方案應(yīng)用場

力揚實驗室自動化：新藥研發(fā)難關(guān) 如何以自動化技術(shù)攻克障礙

時間：2022-09-27 18:56:15 發(fā)布：自動化網(wǎng) 來源：力揚實驗室自動化方案公眾號第一對焦：力揚

【“ZiDongHua”之自動化科技方案應(yīng)用場景：新藥研發(fā)】Chemspeed提供多項以藥物研發(fā)為主的全自動解決方案，適合不同過程使用，讓藥企輕易擊破開發(fā)難關(guān)，加快效率及減低成本。

力揚實驗室自動化：新藥研發(fā)難關(guān) 如何以自動化技術(shù)攻克障礙

新藥研發(fā)過程中，樣品前處理不單耗時長, 且成本高，尤其是樣品稱量，可以說是每個實驗人員避不開的操作，每次開始實驗的時候，首先要做的事情就是樣品稱量、試劑投料。

稱量任務(wù)看似簡單，但卻涉及許多繁瑣且重復(fù)的步驟，極容易產(chǎn)生人為誤差。遇到特殊情況，更是會給操作人員帶來不小的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對以上難題，力揚企業(yè)最近就新藥研發(fā)話題，邀請了產(chǎn)品經(jīng)理杜世振博士與藥研群組成員展開了在線討論，并總結(jié)了以下內(nèi)容，今天與大家一同分享。

01

以自動加樣技術(shù)

變革傳統(tǒng)實驗室物料稱量及分配模式

傳統(tǒng)加樣中，我們需要把樣品放在臺式天平上，繼而進行分配，但如此簡單的一個任務(wù)卻往往是在研發(fā)過程中的一個瓶頸問題，比如樣品數(shù)量多、特殊樣品 (如: 微量、高粘度、易揮發(fā)樣品等) 稱量難，邊反應(yīng)邊加樣難操作等。

針對這些問題，瑞士 Chemspeed 研發(fā)了獨創(chuàng)性的頂置式加樣方式，對傳統(tǒng)的稱量加樣方式進行了革命性的改變，從根本上解決了上面提到的瓶頸問題。如圖所示，頂置式天平配置在平臺上，被譽為 “行走的天平”，它由機械手抓起、移動，并帶著樣品按照設(shè)定的程序走到指定的目標(biāo)容器上方，然后以程序設(shè)定的質(zhì)量進行樣品分配。

毫克級別加樣輕松

介于 1 – 2 毫克或者少于 1 毫克的樣品，加樣難度較大，Chemspeed 設(shè)有兩款工具可以完成任務(wù)。

第一個是 GDU-P fd (見下圖中藍圈處)，此工具適用于有足夠物料來源的樣品，比如實驗室的常規(guī)試劑。當(dāng)物料充足時，如有幾十克或更多，這種情況下便可以將物料預(yù)先填裝到 GDU-P fd 的物料罐內(nèi) (30mL)，然后通過 GDU-P fd 天平進行自動加樣。

第二個工具是 SWILE (見下圖中藍圈處)，它可以完成分配 100 微克到 10 毫克范圍內(nèi)樣品，其應(yīng)用場景主要是物料有限或者樣品特別珍貴試劑或樣品。分配過程使用一次性玻璃毛細(xì)管分配器，直接到物料瓶里 (如 2mL 小瓶、或 4mL 小瓶) 取樣，然后天平移動到目標(biāo)容器上方進行分配，分配過程無死體積，無交叉污染，而且不需要對原料進行分裝處理，分配完成后原料瓶幾乎保持原封不動。

樣品種類多樣分類處理專業(yè)化

在長達 20 多年的研發(fā)歷程中， Chemspeed 逐步開發(fā)了六款主要頂置式加樣工具，可以覆蓋在實驗過程中大多數(shù)樣品。上圖左三款是針對固體樣品加樣的工具，它們可以完成單次加樣 1 毫克以下到 100 克范圍內(nèi)的固體樣品加樣任務(wù) (如粉末、顆粒狀的化合物); 上圖右三款是針對液體化合物進行分配的，其中 GDU-V 是對液體按質(zhì)量進行分配的工具，而 GDU-HV 是針對高粘度 (如甘油、膏狀物) 化合物的加樣工具。對于毫克級別或者毫克以下的液體化合物，SWIP 可以輕松應(yīng)付。由于它的加樣過程需要用毛細(xì)管進行沾取，因此 SWIP 適用于粘稠狀化合物。

除上述頂置式加樣工具外，Chemspeed 亦提供了四通道的液體加樣工具，可以進行體積式的移液操作，其主要針對常規(guī)試劑 (如水、甲醇、乙醇等)，該工具只需按體積加樣，加樣速度相對更快，是專門針對反應(yīng)溶劑設(shè)計的快速加樣工具。

集成手套箱實現(xiàn)氮氣保護

如果需要在反應(yīng)過程中通過氮氣或者其他的惰性氣氛保護，Chemspeed 反應(yīng)器即可輕松實現(xiàn)。通過氣氛置換功能，便可自動化實現(xiàn)氣氛置換。

當(dāng)涉及對水氧敏感的化合物存放，或水氧敏感化合物的頻繁使用，那么必須使平臺處于惰性氣氛環(huán)境中工作，這種情況下我們可以對平臺進行氮氣吹掃箱體集成，或是手套箱集成。

下圖為力揚用戶使用 Chemspeed 集成手套箱自動化平臺，反應(yīng)所需的樣品、反應(yīng)器均放置于手套箱中。

02

多品牌友好實現(xiàn)集成自由

Chemspeed 平臺現(xiàn)可無縫集成市面上主流品牌的液相色譜、氣相色譜，以及其他第三方設(shè)備。

以 SWING 平臺為例，它可與任何擁有開放通訊接口的第三方平臺進行集成。如缺少通訊接口，SWING 平臺也可做物理集成，常用的方式是通過六軸機械手進行跨平臺的自動化轉(zhuǎn)移。如圖中展示與離心機對接過程，其中樣品在 SWING 平臺和離心機之間的轉(zhuǎn)移步驟就是通過六軸機械手完成。除此之外，我們也可以通過此類方法和微波反應(yīng)器、液相色譜、氣相色譜進行對接操作。