合成生物学（工程生物学）是生命科学领域的一门新兴交叉科学，被认为是理解生命的新钥匙（造物致知）和未来的颠覆性技术之一（造物致用）。

为进一步加强国内外合成生物学领域的交流合作，提高我国在合成生物学领域的国际地位，推动国内生物产业蓬勃发展， 2023 年 4 月 27-28 日第四届工程生物创新大会、第二届中国合成生物学学术年会、首届亚洲合成生物创新大会将在深圳光明科学城启幕，为推动中国与亚洲合成生物科学与产业发展提供交流平台，为加速深圳合成生物产业发展集聚贡献力量。

以下是迪必尔生物工程（上海）有限公司高级研发工程师张君轩在第四届工程生物创新大会上的精彩致辞，由云现场整理。

尊敬的各位专家，老师们，下午好，我是来自迪必尔生物的张君轩，非常荣幸和大家探讨合成生物学的主题，下面由我介绍一下广受客户欢迎的CloudReady云赋能高通量平行生物反应器平台，相信大家对迪必尔并不陌生。我们在智能生物领域已经深耕了10多年的时间，在座的很多都在使用我们的差别，比如平行生物反应器，传统的台式生物反应器，去年我们还在深圳，在现在的会场附近成立了迪必尔生物智能分公司，主要通过生物传感器以及人工智能技术赋能现有的产品，更好的为大家服务。

经过10年多的努力，我们现在已有的成熟产品线涵盖从研发到生产全链条的需求，从250毫升的生物反应器到不锈钢反应器系统，包括耗材等。我们还通过自动化的技术，整合了多种在线监测的扩展设备，为客户提供最全面的生物反应器智能化解决方案。通过各位专家的分享，我们也认识到在合成生物学领域，生物研发周期存在两个关键的技术痛点。

首先在前期的高通量筛选阶段，我们常用的孔板和摇瓶等设备无法在线的监测和控制参数，并且与反应器的混合以及剪切等相差不大，不利于技术的转移。二是工艺放大，传统的生物反应器依赖大量的人工手动的操作，不利于保持批次间过程的一致性。因此我们需要高通量的平行生物反应器解决这一问题，需要将稳定一致的硬件和智能化的软件相结合，随着数字化的发展，未来的社会产业一定是智能化的生物制造，例如数字仿真和建模能否利用，利用建模仿真和数字卵生的技术研发和迭代产品是行业内转型的关键。因此我们在硬件上打造了高通量的平行生物反应器，软件上自主开发了设备与数据管理系统。

CloudReady基本的结构涵盖十从250毫升到2升多种体系规格，发酵在搅拌浆和挡板的结构上有区别，这是基于微生物和细胞对于剪切不同方面的需求设计的，它支持高密度的细胞和细胞的培养，可以进行贯流等不同生物功能的开发。另外我们还可以选择高效灵活的一次性罐体，它与玻璃罐体在接口的设计上完全相同，可以无缝的切换。另外在设计上也十分的精妙，每台反应器展示项目的信息和实施的参数状态，半导体的温控模块实现的冷水控温，无需配冷水机和加热毯。另外，我们配置了6个可编程的手动和自动模式，专利化的设计迭代了连接方式，让管线的排布清晰整洁。另外抽拉板的排布设计，结构紧凑，可以在有限的实验室空间中布局更多的罐台数。

大家可能有一个疑问，普通的平行生物反应器有什么区别？我们的产品名字就有所体现，CloudReady意味着云服务的商业模式做好了技术上的准备，云服务的本质由云服务商提供硬件，用户通过租赁的形式使用，具体到生物反应器，有平台租赁和CDRO的模式，通过比较总结，云服务的关键特点在数据分析和结构评估的设计工作，由用户自己远程进行，由于服务商需要管理大量的硬件设备信息、用户信息和任务分配等数据，并且要支持大量用户同时的远程访问和控制，因此软件是首要因素。基于这个理念，我们重新设计了CloudReady平台，包含可以支持云服务的软件，在系统架构上采用分布式的控制技术，可以让用户在同一个界面同时管理无限数量的设备，打破了行业内领先技术只能控制24或者32台的限制，并且扩展，后期可以增加部署设备。我们还配置了追踪功能，保证用户数据的可追溯性和合规性，以及第三方分析数据的扩展接口，满足用户个性化的需求，最重要的是，凭借高度可定制的自动化流程和远程控制方案，可以让用户实时进行远程监测和控制。

以上强大的特性和功能，是从大家的实际需求出发进行的探索，相信很多老师在一线的研发工作会有同样的困扰，比如我们给反应器上接口之后看一下罐子有没有问题，甚至有时候要熬夜看罐，CloudReady就解决了这个问题，我们给每个反应器配备了摄像头，大家扫描这个二维码就可以连接上海总部的中心实验室正在运行的CloudReady。由于担心现场的网络问题，我有一个提前录制好的画面展示，大家可以看到实时的情况。我们也开放了网页版的控制端口，让用户随时随地对数据进行查看，有突发的情况可以及时处理，比如我们远程观测到罐体内有泡沫过多的情况，可以远程开启相应的泵添加消罐剂，科学家就不需要24小时值守实验现场，节省下来的时间，可以进行更高级的实验分析设计，以及生物工艺研究的工作，提高了研发效率。

云技术的主要因素在于软化，如此强大的高通量的平台，在使用时会产生大量的数据，因此我们开发了D2MS，这一高度集成化的设备与数据管理系统，这是非常现代化的应用程序，可以像使用办公软件一样进行数据操作，并不是传统技术上比较死板风格的HMI界面。对于一些CDMO用户来说，D2MS提供的管理系统是非常实用的功能，可以给登陆这个系统的每个用户进行身份的分类，每个不同的用户级别对应不同的操作权限，做到权责清晰，项目管理方面可以设置每个项目的名称周期等信息，并且关联所使用的反应器的ID，在同时有多个项目进行时，信息流也是清晰完善的，不互相干扰。有的人可能会问，我手上有很多项目进行，实验室有上百台设备同时运行，是不是要手动控制，当然不是，因为人工的方法非常费力，在D2MS中，我们可以修改控制参数，并且不限设备的数量，也就是说D2MS以平行操作为出发点，并不是简单重复的单机版界面。

合成生物学领域，比如构建底层细胞和培养基优化的过程中，非常熟悉的DOE方法也是平行生物反应器的典型应用。之前我上学的时候做DOE是很麻烦的，需要在不同软件之间进行转换，需要一个一个手动输入参数，在D2MS内置的DOE模块中，可以将规划好的条件一键匹配到多个反应器进行实验验证，并且快捷对数据进行分析。完成DOE实验以后，可以方便比对历史过程的数据曲线，直观的看到批次间数据的差异，也就是说可以完成DOE方法从设计到分析的流程。

除了可以通过鼠标一键快速操作的功能，D2MS也会为更高级的客户提供ADC功能，解决在什么样的时间和什么条件下如何完成某间事的问题，大家需要根据具体控制策略设置出发条件、执行事件，并且关联相关的参数就可以实现一些基于数据或者过程的控制策略。ADC功能不能满足复杂的控制需求时，我们可以使用自定义功能，通过自己编写代码的方式开发更智能的控制逻辑。大家可以灵活的选择自己实验室已有的自动化设备，比如关联到分析仪等。我们允许大家通过编程的方法扩展设备的功能，将最灵活的环节开放给用户，这也是智能反应器和传统反应器最根本的区别。

我们也在官网上开发了很多，例如数字卵生模拟器等非常实用的工具，包括D2MS软件，所有人可以免费体验下载，我们希望通过先进技术的分享，共享数据驱动型生物产业。

CloudReady是我们在平行生物反应器产品上的第六次迭代，前期已经有了非常扎实的技术积累和大量的用户基础，基于云技术的CloudReady是我们在理念层面上的又一次技术革新，我们希望大家能够通过基于云赋能的高通量平行生物反应器建立自己的云实验室，高度自动化、智能化优化生物生产的工业，从而修改新产品，推向市场，以上是我报告的所有内容，大家感兴趣的话可以移步展台进行交流，感谢。