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从手持工具到智能节点:Sartorius Picus 2 以“互联性”重塑精准移液新范式

更新时间:2025-12-17点击次数:18

在分子诊断、高通量筛选与生物制药研发的核心场景中,移液操作历来被视为一项基础却极度依赖人工经验与稳定性的“手艺"。传统电动移液器的进化,长期围绕着精度、人体工学和模式多样性展开,其本质仍是“更聪明的孤立工具"。然而,随着实验室数字化与数据完整性的要求达到的高度,德国赛多利斯(Sartorius)推出的Picus® 2电动移液器,进行了一次根本性的范式跃迁:它不再仅仅是一个执行移液动作的终端,而是进化为一个具有开放连接能力的智能数据节点与流程执行单元。通过将蓝牙连接、移动应用与可配置协议深度融合,Picus 2将“互联实验室"(Connected Lab)的理念具象化于科研人员的掌心,开启了从“经验驱动"到“数据与协议驱动"的精准移液新时代。

本文将深度解析Picus 2及其系列产品的技术架构,揭示其如何通过系统性创新,重新定义移液工作在现代化智能实验室中的角色与价值。

一、 核心创新:从功能增强到生态互联

赛多利斯电动移液器产品线(如经典的eLINE系列、Picus/Nxt系列)本身已代表了传统维度上:全电动DC电机驱动确保精度不受用户影响;低至100克的轻量化设计有效预防重复性劳损(RSI);覆盖0.1μL至10,000 μL的宽广量程与多样移液模式应对复杂任务。然而,Picus 2的在于,它构建了一个以移液器为中心的“微生态"。

1. 核心互联架构:硬件、软件与工作流的无缝融合
Picus 2的创新核心是其内置的蓝牙连接能力与配套的“赛多利斯移液App"(Sartorius Pipetting App)。这一组合实现了三重突破:

  • 协议的程序化与云端管理:研究人员可在App中访问、配置甚至创建完整的移液工作流程(如连续稀释、PCR加样等)。当流程启动后,App通过蓝牙自动将每一步所需的量程、模式(如反向移液、多次分液)等参数无线下发至Picus 2。操作者无需记忆或手动切换设置,只需跟随设备提示执行“吸液"、“排液"等物理动作,消除了因参数设置错误导致的人工偏差。

  • 数据的自动化追溯:每一次移液操作的关键参数(体积、时间、使用的协议版本)均可通过App自动记录并生成电子记录。这为实验室数据完整性(ALCOA+原则)提供了原生支持,满足GMP/GLP等严格法规对实验数据可追溯性的要求,将移液从“黑箱操作"变为“透明化过程"。

  • 设备的智能化管理:通过同一平台,可对多台Picus 2进行集中化的软件更新、校准提醒设置(如Picus® Nxt具备的校准提醒功能)和使用状态监控,极大简化了实验室仪器管理工作。

2. 对比传统模式:效率与可靠性的阶跃提升
以常见的96孔板连续稀释为例,传统模式(即使是高级电动移液器)与Picus 2互联模式的差异,清晰体现了这场变革的价值:

操作步骤传统电动移液器模式Picus 2 互联移液模式
实验准备查阅纸质或电子SOP,手动计算或记忆各步体积。在App中选择或导入已验证的“连续稀释"工作流程。
参数设置对每一支移液器,手动旋转旋钮或按键,依次设定多步所需的体积和模式。易出错、耗时长。App自动将流程一步参数发送至手中移液器。完成该步后,下一步参数自动更新,无需人工干预。
核心操作操作者需自行执行反复的吹打混合动作,并手动计数。移液器在“多次分液+混合"模式下,自动执行精确的吹打次数与节奏,操作者仅需移动吸头位置。
过程记录实验结束后,手工在记录本或电子表格中填写数据,存在转录错误和遗漏风险。每步操作由App自动记录,实验结束即可一键生成或导出完整的数字化实验报告。
合规保障依赖操作者自律和事后复核,难以实现实时监控。通过密码保护(如Picus® Nxt)和不可篡改的电子记录,确保方法被执行且数据完整。

二、 支撑性技术创新:为互联核心奠定坚实基础

要实现上述无缝的互联体验,离不开底层一系列坚实的硬件与工程创新。

1. 人体工程学与交互设计
Picus系列被誉为市场上最轻、体积最小的电动移液器之一(约100克),其流线型设计和舒适指钩旨在大限度减轻长时间操作的疲劳。独特的调节轮设计允许拇指单手快速、精准地设定量程和导航菜单,结合布局合理的轻触按钮和电动吸头退除功能,将操作所需的力量和动作幅度降到低。这是保证互联工作流得以高效、舒适执行的身体基础。

2. 确保结果可靠性的核心技术

  • 增强型DC电机与电子制动:Picus采用的增强型DC电机概念,配合高精度的电子制动器,能瞬间、精确地停止活塞运动。这在连续分液等模式下至关重要,确保了每次分液体积的一致性,其系统误差和随机误差均控制在极低水平(例如,在关键量程点系统误差可低至0.15%)。

  • 光学传感器实时监控:内置光学传感器对活塞运动进行实时监控,提供了另一重保障,确保电机驱动的精确性始终处于受控状态。

  • 微孔板向导与安全设计:独特的“孔板向导"功能通过视觉提示引导用户将液体移入正确的孔位,防止跳孔或错孔。标配的安全圆锥过滤器则能有效防止气溶胶污染和液体倒吸,保护样品和仪器内部。

3. 面向合规与管理的增强功能(以Picus® Nxt为代表)
针对生物制药、质量控制等高监管领域,Picus® Nxt在基础版上增加了企业级功能:

  • 可编程移液方案:用户可创建多达10个步骤的定制化方案,将多种移液模式和附加功能(如混合、计数)串联,一键执行复杂流程。

  • 二级密码保护与权限管理:独立的管理员和用户配置文件,防止未经修改校准、方案或关键设置,满足数据安全要求。

  • 主动式校准与维护提醒:设备可根据预设时间或使用次数,主动提醒用户进行校准或维护,确保仪器持续处于验证合格状态。

三、 应用场景重塑:从基础操作到关键数据源

Picus 2的互联特性,使其在多个前沿领域重新定义了移液的价值:

  1. 细胞与基因治疗(CGT)工艺开发:在病毒载体滴度测定、细胞接种等关键步骤中,使用预置的、经过验证的App工作流程进行操作,可确保不同人员、不同批次的工艺一致性,为工艺验证和上市申报提供坚实、可审计的底层数据。

  2. 高通量筛选(HTS)与组学样品前处理:面对96孔板或384孔板的海量样品,操作者只需跟随App引导,即可无差错地完成复杂的分液、转移、混合序列。自动化记录功能更直接将移液数据与后续检测结果关联,实现全流程追溯。

  3. 分子诊断试剂配制:在配制PCR mix、测序文库制备等对体积精度要求高的场景中,互联工作流能锁定标准操作程序,杜绝人为配制错误,同时生成符合ISO 13485等质量体系要求的配制记录。

  4. 跨实验室方法转移与培训:标准化的数字工作流程可以轻松地在不同地点的实验室间共享和部署。新员工无需长时间摸索,即可按照专家设计的标准化流程进行操作,加速方法转移,提升团队整体技术水平。

四、 未来展望:作为智能实验室的活跃终端

Picus 2的意义远超其本身。它标志着移液器从被动执行工具,转变为主动参与实验室信息流的智能终端。其未来的演进方向清晰可见:

  1. 与实验室信息管理系统(LIMS)和电子实验记录本(ELN)深度集成:通过API接口,移液工作流可直接从LIMS/ELN中接收任务指令,并将执行数据实时回传,形成从“计划"到“执行"再到“记录"的闭环。

  2. 与自动化设备协同工作:作为灵活的手持终端,Picus 2可与自动化液体工作站、机械臂协同,处理那些不适合全自动化的柔性步骤,成为“人机协作"实验室的关键接口。

  3. 基于人工智能(AI)的过程优化与预测性维护:积累的海量移液操作数据可用于训练AI模型,进而优化移液参数(如针对不同粘稠度液体的佳吸放液速度),甚至预测电机性能衰减,实现预测性维护。

结论

赛多利斯Picus 2电动移液器的创新,是一次从“器物"到“系统"的升维思考。它通过将蓝牙互联、移动应用与数字化工作流深度整合,成功地将移液这一微观操作,无缝嵌入了宏观的实验室数字化生态之中。它不仅通过的工程学设计保护了操作者的健康,通过精密的机电控制保障了结果的准确,更重要的是,它通过流程的固化、数据的自动化和管理的智能化,从根本上提升了科学研究的可重复性、合规性与整体效率。

在数据成为科学发现核心驱动力的今天,Picus 2不再只是科学家手中的工具,更是他们通往可追溯、高效率、智能化未来的可靠伙伴。它定义了下一代移液技术的标准:真正的创新,不在于移液器本身能做什么,而在于它如何连接并赋能整个科学探索的过程。


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