自动化学合成反应器

化学合成是一个重要的工艺，在制药、材料、石油化工等诸多领域都需要用到。以制药领域为例，在药物研发阶段，合成药物分子是整个 DMTA（设计-合成-测试-分析）周期中的一个核心环节。据相关报道表明，在过去的十几年间，新药分子的结构变得日益复杂，这一趋势无疑给药物的研发工作带来了前所未有的挑战。复杂药物分子的合成过程往往依赖于经验丰富的有机化学家，他们通过深入的文献研究和大量的实验条件筛选，才能够实现这一合成目标。由此产生的大量人力资源和时间成本，不仅严重拖延了新药的开发进度，而且还导致了患者难以承受的高昂药价。近年来，自动、智能、精准的化学合成愈发成为趋势，旨在突破现有化学合成方式的局限性，使化学合成变得 “反应条件简单、反应快、产率高、后处理简单、操作标准化”，为化学家提供一个高效简便的工作环境。以药物筛选为例，化合物库的构建是药物筛选的重要基础，获取先导化合物 6 种主要途径中，化合物库筛选占比高达 80%。目前各大国际制药企业都有自己大型的高质量化合物库，可谓是制药公司 “保护最为严密的资产”，化合物库的构建涉及大量重复的人工操作，后处理费时费力、数据易出错等问题都需要“高通量、自动化”的化学合成方式解决。为满足客户多元化学合成的应用场景，晶泰科技推出全自动高通量合成筛选工作站 XmartChem&trade 智能合成工作站。该自动化合成工站专门为化学人员研发，人机协作，操作标准化，提高合成效率；同时，应用科学家与自动化技术人员组成研发团队，突破了自动固体投料、自动分离纯化技术壁垒，开发的智能手套箱工作站，适用于无水无氧操作体系的合成反应，真正实现化学合成实验流程全自动高通量运行，系统稳定高效，已落地客户场景。晶泰科技XmartChem&trade 智能合成工作站XmartChem&trade 智能合成工作站打通合成实验中投料、反应、产物稀释、过滤和液质分析全过程，软件系统直观易用，可根据研究需求配置不同反应体积、温度条件、混合方式、惰性气氛条件，突破高通量合成筛选的瓶颈，降低操作门槛，提高合成效率。● 应用场景● 产品特点提高合成效率，增加研究产出&bull 人机协作：系统高效稳定，7×24 小时不间断安全运行；&bull 降低操作门槛：减少水氧敏感化学合成反应操作难度；实验过程操作标准化，减少人为出错率；&bull 提升安全性：减少了合成工作人员暴露于有害化学物质和潜在危险反应的风险；根据客户需求搭建专属合成平台&bull 灵活模块：固/液投料、反应、稀释、过滤、SPE 固相萃取、分析及纯化；&bull 固体投料：覆盖大粒径（1.2mm）、流动性差、蓬松、静电等复杂性质粉末投料，投料范围 1mg~20g，称量分辨率 0.1mg；&bull 惰性气氛条件：智能手套箱工作站，适用于无水无氧操作体系的合成反应，实现投料反应及监测需求；&bull 开放集成：支持多种第三方设备如 LC-MS、离心机等集成到工作站；&bull 柔性拓展：根据不同应用场景，兼容不同反应容器，六轴/四轴机器人系统支持集成多种自动化模块。专门为化学人员研发的软件系统 ，直观易用&bull 可视化软件系统：触屏式操作界面，轻松访问资源、方法、任务及数据等功能信息；资源配置界面与设备内部布局完全一致，操作方式直观，充分降低学习成本，易于使用；&bull 简化工作流程：可直接创建或调用模板实验设计流程方法，如酰胺合成、还原胺化、金属催化偶联、环化反应等常用实验，轻松设定参数，节约时间；支持批量实验参数导入，简化操作；&bull 用户权限设定：划分用户权限，维护实验方法、数据安全；&bull 完整数据记录：实时自动采集反应条件、实验控制以及数据，确保完整实验流程可追溯；&bull 数字化平台：支持接入 LIMS 系统，并兼容晶泰数字化软件（ELN、数字孪生仿真系统等）。完善的本地技术支持体系&bull 多元化团队：化学家与自动化结合的研发团队，深入理解应用场景，产品更符合您的需求；&bull 高效支持和服务：产品从安装、培训、维护、维修到升级，提供全生命周期支持；&bull 售后无忧：专业完善的服务团队，当日响应。扫码留言获取产品彩页晶泰科技自动化赋能的化学合成平台AI 和自动化已经大踏步迈进合成化学的领域，并逐渐实现产业化。自 2019 年起，晶泰科技便开始探索自动化实验室的自主研发之路，已在自动化化学合成、自动化结晶等场景中应用。晶泰科技的自动化化学合成平台，采用人机协作的工作模式，通过自主研发的云端软件控制系统，可以远程操控自动化工站和起串联作用的 AGV 小车，实时记录实验过程数据和结果，有效保证了实验记录的及时性、完整性和可追溯性，确保规范性。帮助客户最大程度地实现提质增效，自动化合成在高通量反应或平行反应中，有明显的优势。

自2022世界人工智能大会（WAIC）首次公开亮相后，晶泰科技自动化合成实验室引起了业内外同仁的广泛关注和好奇：晶泰科技的自动化合成实验室长什么样？它可以实现哪些功能?相比传统模式，自动化合成系统有哪些优势和亮点？……是时候一起来了解一下晶泰科技的自动化合成实验室了。揭开晶泰科技自动化合成系统的神秘面纱自2019年起，晶泰科技便开始探索自动化实验室的自主研发之路，已在自动化化学合成等场景中成熟应用。● 软硬兼施：晶泰科技自主研发的自动化工站与控制系统晶泰科技在上海和深圳两地均建有一流的化学合成实验室，目前面积约 7500 平方米，其中自动化实验室面积超过 3000 平方米，配备自动化工作站 200 多台 ，通过自主研发的云端软件控制系统，可以远程操控自动化工站和起串联作用的AGV小车，并实时记录实验过程数据和结果，有效保证了实验记录的及时性、完整性、规范性和可追溯性。晶泰科技，赞130晶泰科技自动化实验室自动化合成系统能做什么？无论是在高通量平行反应，还是多步自动化合成反应，晶泰科技人机结合的自动化合成实验系统都可大幅提高合成效率，助力客户突破药物研发项目的合成限速步骤，提高药物研发的效率，而我们的终极目标是在所有的人工实验场景中用自动化合成替代人工合成。 ● 1．高通量平行反应应用在化合物库合成，催化剂筛选，反应条件优化和方法学研究等场景里面。自动化合成在高通量反应或平行反应中，有明显的优势。那些重复、繁重而耗时的工作交给自动化机器来做，可以7*24h不停歇地开设反应，处理反应，以及纯化产物，减少人为失误和环境改变带来的偏差，实验结果更可控。● 2．多步自动化合成应用在苗头/先导化合物的筛选和优化，多个骨架探索，以及大量SAR，同时探索多个基团替换等场景里面。自动化合成，可以同时探索多条反应路线，其效率是普通人工所不能比拟的。图1 晶泰科技自动化化学合成服务应用场景自动化合成系统有哪些优势和亮点？我们将通过一个案例带你了解“人机结合”有怎样的优势。项目背景：客户购买了晶泰科技5个FTE，需要合成78个药化分子（平均每个分子反应步数约为5步），每个交货20mg，希望在20周内完成交货（基于IP保护，我们不便透露客户的名称）晶泰科技解决方案：采用“人机结合”的服务模式，FTE组合配备了：1个组长+3个研究员+1个自动化实验室操作员。 ● 1．人机结合，效率提升此项目需要合成78个药化分子，平均每个分子反应步数约为5步，那么总共需要合成推进390步。传统人工模式下，按每人每周同时推进两条路线，每条路线上成功推进两步来计算，一个5人组需要将近20周完成（390/(5X4)=19.5）。而人机结合模式下，5人+3台自动化合成工站（自动化工站还没有满负荷运行），不到10周就完成了，成功交付72个分子，交付率92%，效率提升到传统人工模式的2倍。图2 该项目中其中一条线路（基于该项目的IP保护，已对分子结构进行模糊处理）众所周知，每个化学反应的难易程度和复杂度情况不一，这里我们只是列举了一个代表多步反应且难度中等的例子，效率提升至人工的2倍；如果是高通量的平行反应，用自动化合成工站来做，效率大概能在多步自动化合成场景基础上再额外提升50%~100%。 ● 2．质量稳定，复现率高可复现率代表了实验交付的稳定度， 当采用人工方式进行化学合成时，同一反应由不同的人来操作，或者相同的人在不同的时候甚至是不同的天气来操作的话，反应结果都可能会有一些差别。而切换到人机结合的自动化合成场景下，在自动化系统的高效加持下，可实现高通量，自动化，稳定高效。经过晶泰科技自动化系统近10000个反应的测试，系统质量稳定，实验可复现率大于95%。图3 高通量、自动化的化学合成 ● 3．可承担危险反应，安全防护安全性是所有工作中最重要的一项内容。在保障实验人员的人身安全、减少实验人员直接接触放射性/易燃易爆等危险实验这一方面，自动化机器展现了明显的优势。自动化工站可代替人工进行高危实验，避免实验人员直接接触。而一些易燃易爆危险性反应如果能用机器做，其作用就像排爆机器人，对实验人员有很好的保护。 ● 4．可覆盖80%常见反应类型，普适性高晶泰科技的自动化合成系统可覆盖酰胺合成、Suzuki，Buchwald等金属参与的偶联反应、亲核取代等80%常见反应类型，可控制反应温度从0 到150摄氏度的变化，兼容固体和液体的精准计量，实现了LCMS自动监测反应，利用自动化手套箱工站，可进行无水无氧操作等等。实现了无水无氧操作的自动化，除了能拓展自动化覆盖的有机反应范围，以及获得更好的实验结果外，更重要的是，自动化手套箱工站成为了一件人人都能上手的设备和工具，把无水无氧操作的门槛降低了。类似的例子还有不少，自动化合成系统，某种程度上就像电子游戏中功能强大的武器装备，一旦拥有，将极大提高玩家的战斗力。即使是刚参加工作的毕业生，在自动化合成系统的加持下，也能很快达到有数年工作经验的合成人员的产出。图4 晶泰科技手套箱工站 ●5．结合AI模型，提升反应成功率在晶泰科技自主研发的智能化自动化药物研发平台中，物理模型产生的干实验数据为AI建模提供了支持，而人机结合的自动化合成实验，不仅能实现7*24小时不间断工作，减少人为失误和依赖，保证高效并行，更重要的是能产生更多标准化、高质量的湿实验数据，反馈给AI模型并持续迭代优化，从而进一步提升反应效率和成功率。不久的未来，晶泰科技还将继续扩大自动化实验室的规模，届时，涵盖数千台工站的自动化工站集群，将与人工智能计算平台，以及经验丰富的专家团队一起，实现更大规模的资源调度和更多研发场景的自动控制，为更多创新药物研发增速提效，保驾护航。

探索连续流技术，领略化学合成的未来！连续反应技术彻底改变了反应进行的方式，反应物连续不断被泵入反应器中进行混合和反应。产物在反应器末端被连续收集，确保了从原料到最终产品的无间断过程。这种方法在药品和精细化工行业等多个领域得到应用，包括光化学、电化学、低温锂化、高温高压、氢化、臭氧化、硝化和高能试剂等各种反应形式。 连续流反应器的益处：- 缩短工艺路径- 节能环保- 减少环境影响 高品质设备助力连续化学合成：奥豪斯大负载摇床为连续流反应器提供持续稳定的动能，大负载摇床具有较大的承载能力，最高可达68kg，可实现大负载应用和长期稳定性能。大负载圆周式摇床载重量大（16 kg-68 kg），超70个选件供客户选择，专为高处理量、复杂的应用而设计。模拟控制和数显控制两类产品均配置微处理控制器，在摇荡过程中不仅方便用户变速、确保升速至设定速度时样品的安全，而且摇荡动作始终一致、均匀。所有产品均含内置托盘和防滑橡胶垫。产品特点：&bull 摇荡系统可确保摇荡准确性与速度的控制性&bull 三偏心轴平衡驱动确保可靠运行和连续工作&bull 过载保护，不平衡检测和缓慢升速设计提供了安全保障利用奥豪斯大负载摇床，开拓药物研发新境界：对于从事药物连续化学合成研究的客户，奥豪斯大负载摇床搭配流动化学反应釜，打造出一套完整连续反应装置。这种组合在药品研发领域被广泛应用，展示了在药物连续化学合成中的创新潜力。探索高通量化学合成，加速新化合物的发现和开发：高通量化学合成是一种通过并行合成许多不同化合物来快速筛选和优化反应条件的方法。这种方法通常使用自动化设备和机器学习算法来快速评估成千上万种反应条件，以找到最优合成路线。高通量化学合成通常用于药物发现、材料科学和催化研究等领域，以加速新化合物的研发过程。通过高通量化学合成，研究人员可以同时合成和测试大量化合物，以寻找具有特定性质或活性的化合物，加速新药和新材料的研发。 奥豪斯大负载摇床可为高通量化学合成提供动能，确保反应物充分反应，从而提高合成效率。无论是用于药物研究、新材料探索还是化学生物学研究，奥豪斯大负载摇床均为高通量化学合成提供稳定可靠的支持。 奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。