智能小助手赋能微生物检测

一、引言

微生物检测是食品安全生产、水质环境监测、医药制剂质控、临床检验、化妆品合规管控的法定核心环节，从《食品安全国家标准GB 4789 食品微生物学检验》《2025 版中国药典微生物限度检查法》到出入境检验检疫 SN/T 系列标准，均对微生物试验全流程操作、试剂制备、样品前处理、辅料质控等设置了严格的规范。一份准确、可溯源的微生物检测报告，建立在培养基配制、无菌分装、样品稀释、凝胶辅料性能检测等数十个标准化操作步骤之上，任何环节的人工误差、污染风险、效率短板，都会直接造成菌落计数偏差、假阳性或假阴性、试验数据失效，甚至导致产品抽检不合格、试验室资质审核不通过等问题。

完整微生物试验链路包含四大核心阶段：培养基制备阶段（琼脂复熔、恒温控温、平皿及试管无菌分装）、样品前处理稀释阶段（均质袋及试剂瓶精准定量稀释、批量分液）、凝胶辅料质控阶段（琼脂、明胶、卡拉胶等胶体凝胶强度标准化检测）、批量样本自动化处理。在传统人工操作模式下，每个阶段都存在难以规避的行业痛点。

二、微生物试验过程中常见的困境

1.人工培养基配制环节的隐患

按照国标要求，90 mm标准平皿需注入18 mL-20 mL琼脂培养基，琼脂灭菌后必须冷却至47℃-50℃才能添加热敏感添加剂，冷却温度过高会灭活抗生素、指示剂，温度过低则琼脂提前凝固无法均匀铺板。传统水浴锅仅能简单加热，无自动控温、快速降温功能，操作人员需全程值守测温，大批量配制时反复人工倾倒平皿，会出现三大问题：

分装精度失控，人工倾倒量筒、烧杯误差可达5 mL以上，平皿琼脂厚度厚薄不均，菌落扩散面积不一致，最终计数重复性差；无菌风险飙升，长时间敞口人工操作，空气中孢子、杂菌落入平皿造成污染，整批平板报废；人力成本极高，单日数百份平皿制备，人工重复倾倒极易疲劳，200份平板至少耗时2小时以上，挤占检测人员菌种培养、数据分析时间。

试管液体培养基、增菌肉汤分装同样存在短板：手动移液枪批量分装效率极低，小体积试剂分装重复性差，大量离心管、采样管处理时，人工操作耗时成倍增加。

2.样品稀释和分液效率的问题

微生物限度、菌落总数检测必须做10倍梯度稀释，传统操作依靠量筒称重、手动移液，100 mL均质袋稀释单份样品需要40秒以上，大批量样品检测时，单日上千份稀释样本完全依靠人工，不仅速度缓慢，人工称重读数误差可达5%以上，不符合药典、食品检测对稀释精度±1%以内的质控要求；同时分液管路、容器清洗依靠人工刷洗，管路内部生物膜难以清除，存在交叉污染隐患。

3.凝胶辅料质控依赖人工的问题

琼脂、药用明胶、可得然胶是微生物培养基、药用胶囊、凝胶类食品的核心原料，凝胶强度直接决定培养基凝固性能、胶囊成型稳定性，国标GB6783-2013、2025药典通则0634均强制要求凝胶强度定量检测。传统人工检测依靠简易砝码、标尺手动压测，读数全凭肉眼，精度仅克级，无法达到0.1 g高精度测量需求；无自动数据记录功能，检测曲线、数值无法溯源，试验室CNAS审核时常因质控数据不规范扣分。

以上诸多痛点，长期困扰全国各类微生物试验室：食品厂质检、第三方检测机构、药企质控部、高校微生物科研试验室普遍面临“人手不足、试验误差大、合规溯源难、加班常态化”的困境。为从源头解决微生物试验全流程的人工短板，我公司深耕微生物试验室自动化设备研发，推出覆盖培养基复熔、平皿分装、试管分液、重量稀释、凝胶强度检测等全链条智能仪器，一套设备组合成为试验室专属“智能小助手”，以自动化、高精度、标准化设计，完美匹配国标与药典规范，让微生物试验省时、省力、数据精准可追溯。

三、一站式解决琼脂复熔与无菌分装难题

培养基制备是微生物试验第一道关键工序，也是人工操作问题最集中的环节，我公司推出两款核心智能设备，可分别解决琼脂恒温复熔、平皿自动化分装两大核心需求，搭配试管分装仪覆盖小管试剂批量处理。

1.培养基速冷水浴复熔仪

培养基速冷水浴复熔仪如图1所示。

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图1 培养基速冷水浴复熔仪示图

传统水浴锅仅具备基础加热功能，无法实现快速降温、精准恒温，操作人员需要反复测温、手动升降温，大批量琼脂复熔时极易出现温度失控，导致培养基失效。复熔仪专为微生物培养基制备设计，集加热复熔、快速降温、恒温保温、定时存储四大智能功能于一体，温度区间覆盖室温至100℃，完美适配全品类培养基的使用。

培养基速冷水浴复熔仪优点有三，一是全自动温区切换，灭菌后的高温琼脂放入设备，设备自动快速降温至国标要求47℃-50℃恒温区间并长期保温，无需人工实时监测温度，操作人员可同步开展平皿、试剂准备工作，单人可同时处理3-5批培养基；二是水浴均匀加热无局部焦糊，全域循环水浴结构，避免琼脂底部高温碳化、营养成分破坏，保证培养基理化性能稳定，提升目标菌回收率；三是适配多行业场景，食品微生物检测、医药微生物限度、细胞培养、水质环境监测试验室均可使用，支持大批量集中制备培养基，大幅减少等待耗时。

该设备从根源规避“温度把控失误导致培养基报废”的常见试验事故，原本需要专人全程值守1小时的复熔工序，现在仅需放入、取出两步操作。

2.智能平皿分装仪

智能平皿分装仪如图2所示。 

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内部图

图2 智能平皿分装仪示图

平皿倾注是微生物检测最重复、最消耗人力的工序，智能平皿分装仪是替代人工倾倒的核心自动化小助手，设备搭载模拟人手仿生倾倒机构，无需灌装管路，彻底杜绝管路残留培养基滋生杂菌的污染问题，适配90 mm标准平皿批量无菌分装。

智能平皿分装仪优点有四，一是超高分装效率，每小时稳定分装200-240个平皿，同等工作量下，人工操作2小时的任务，设备仅需1小时完成；二是高精度稳定控量，分装精度±2 mL，严格匹配国标18 mL-20 mL标准注液量，所有平皿琼脂厚度均匀统一，消除人工倾倒带来的体积误差，菌落计数平行样相对偏差显著降低，试验重复性大幅提升；三是灵活兼容无限制，不限培养基品种，营养琼脂、孟加拉红、EMB、VRBA等选择性培养基均可分装，不限单次分装数量，小批量科研试验、大批量工厂质检均可适配；四是整机封闭无菌腔体，减少培养基与空气接触时长，杂菌污染率大大降低。

3.智能试管分装仪

智能试管分装仪如图3所示。

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屏幕操控

图3 智能试管分装仪示图

针对增菌肉汤、稀释缓冲液、染色试剂等试管、离心管、采样管批量分装需求，桌面型智能试管分装仪成为小型样本处理的得力助手。设备搭载多轴机械臂运动机构，体积小巧不占用试验室操作台空间，集成高精度蠕动泵，适配1 mL-10 mL小流量微量试剂分装。

智能试管分装仪优点有三，一是高效批量处理，10 mL规格试剂每小时可分装1500支试管，疾控、水质试验室大批量水样增菌液分装效率提升10倍；二是超高微量精度，分装精度可达±0.1 mL，微量指示剂、选择性添加剂分液无误差，保障每支试管试剂浓度统一；三是极简智能操作，触摸屏一键启动，自由设定任意分装体积，机械臂自动定位试管，无需人工手持容器，长时间连续操作无疲劳感，单人可同步完成分液与样本标记工作。

四、样品稀释分液智能小助手

微生物样品前处理的核心是梯度稀释与定量分液，均质袋、试剂瓶、三角瓶、大容量容器分液差异大，我公司具有重量稀释仪、定量液体分装仪、双称双泵稀释仪四款智能设备，覆盖从微量到大流量所有分液场景，全部搭载称重校准系统。

1.基础款重量稀释仪

基础款重量稀释仪如图4所示。

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图4 基础款重量稀释仪示图

重量稀释仪集成高精度称重传感器与蠕动泵，一台设备集成重量稀释、定量分装、手持分液、管路自动清洗四大功能，是中小型微生物试验室通用前处理助手。设备采用称重模式实时校准分液体积，不受液体粘度、管路损耗影响，分装精度稳定，分液流量2000 mL/min，100 mL均质袋单次稀释仅需4秒。

传统人工100份样品梯度稀释至少耗时1.5小时，使用该设备仅需20分钟完成，自带一键清洗功能，自动冲刷管路残留样品，杜绝不同样品间交叉污染。

2.双称双泵重量稀释仪

双称双泵重量稀释仪如图5所示。

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图5 双称双泵重量稀释仪示图

针对日均上千份样品的第三方检测、出入境检疫、大型食品集团试验室，双称双泵稀释仪实现两组试剂、两组样本同步稀释，单泵流量2000 mL/min，整机最高4000 mL/min分液速度，100 mL样品4-6秒完成稀释，单日处理样本量直接翻倍。设备双独立称重系统，两路分液精度均可稳定控制，自动运算稀释倍数，无需人工手动计算、记录，批量样品前处理效率提升100%，完美解决大批量检测拥堵、人员加班问题。

3.定量液体分装仪

蠕动泵定量分装仪如图6所示。

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蠕动泵局部

图6 蠕动泵定量分装仪示图

磁力泵定量分装仪如图7所示。

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磁力泵局部

图7 磁力泵定量分装仪示图

两款大流量定量分装仪分别采用蠕动泵、磁力泵两种驱动方案，适配不同理化特性试剂，支持试剂瓶、均质袋双容器分装，兼顾培养基原液、无菌缓冲液、提取液大容量分装需求。设备内置流量自动校准程序，一键修正管路偏差， 2000 mL/min大流量输出，适合培养基原液批量分装储存。磁力泵型号无介质接触泵芯，耐酸碱腐蚀性试剂，医药微生物试验室优先选用；蠕动泵型号适配高粘度琼脂缓冲液，食品、水质检测通用。

整套稀释分液设备矩阵，完整覆盖从1 mL微量试管到1000 mL大容量均质袋的所有分液需求，替代量筒、移液枪、手动天平组合，将样品前处理环节人力投入降低，同时消除人工读数、计算带来的稀释倍数误差，保证梯度稀释数据合规可溯源。

五、凝胶强度测定智能小助手

琼脂、明胶、卡拉胶等微生物培养基、药用胶囊核心原料，凝胶强度不合格会导致平板无法凝固、胶囊易开裂，是微生物试验室原料质控必检项目。传统手动检测设备无标准化流程、无自动数据存储，我公司推出三款智能凝胶强度测定仪。

1.通用凝胶强度测定仪

通用凝胶强度测定仪如图8所示。

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图8 凝胶强度测定仪示图

设备适配琼脂、卡拉胶、果胶、明胶、魔芋胶、高分子水凝胶等十余种胶体检测，测量量程可选0-3 kg/5 kg/8 kg，严格遵循 GB 28304-2012 可得然胶、GB6783-2013 明胶两项国家强制标准，同时兼容ISO国际检测方法。全自动探头匀速下压，实时记录力值曲线，精度0.1 g，替代人工砝码按压，消除肉眼读数误差；数据自动存储、导出打印，检测报告完整可溯源，满足试验室资质审核资料要求。食品添加剂企业、培养基生产企业、水质微生物试验室均可用于原料入库质控。

2.明胶冻力测定仪

明胶冻力测定仪如图9所示。

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测定探头局部图

图9 明胶冻力测定仪示图

除常规胶体外，设备拓展适配肉糜、鱼丸、奶油、果冻、蛋白凝胶等食品基质强度测试，覆盖肉制品、乳制品微生物配套原料质控场景。测量范围0~3000 g/cm²，高精度传感器捕捉细微力学变化，精准区分不同配方胶体成型性能，帮助试验室筛选适配培养基、食品生产的优质明胶、琼脂原料，从源头规避因凝胶性能差导致的微生物试验平板开裂、样品成型失效问题。

3.药典版凝胶（凝冻强度）测定仪

该设备严格依据2025版中国药典四部通则0634凝胶强度测定法研发，专为药企微生物限度试验室、药用辅料企业设计，凝冻强度测试支持4 mm可调压入深度，量程0 - 3000 bloom g（药典标准Bloom值单位），精度0.1g。自动实时显示凝冻强度曲线、峰值力值，数据永久存储，完全满足药用明胶、空心胶囊原料质控合规需求。对于制药企业微生物试验室而言，这款智能小助手解决了传统设备不符合药典标准、检测数据无法用于GMP审核的核心痛点，让凝胶辅料质控流程标准化、合规化。

六、总结

微生物检测是食品安全、医药安全、环境安全的重要防线，试验数据的精准、可靠离不开标准化、自动化的硬件支撑。长期以来，大量试验室依靠人工完成全流程操作，不仅加重检验人员工作负担，更暗藏误差、污染、不合规多重隐患。

智能仪器切入试验室每一个基础操作环节，不只是单一替代人工工具，而是基于微生物试验专业知识、国标药典规范打造全链路自动化解决方案。从琼脂复熔、平皿和试管无菌分装，到样品梯度稀释、凝胶辅料标准化质控，每一台设备都针对性解决对应工序的行业痛点，让繁琐重复的基础试验操作高效化、精准化、合规化。

未来微生物试验室的发展趋势，必然是自动化、智能化、无人化，一套适配全流程的智能设备，不仅是提升检测产能的工具，更是试验室标准化建设、资质合规管控、降本增效升级的核心支撑。我们将持续深耕微生物检验设备技术研发，例如菌液涂布仪 为食品、医药、水质、第三方检测、科研院校各类微生物试验室提供更完善、更贴合标准的自动化解决方案，让每一次微生物试验都省时省力、数据可靠。

文中所示智能仪器总结如表1所示。

表1 智能仪器罗列 

注:本文属海博生物原创,未经允许不得转载。

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