ReacSight 是一个模块化、可扩展的自动化实验平台构建策略，旨在将现代生物实验室中的关键设备（如生物反应器、检测仪器、移液机器人）通过标准化软硬件接口集成起来，实现 “自动化测量” 与 “反应式实验控制” 两大核心功能。具体策略如下：
1. 什么是ReacSight?
1.1硬件系统
核心连接器：使用模块化移液机器人（如Opentrons OT-2）作为通用物理桥梁。
图1： ReacSight 硬件系统
功能：机器人自动连接多生物反应器阵列（支持eVOLVER、Chi.Bio等开源或定制系统）与各类平板式检测设备（如流式细胞仪、酶标仪）。
扩展能力：可对样本进行自动化前处理（稀释、固定等），并支持离线样本存储与保存（如使用温控模块）。
1.2软件与控制系统
图2：ReacSight软件与控制系统
集成核心：基于Python/Flask框架构建统一控制层，可编程化对接各类设备API或通过模拟点击控制封闭系统。
智能闭环：内置事件驱动系统，支持“测量-分析-决策-执行”的反应式实验控制。
协作与追溯：支持通过Discord等工具进行远程状态同步，并自动生成全流程可追溯的实验日志。
图3：定制生物反应器阵列配置的ReacSight自动化平台
2.ReacSight的核心优势
低成本：利用开源硬件和模块化设计，降低了构建门槛。
高灵活性：可适配不同类型的生物反应器和检测设备（流式细胞仪、酶标仪）。
强拓展性：其架构支持集成更多检测模式（如表面展示、GPCR传感器）和更复杂的控制算法。
图4：Chi.Bio 生物反应器配置的ReacSight自动化平台
3.ReacSight的操作方法
取样：通过连接在机器人手臂上、由泵控制的取样管路，将生物反应器中的培养样本输送至移液机器人；
处理：移液机器人在测量前对培养样本自动执行多种处理步骤；
上样：移液机器人将样本转移至检测设备。（需要检测设备的物理位置满足：当其加样托盘打开时，机器人手臂能够触及设备输入板的孔位）；
清洗：机器人可在两次测量之间清洗输入板孔位，从而实现孔位的重复利用。
图5：基于ReacSight的自动化平台流程
4.三大应用场景
François Bertaux团队在《Nature Communication》上的一篇科学研究中阐述了ReacSight的三大应用场景。
4.1光遗传学控制与单细胞分析
实现了多反应器并行、实时的光控基因表达，并用流式细胞术进行单细胞分辨率监测。
图6：基因表达实时控制流程
4.2营养胁迫与竞争分析
在连续培养中自动研究营养匮乏对菌株适应度、应激反应及群落竞争的影响。结合营养限制策略与平台的反应式实验控制功能，成功实现了对双菌株群落组成的动态调控。
图7：共培养体系、自动化流式细胞术及实时环境调控的反应式实验控制流程
4.3 自动化抗生素耐受性研究
通过连接酶标仪与移液机器人，实现了对细菌群体（临床分离的大肠杆菌）在长时间抗生素处理下的动态监测与干预。
图8：Opentrons OT-2机器人处理酶标仪内预设OD值的酶培养物流程及实物图
5.参考文献
Bertaux, F., Sosa-Carrillo, S., Gross, V. et al. Enhancing bioreactor arrays for automated measurements and reactive control with ReacSight. Nat Commun 13, 3363 (2022).
6.蓝华Tips
ReacSight集成了反应器阵列、自动化取样、样本自动前处理、样本分析检测设备，并且将分析结果用于发酵反馈控制，实现了全流程自动化，具有配置灵活、成本低等优势。但同时方案要求配置和使用者具备较强的动手和编程能力，成熟度和易用性有待提升。
与此同时，针对同样的场景和需求，蓝华生物自主研发了功能更强大、更加成熟稳定的高通量自动化小试发酵平台（图S1），平台包括模块有：
1）使用0.5-2L的高通量平行生物反应器阵列来实现菌株和工艺的高通量筛选；
2）应用可移动机器人实现灵活可配的全自动发酵取样；
3）集成了自动化存储设备用于样本的冷冻或冷藏保存；
4）自动化样本检测工作站可对样本进行实时处理和检测，支持酶膜（可检测葡萄糖、乳糖、乳酸、谷氨酸、赖氨酸、乙醇、甲醇、甘油等多种物质含量）、离子（可检测NH4+、Na+、K+、Ca2+多种离子含量）、光学、拉曼等多种检测方式。
5）通过柔性实验室自动化整合软件，打通各种设备的控制流和数据流，可以实现全流程自动化运行、以及检测数据直接用于反馈控制。
图S1：基于机器人的高通量生物反应器阵列系统
综上，自动化平台和合成生物学领域的交叉融合成为时代热点。未来，将全面实现全流程、智能化、无人化的闭环研发，解放双手，推动创新。
