咨詢：蘇州賽吉生物

隨著空間探索的深入推進與生命科學(xué)研究的精細(xì)化發(fā)展，微重力環(huán)境對生命體的影響機制已成為空間醫(yī)學(xué)、組織工程、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究核心。微重力環(huán)境（通常指10?3g~10??g的重力水平）會引發(fā)細(xì)胞增殖分化、組織形態(tài)建成、器官功能調(diào)節(jié)等一系列生理病理變化，而太空實驗受艙位資源、成本及周期限制，難以滿足大規(guī)模基礎(chǔ)研究與技術(shù)轉(zhuǎn)化需求。因此，地面高精度微重力環(huán)境模擬設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用，成為突破這一瓶頸的關(guān)鍵支撐。蘇州賽吉生物科技有限公司（SAGE-BIO）深耕該領(lǐng)域，推出的SARC系列與DARC系列微重力模擬設(shè)備，SARC系列與DARC系列微重力模擬設(shè)備憑借自主創(chuàng)新的技術(shù)架構(gòu)、精準(zhǔn)的參數(shù)控制及廣泛的場景適配性，為地面微重力模擬試驗提供了國產(chǎn)化解決方案，推動了相關(guān)科研領(lǐng)域的發(fā)展。

一、微重力環(huán)境模擬試驗的技術(shù)原理與科研意義

（一）核心技術(shù)原理

地面微重力模擬的核心思路是通過機械運動抵消或弱化重力對實驗對象的作用，構(gòu)建近似太空的低重力力學(xué)環(huán)境。目前主流的模擬技術(shù)包括單軸旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)、雙軸隨機回轉(zhuǎn)（Random Position Machine, RPM）等，其中旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)技術(shù)因具備低成本、可重復(fù)、長時程穩(wěn)定運行的優(yōu)勢，成為細(xì)胞與組織培養(yǎng)類試驗的方案。其核心原理是通過驅(qū)動培養(yǎng)容器做勻速或隨機回轉(zhuǎn)運動，使實驗對象（細(xì)胞、組織或小型模式生物）在培養(yǎng)體系內(nèi)處于持續(xù)的動態(tài)懸浮狀態(tài)，重力矢量在空間內(nèi)均勻分布，從而模擬微重力效應(yīng)。蘇州賽吉生物的核心設(shè)備均基于這一原理開發(fā)，通過優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)與控制算法，實現(xiàn)了微重力水平的精準(zhǔn)調(diào)控與實驗環(huán)境的穩(wěn)定維持。

（二）科研價值與應(yīng)用場景

微重力環(huán)境模擬試驗的開展，不僅能夠揭示太空環(huán)境對宇航員生理功能的影響機制，為航天醫(yī)學(xué)保障提供理論支撐，還能為地面重大疾病的發(fā)病機制研究與治療方案開發(fā)提供全新視角。例如，在腫瘤研究中，微重力環(huán)境可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞形成更接近體內(nèi)真實狀態(tài)的3D球體結(jié)構(gòu)，為藥物篩選提供更精準(zhǔn)的模型；在組織工程領(lǐng)域，微重力環(huán)境下細(xì)胞間的自由結(jié)合與分化更易形成功能性組織，助力再生醫(yī)學(xué)材料的研發(fā)。此外，該類試驗還廣泛應(yīng)用于微生物代謝調(diào)控、植物生長發(fā)育機制、類器官構(gòu)建等多個研究方向，成為跨學(xué)科研究的重要技術(shù)平臺。

二、蘇州賽吉生物微重力設(shè)備的核心產(chǎn)品體系與技術(shù)優(yōu)勢

蘇州賽吉生物構(gòu)建了覆蓋單軸與雙軸、通用與專用的全系列微重力模擬設(shè)備矩陣，核心產(chǎn)品包括SARC系列單軸旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)與DARC系列雙軸回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，兩類產(chǎn)品分別針對不同實驗需求設(shè)計，形成了互補的解決方案，且均實現(xiàn)了對國際同類產(chǎn)品的對標(biāo)與超越。

（一）SARC系列單軸旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)系統(tǒng)：精準(zhǔn)微重力模擬與動態(tài)3D培養(yǎng)的高效融合

SARC系列是賽吉生物自主研發(fā)的單軸旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，核心定位為低成本、可重復(fù)的微重力效應(yīng)模擬與動態(tài)3D培養(yǎng)平臺，涵蓋SARC-G通用型與SARC-P灌流型兩個子系列，可滿足細(xì)胞、組織、微生物等多種樣本的培養(yǎng)需求。

1. 核心技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計：該系列系統(tǒng)由控制器、主機座及專用反應(yīng)容器構(gòu)成，核心優(yōu)勢在于100%無氣泡培養(yǎng)環(huán)境的構(gòu)建——專用反應(yīng)容器（SG-RWV/SG-PRV）內(nèi)部可充滿培養(yǎng)液，配合大面積氣體交換膜或氧合器，實現(xiàn)充分的氣體交換，同時避免氣泡與機械攪拌對細(xì)胞的損傷，構(gòu)建低剪切力的動態(tài)生長環(huán)境。系統(tǒng)支持目標(biāo)轉(zhuǎn)速或目標(biāo)微重力水平的直接設(shè)定，微重力模擬能力可達10?3g，與國際主流產(chǎn)品（如美國NASA RCCS）相當(dāng)。其中SARC-G系列為通用型，支持2~12通道同步或異步操作，標(biāo)準(zhǔn)機型最多可適配12通道，超越了RCCS標(biāo)準(zhǔn)機型的8通道配置，大幅提升了多樣本并行實驗效率；SARC-P系列在通用型基礎(chǔ)上增加了連續(xù)灌流功能，可自定義培養(yǎng)液灌注速度，實現(xiàn)培養(yǎng)液的自動更新，且支持中途添加試劑，無需中斷培養(yǎng)過程，為模擬血管微環(huán)境等復(fù)雜實驗場景提供了可能。

2. 關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢：除多通道與灌流功能的創(chuàng)新外，SARC系列還具備顯著的性能優(yōu)勢：一是實時數(shù)據(jù)監(jiān)測與導(dǎo)出功能，可實時顯示微重力水平及容器內(nèi)部剪切力，生成數(shù)據(jù)曲線并通過USB導(dǎo)出，解決了國際同類產(chǎn)品（如RCCS）無實時微重力顯示的痛點；二是的環(huán)境兼容性，系統(tǒng)自身發(fā)熱量極低，可長期放入35~40℃、濕度85~99%RH的CO?培養(yǎng)箱內(nèi)連續(xù)運行6個月以上，不會對培養(yǎng)環(huán)境溫度造成干擾；三是高細(xì)胞成活率保障，通過無氣泡、低剪切力設(shè)計，細(xì)胞成活率可達96%以上，為實驗結(jié)果的可靠性提供了核心支撐。

（二）DARC系列雙軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)：變重力模擬與復(fù)雜實驗場景的全維度覆蓋

DARC系列即雙軸回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，核心優(yōu)勢在于可實現(xiàn)微重力（10?3g）至超重力（6g+）的寬范圍變重力模擬，通過十字交叉的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)框結(jié)構(gòu)，驅(qū)動實驗樣本在X、Y、Z三維空間內(nèi)做隨機回轉(zhuǎn)運動，更精準(zhǔn)地模擬太空微重力環(huán)境的矢量特性，涵蓋DARC-G通用型與DARC-P灌流型兩個子系列，是臺商用型二軸3D回轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。

1. 核心技術(shù)參數(shù)與功能配置：DARC-G通用型系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍為0~232RPM，重力模擬范圍覆蓋0.001~6g，支持一鍵切換半重力、月球及火星表面微重力模擬模式，適配多種培養(yǎng)容器——包括1300ml大容量BV球釜反應(yīng)容器（單樣本大容量培養(yǎng)）與18個獨立培養(yǎng)室的矩陣生物反應(yīng)容器（小容量多樣本培養(yǎng)），可滿足從細(xì)胞到小型模式生物（如斑馬魚、蝌蚪）的實驗需求。DARC-P灌流型在通用型基礎(chǔ)上融合了微流控技術(shù)，實現(xiàn)了培養(yǎng)液的連續(xù)自動更新，灌流速度可調(diào)節(jié)，同時支持X、Y、Z三軸實時及平均模擬結(jié)果的曲線顯示，進一步提升了實驗的精準(zhǔn)度與可追溯性。

2. 關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢：DARC系列的核心突破在于模塊化設(shè)計與寬重力范圍模擬的結(jié)合——可更換模塊化設(shè)計，已開發(fā)數(shù)十款不同模塊與反應(yīng)容器，可快速適配不同實驗場景；針對小型動物活體實驗，搭配BV球釜反應(yīng)容器（球面上任意點到球心距離一致），可消除樣本位置差異對實驗結(jié)果的影響，提升模擬精度。此外，系統(tǒng)支持隨機變速回轉(zhuǎn)與恒速回轉(zhuǎn)兩種運行模式，預(yù)置5種微重力模擬模式與半微重力（0.5g）模擬模式，提供預(yù)置、手動、程序三種控制方式，程序模式下可實現(xiàn)循環(huán)運行與定時預(yù)約啟動，極大提升了實驗操作的靈活性與自動化水平。

（三）特色專用設(shè)備：聚焦細(xì)分領(lǐng)域的精準(zhǔn)解決方案

除核心系列外，賽吉生物還開發(fā)了多款專用微重力模擬設(shè)備，拓展了應(yīng)用邊界。例如PMSP全天候全生命周期植物微重力模擬培養(yǎng)艙，采用雙動力驅(qū)動結(jié)構(gòu)，結(jié)合溫濕度智能控制與多模態(tài)光照系統(tǒng)，實現(xiàn)了植物從種子萌發(fā)至成熟的全周期微重力模擬培養(yǎng)，地面全周期植物空間生物學(xué)研究平臺的空白；DARC-P2.0L微流控系統(tǒng)則專為空間醫(yī)學(xué)研究設(shè)計，可實現(xiàn)0.001g±0.0005g級的超低重力環(huán)境模擬，幾乎復(fù)現(xiàn)空間站微重力條件，配套多樣化微流控芯片矩陣，適配類器官培養(yǎng)、藥物篩選等精準(zhǔn)實驗需求。

三、蘇州賽吉生物設(shè)備的行業(yè)應(yīng)用與科研價值實現(xiàn)

依托全系列設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢，賽吉生物微重力模擬設(shè)備已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)、組織工程、空間醫(yī)學(xué)、腫瘤研究、微生物學(xué)等多個領(lǐng)域，為科研人員提供了從基礎(chǔ)機制探索到臨床前測試的全流程解決方案。

在空間醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，該設(shè)備可用于模擬太空微重力環(huán)境下宇航員肌肉、骨脫礦、免疫失調(diào)等生理變化的機制研究，為航天醫(yī)學(xué)保障方案的優(yōu)化提供實驗數(shù)據(jù)；在組織工程與再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，低剪切力與動態(tài)3D培養(yǎng)環(huán)境可促進細(xì)胞間的自由結(jié)合與功能性分化，助力軟骨、肝臟等類器官的構(gòu)建，提升再生醫(yī)學(xué)材料的研發(fā)效率；在腫瘤研究中，動態(tài)3D培養(yǎng)形成的腫瘤球體更接近體內(nèi)腫瘤形態(tài)，可為藥物敏感性測試與耐藥機制研究提供更精準(zhǔn)的模型；在植物與微生物研究中，全周期培養(yǎng)與寬范圍重力模擬功能，可揭示重力變化對植物生長發(fā)育、微生物代謝調(diào)控的影響機制。

相較于進口設(shè)備，賽吉生物產(chǎn)品不僅在核心性能上實現(xiàn)對標(biāo)，更具備顯著的成本優(yōu)勢與本地化服務(wù)優(yōu)勢——設(shè)備價格更具競爭力，整機質(zhì)保期長達2年，提供安裝調(diào)試現(xiàn)場免費培訓(xùn)與長期技術(shù)咨詢服務(wù)，大幅降低了科研機構(gòu)的采購與使用成本，加速了微重力模擬技術(shù)在國內(nèi)科研領(lǐng)域的普及應(yīng)用。

四、總結(jié)與展望

微重力環(huán)境模擬試驗是連接地面基礎(chǔ)研究與太空探索應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁，而高精度、高可靠性的模擬設(shè)備是該領(lǐng)域研究深入推進的核心支撐。蘇州賽吉生物通過自主創(chuàng)新，構(gòu)建了覆蓋單軸與雙軸、通用與專用的全系列微重力模擬設(shè)備矩陣，其SARC系列與DARC系列產(chǎn)品在微重力模擬精度、實驗兼容性、操作便捷性等方面實現(xiàn)了國際對標(biāo)與局部超越，為國內(nèi)科研人員提供了低成本、可重復(fù)的國產(chǎn)化解決方案。

未來，隨著空間探索與生命科學(xué)的深度融合，微重力模擬技術(shù)將向更高精度、更復(fù)雜場景、更智能化方向發(fā)展。蘇州賽吉生物作為國內(nèi)該領(lǐng)域的企業(yè)，有望通過持續(xù)的技術(shù)迭代，進一步拓展產(chǎn)品的應(yīng)用邊界，如開發(fā)更高通量的多通道系統(tǒng)、優(yōu)化類器官培養(yǎng)專用模塊等，為航天醫(yī)學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域的技術(shù)突破提供更強大的設(shè)備支撐，推動我國微重力生命科學(xué)研究走向國際前沿。