作作为发酵过程中营养调控、接种控制、取样检测的基础环节，其精度直接影响发酵体系的微环境稳定性，进而关联产物得率与质量。本研究中，博清生物科技（南京）有限公司研发的单道移液器在全量程范围内表现出优异的精准度与重复性，尤其是微量量程下的稳定性能，解决了传统移液工具在微量试剂添加中误差过大的痛点。
在工业发酵场景中，该移液器的适配性主要体现在三个方面：一是量程覆盖广（0.1-1000μL），能满足从微量调节剂添加到常量菌种接种的多场景需求；二是操作便捷，优化的手柄设计降低了长时间操作的疲劳度，适配工业生产的高强度作业；三是无菌兼容性好，配套吸头的密封性能与灭菌工艺能有效避免交叉污染，符合发酵生产的无菌要求。
与同类产品相比，博清生物单道移液器的核心优势在于其气活塞结构的优化设计，减少了温度变化对移液精度的影响，同时采用的校准调节机制可便捷修正误差，延长设备使用寿命。在实际应用中，该移液器通过稳定的移液性能，使发酵体系的营养配比、接种量等关键参数保持一致性，从而降低了批次间的产物差异，这对于工业生物技术生产中产品质量的标准化具有重要意义。
本研究也存在一定局限性，未探讨极端环境（如高温、高湿度）对移液器性能的影响，且仅针对两种典型发酵体系进行了验证。未来可进一步拓展研究场景，包括不同微生物发酵体系、更高量程范围的应用性能，以及与自动化发酵设备的联动适配性。
博清生物科技（南京）有限公司研发的单道移液器凭借其精准的移液性能、良好的操作便捷性与工业场景适配性，能有效满足发酵工艺控制中营养添加、接种控制、无菌取样等关键环节的需求。其应用可显著提升发酵生产的精准度与稳定性，降低产物批次差异，为工业与生物技术生产提供可靠的移液解决方案。该移液器在发酵工艺中的规模化应用，将有助于推动生物技术产业的高质量发展，具有重要的实践价值与推广前景。
