为下一代生物技术量身定制的生物反应器自动化解决方案
在荷兰代尔夫特理工大学，教授和博士生需要一项全新的创新工程解决方案，以便改进对基因工程化细胞的研究，从而使用植物性材料进一步取代石油化学产品。因此，他们需要稳健、灵活的自动化生物反应器设备，以应对与创新研究相关的特定挑战。
Ir. Robert Mans 博士解释了实验室科学工作需要提高自动化程度的原因：“挑战在于，细胞十分复杂，我们不可能始终完全掌握内部发生的情况。有时，基因工程化细胞的行为符合预期，有些时候则会病变，导致生长缓慢。我们的改进方法是利用创新。使细胞在驯化后，变得更健康且生长更快。为此需要可靠的无菌设备。所以，我们需要自动化程度更高的解决方案来实现封闭式操作，无需在长达数以月计的工艺培养期间打开任何设备。”
作为 Mans 博士带的博士生之一，Sophie de Valk 解释了在使用之前的设施时，她的酵母基因工程工作是如何复杂且耗时：“过去，我们在自动化进化方面相对受到限制。大家必须手动更换介质，始终存在污染风险，增大受挫的可能性。因此，我们意识到，我们确实需要精确的过程控制，并且需要能够设置更加复杂的系统脚本。”
在明确了他们的特定需求后，代尔夫特理工大学的团队需要一个既具备必要的专业知识，又能投入时间设计非标准化解决方案的合作伙伴。“从理论上讲，我们很清楚我们的需求。但我们需要有人来真正实现这一愿景。这个对象须有能力制定并实施足够灵活的解决方案，从而支持我们执行各种实验，”Mans 博士解释说。
我们对 Getinge 非常熟悉，他们的系统便以稳健性和可靠性而闻名。但我们最为看重的一个有别于其他公司的点在于，Getinge 开放性很强，乐于打造量身定制的解决方案。合作并共同开发定制化方案，而不是使用商业化的标准产品。
复杂生物反应器的精简呈现
Rowin Timmermans， 作为承接了这项挑战的解决团队的一员，这位高级应用专家拥有 12 年的 Applikon 解决方案经验。他立即意识到：考虑到这项任务的复杂性，需要在客户的 SCADA 软件中采用过程控制脚本，以便显著减少人工干预的次数。“我们需要对两类长期流程实施自动化：重复的批处理过程，以及恒化或加速过程。通常，两者都需要进行大量人工干预。因此，主要挑战是将 TU Delft 研究团队自有的尾气分析仪设备数据与来自 Applikon ez 控制系统的所有过程数据相结合，然后使用此类在线数据自动控制重复的批处理、恒化反应或加速过程，从而实现实验目标，”Timmermans 解释道。
Timmermans 负责编写脚本用于控制发酵过程的各个环节。这项工作是与代尔夫特理工大学 (Delft University of Technology) 生物技术系团队紧密合作完成。“我主要负责对 Getinge 提供的软件解决方案 Lucullus® 中的脚本进行编程，从而实现过程自动化。在合作期间，我曾多次去往这所大学，与团队共同运行测试。我想，这种合作方式再加上频繁的建设性反馈，正是我们成功的关键。只有这样，我们才能充分了解具体需求，并针对客户的特定需要来量身定制解决方案，”Timmermans 总结道。
当被问及这一过程中最具挑战性的任务时，他表示：“最大的挑战之一是把握恒化（尤其是加速）的主要工作方式，还有就是在过程步骤衔接时脚本编写中某些标准的复杂之处。”
与 Timmermans 一样，Mans 博士及其团队亦非常重视这一密切合作，而这也是整个合作进程相对发展较快的原因之一。Mans 博士分享了他对合作过程的见解：“我本以为我们会遇到更多的阻碍。这是一个相当复杂精妙的系统，但只需要进行一系列勾选，这让我很惊讶。无需花费很长时间，在一段试错过程后，我们就成功取得了最终结果，获得了一个完全符合我们目标的系统。”
定制化优势 - 为通用性而设计
Mans 博士的博士生 Sophie de Valk 指出了新系统中她所认为的亮点和优点：
可以轻松在线监控反应器进展，这真是太棒了。以前，必须先导出数据，然后在 Excel 中进行操作。现在，不必一直盯着反应器密切关注一切进展了。仅需点击三下，就可以轻松查看，即使在家办公也是如此。
除了支持随时随地即时访问在线监控的功能外，de Valk 还介绍了全新自动化进化系统简单性和灵活性的特点：“现在，设置复杂的自动化脚本成为了一项非常轻松的工作。不再需要花费数周时间与学生共同从头构建一切。此外，我也遇到过某些情况，需要在进化过程中实时调整部分参数。现在我们可以做到这一点，因为在线跟踪信号非常轻松，可以方便查看各类进展和发展情况。根据监测数据，我们可以调节 pH 值、注入更多空气或做出任何必要的调整措施。”
项目结束后，TU Delft 研究团队和 Getinge 参与人员都非常满意，双方主办了一场联合网络研讨会，以便在全球范围加以推广，分享各自在合作过程中的所学及经验心得，并探索这个技术先进的自动化生物反应器系统的可能性 — 尽管该系统为高度定制化，但从项目之初便确定了产品通用性的主旨。因此，Mans 博士及其团队还撰写了相应的科学论文，向全球学术界介绍相关知识。
将科学融入生活 - 而非独立存在
最后，我们采访了代尔夫特理工大学 (Delft University of Technology) 的 Sophie de Valk 和 Robert Mans 博士，了解他们与生命科学部开展合作的最大推动因素。
推动因素还包括气候变化。能够为石油化工行业做出切实贡献并提供替代方案，使其面向植物基转型。这种感觉真的很好。此外，生命科学领域仍在快速发展。技术先进的创新不断涌现，参与其中让人与有荣焉。
此外，Mans 博士还指出，积极参与应对气候变化也是一个很重要的推动因素。他总结称：“作为社会和世界的一员，我们需要采取重大举措以限制并减少气候变化的影响。在知道了我们可以通过日常工作贡献自己的一份力量后，我感到非常振奋。我必须要努力参与，否则，我会觉得自己像是旁观者。我认识到我的工作会有所作为，我能成为解决方案的一部分。我并没有袖手旁观， 而是切实地参与其中，并有望造就不同。”
最大的挑战之一是把握恒化（尤其是加速）的主要工作方式，还有就是在过程步骤衔接时脚本编写中某些标准的复杂之处。