浙江栢塑信息技术有限公司

是否支持程序段编程运行?

程序段编程功能,开启实验自动化新纪元
随着生物科技、制药工艺、分子诊断、环境工程等领域对实验可控性、流程化、精细化的要求日益提升,传统单一温度和速度设定的振荡培养箱已难以满足复杂实验条件的控制需求。

为此,许多现代振荡培养箱引入了“程序段编程运行(Segment Programming)”功能,使设备具备自动执行多阶段运行任务的能力,极大提高了实验灵活性与操作效率。

那么,**振荡培养箱是否支持程序段编程?能实现多阶段自动切换运行吗?**答案是:现代中高端振荡培养箱多数支持,甚至已成为标配功能。

什么是程序段编程运行?

程序段编程运行,是指用户可预设多个运行阶段(即“程序段”),每个阶段单独定义参数如:

  • 温度(℃)

  • 振荡速度(rpm)

  • 运行时间(min/h)

  • 模式选择(如回旋、往复)

设备按照设定顺序自动切换执行各阶段指令,实现无需人工干预的全程控制。


三、程序段编程功能的核心结构与技术原理

1. 多段参数控制模块

  • 每段包含多个参数变量;

  • 系统将各段数据缓存进芯片或储存卡中。

2. 程序执行逻辑引擎

  • 使用嵌入式控制器(PLC、ARM、单片机等);

  • 按顺序执行并监控参数稳定性。

3. 时间计数器系统

  • 内置倒计时模块;

  • 每段开始即计时,完成后自动转入下一段。

4. 状态保持与异常处理机制

  • 若遇停电或报警,系统可自动暂停;

  • 部分型号支持断电恢复后继续执行未完成段落。


四、支持程序段编程的典型振荡培养箱产品

品牌型号程序段数量支持参数特色功能
Eppendorf Innova系列10段温度、rpm、模式多级程控+USB数据导出
Thermo MaxQ系列9段温度、振幅、转速可循环段落+历史运行记录
杰瑞 JR-20005段温度、转速、时间中文界面+断电恢复
博迅 BXYC-D115系列30段温度、转速、定时精准PID+多层段落组合
申安智能摇床模块式系统≥100段全参数+状态判断支持梯度模式与无线联控

五、程序段编程运行的实际意义与优势

1. 自动化流程控制

  • 减少人工干预,尤其适用于长时或夜间实验;

  • 提高重复性与一致性,避免手动误操作。

2. 满足复杂实验条件变化需求

  • 适用于温度诱导表达、酶促反应梯度、细胞适应性培养等;

  • 可灵活模拟自然环境变化。

3. 增强科研灵活性

  • 可预设不同阶段的条件变化,拓展研究维度;

  • 支持实验策略自定义设计,提升方法多样性。

4. 节约人力与时间成本

  • 实验人员不必长时间盯守设备;

  • 可远程查看或等实验完成后统一分析。


六、应用场景示例:程序段功能的典型实验流程

案例一:大肠杆菌诱导表达程序

  1. 阶段1:37℃、200 rpm,培养至对数期(3小时);

  2. 阶段2:降温至30℃,转速150 rpm,添加IPTG(自动提醒);

  3. 阶段3:恒温表达6小时;

  4. 阶段4:冷却至10℃保存状态,待处理。

案例二:温度响应蛋白表达筛选

  • 设定温度从30℃逐步递增至42℃;

  • 每4小时调整一次温度与转速;

  • 自动采样提示+标记日志。


七、程序段编程功能使用流程

第一步:进入程序模式

  • 通常在主界面中选择“程序模式”或“分段运行”。

第二步:输入段落数量

  • 如计划运行5段,输入数字“5”确认。

第三步:依次设定每段参数

参数示例
温度1段:37℃;2段:30℃
转速1段:220 rpm;2段:150
时间1段:180分钟;2段:360
振荡模式回旋/往复(如支持)

第四步:保存与执行

  • 检查所有参数 → 确认无误后“开始运行”;

  • 显示当前运行段落及剩余时间。

第五步:日志与记录管理

  • 可导出运行记录;

  • 可设定自动截图或邮箱推送(高端型号)。


八、常见问题与使用注意事项

问题原因/解决方案
设置完程序无法启动检查是否所有段都填写完整参数
中途停电数据丢失使用具备断电恢复功能型号;或搭配UPS供电
第二段未如期执行检查第一段运行是否正常结束,避免设置死循环
温度/转速跳段延迟建议开启“稳定判定”功能,确保参数到达后再进入下一段
参数设置无效某些设备要求保存后重新启动程序方可生效

九、发展趋势:程序段控制功能的未来演进

1. 模块化段落模板设计

  • 多次实验可调用模板参数;

  • 无需重复手动输入。

2. AI辅助程序优化

  • 自动推荐参数曲线;

  • 基于过往数据优化设定逻辑。

3. 云端同步与批次对比

  • 多台设备同步执行;

  • 云平台批次条件对比与质量控制。

4. 联合控制系统集成

  • 与pH监控器、CO₂控制器、荧光采集设备协同运行;

  • 实现跨设备的多维联控实验室自动化系统。


十、总结:程序段编程,提升的不只是效率

现代振荡培养箱中支持的“程序段编程运行”功能,不仅是技术上的升级,更是实验流程自动化、精准控制、复杂反应动态管理的体现。

适用于:

  • 多阶段细胞/微生物实验;

  • 温控/速率诱导实验;

  • 长时无人值守项目;

  • 多批次批间对比分析;

  • 药物研发与过程验证;

选择建议:

在设备选购时,应明确以下几点:

  • 是否支持程序段功能?

  • 支持多少段?

  • 是否有断电恢复?

  • 是否可导出运行日志?

  • 是否支持图形界面与快捷设定?

程序段功能的实用价值,取决于实验设计的合理性与操作人员对参数控制的理解力。规范设定每一段,是实现高质量科研的第一步。