近日，晶泰科技順利交付給復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系麻生明院士團(tuán)隊(duì)一臺(tái) XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站），用于團(tuán)隊(duì)某催化劑的合成篩選研究，目前該設(shè)備已落地復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)投入使用。

您為什么需要一臺(tái)自動(dòng)化合成工作站？

2023 年 5 月，晶泰科技接到了復(fù)旦大學(xué)麻生明院士團(tuán)隊(duì)購(gòu)買 “自動(dòng)化高通量合成工作站” 的需求。課題組在進(jìn)行 “催化反應(yīng)篩選” 研究時(shí)，為了開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，有大量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的要求，但面臨著以下這些問(wèn)題：

• 人工實(shí)驗(yàn)時(shí)，不可避免會(huì)產(chǎn)生一些人為誤差；

• 人工實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性難保證，數(shù)據(jù)記錄難追溯；

• 項(xiàng)目研究需要在惰性氣氛反應(yīng)條件下，工作流程步驟多反應(yīng)復(fù)雜，想利用自動(dòng)化方式打通全流程，具有很大的挑戰(zhàn)；

• 國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格昂貴且大多不接受指定流程的定制服務(wù)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品供應(yīng)商很少聚焦化學(xué)領(lǐng)域。

足夠?qū)I(yè)，辦法總比困難多

晶泰科技自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)在了解了麻院士團(tuán)隊(duì)使用場(chǎng)景和技術(shù)要求后，迅速給出了自動(dòng)化解決方案，雙方多輪溝通后最終確認(rèn)了執(zhí)行方案，復(fù)旦大學(xué)智能合成工作站（手套箱工站）項(xiàng)目正式立項(xiàng)。復(fù)旦大學(xué)作為晶泰科技 XmartChem^® 智能合成工作站的首個(gè)高校客戶，我們非常重視此次的合作，因此項(xiàng)目立項(xiàng)后，研發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)、功能模塊的設(shè)置、里程碑節(jié)點(diǎn)的順利推進(jìn)，我們都會(huì)及時(shí)和對(duì)方確認(rèn)，讓客戶放心安心。我們會(huì)從客戶需求出發(fā)，設(shè)計(jì)滿足其需要的功能模塊和產(chǎn)品，并基于多年深耕化學(xué)自動(dòng)化領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，提前和客戶溝通潛在的風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，綜合考慮后提供最優(yōu)解決方案，讓客戶深度了解 “產(chǎn)品是什么” “產(chǎn)品能做什么”，避免最后 “貨不對(duì)版” 的問(wèn)題發(fā)生。

● 設(shè)計(jì)優(yōu)化案例 1：一吸多排避免滴液

產(chǎn)品測(cè)試階段，客戶提出在稀釋過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)一吸多排的功能，減少轉(zhuǎn)移次數(shù)，從而提高時(shí)效的優(yōu)化建議。

針對(duì)客戶的特定需求，晶泰開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)迅速開(kāi)展了市場(chǎng)調(diào)研，剖析了市面上移液器一吸多排技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和用戶實(shí)際體驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)普遍存在 “首尾排液誤差大，連續(xù)排液時(shí)易出現(xiàn)滴液” 的問(wèn)題。 為了攻克這一技術(shù)難題，晶泰開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和各類溶劑的沸點(diǎn)、粘度等特性進(jìn)行分析與討論，終于成功設(shè)計(jì)出一版解決方案，該方案不僅實(shí)現(xiàn)了一吸多排的功能，而且在每次排液時(shí)都能保證精度滿足客戶需求，解決了滴液現(xiàn)象的發(fā)生。該方案實(shí)現(xiàn) 48pcs 實(shí)驗(yàn)通量的稀釋時(shí)間從 50min 縮減到 15min 左右，有效提升了實(shí)驗(yàn)效率，獲得了客戶的高度認(rèn)可。

● 設(shè)計(jì)優(yōu)化案例 2：兼容多規(guī)格試劑瓶存放

產(chǎn)品交付過(guò)程中，客戶提出當(dāng)前配置的 125ml 溶劑瓶較大，不適合存儲(chǔ)高價(jià)值/量少的溶劑，希望能夠有一些更小的溶劑瓶用于承載該類溶劑。晶泰研發(fā)團(tuán)隊(duì)在接收到客戶需求后，迅速行動(dòng)，首先仔細(xì)檢查現(xiàn)有整機(jī)的硬件配置，評(píng)估是否有擴(kuò)展的空間，并探討了軟件層面新增溶劑瓶的開(kāi)發(fā)任務(wù)。

• 24 小時(shí)內(nèi)給出解決方案：新增 12pcs 的 8ml 溶劑瓶和 6pcs 的 40ml 溶劑瓶，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行硬件改造和軟件優(yōu)化，全面滿足客戶對(duì)不同梯度體積溶劑的使用需求；

• 方案提出后兩周內(nèi)：完成硬件設(shè)計(jì)和物料采購(gòu)，以及軟件功能的開(kāi)發(fā)，并到達(dá)客戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行升級(jí)改造調(diào)試；

• 方案提出后三周內(nèi)：升級(jí)調(diào)試完成，并交付客戶使用；

新的方案不僅維持了初始溶劑瓶的數(shù)量，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種梯度體積溶劑的兼容，有效提升了溶劑的使用效率。客戶對(duì)新方案表示高度滿意，對(duì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)能力和高效響應(yīng)給予了高度評(píng)價(jià)。

● 設(shè)計(jì)優(yōu)化案例 3：不同實(shí)驗(yàn)磁子選型

客戶的測(cè)試實(shí)驗(yàn)為 Suzuki 偶聯(lián)反應(yīng)，該反應(yīng)涉及了金屬催化劑、有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)堿、有機(jī)溶劑和水。然而，第一輪測(cè)試結(jié)果卻并不理想，各個(gè)孔位的產(chǎn)率相差較大，晶泰研發(fā)團(tuán)隊(duì)分析原因可能如下：

• 碳酸鉀遇水結(jié)塊，影響反應(yīng)效果；

• 碳酸鉀固體包雜了部分底物，導(dǎo)致沒(méi)有完全反應(yīng)；

• 反應(yīng)是非均相的，磁子較小無(wú)法使反應(yīng)體系混合均勻，使得產(chǎn)率均一性較差。

基于上述假設(shè)，首先，我們將碳酸鉀配置成水溶液。但在加樣過(guò)程中，可以明顯觀察到當(dāng)將碳酸鉀溶液注射進(jìn)反應(yīng)體系時(shí)，有大量白色沉淀析出，因此排除該原因；接著，我們使用了不同規(guī)格的磁子來(lái)開(kāi)展反應(yīng)，最終把各個(gè)孔位的產(chǎn)率差值能夠控制在 5% 以內(nèi)。

對(duì)于非均相反應(yīng)，特別是當(dāng)反應(yīng)為包含兩相溶液、有機(jī)物、無(wú)機(jī)堿、金屬催化劑這類復(fù)雜的體系時(shí)，攪拌是否充分是影響產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。新的實(shí)驗(yàn)磁子方案，可以讓客戶實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系混合均勻，催化劑能夠充分參與到催化循環(huán)中，各個(gè)孔位的產(chǎn)率差值從原來(lái)的 14% 控制到了 5% 以內(nèi)，客戶欣然接受了新方案。

產(chǎn)品順利交付

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我們的XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站）經(jīng)過(guò)層層考驗(yàn)順利交付到了客戶現(xiàn)場(chǎng)，并在 10 天內(nèi)完成安裝調(diào)試培訓(xùn)，得到客戶的驗(yàn)收批準(zhǔn)！

我們非常高興復(fù)旦大學(xué)麻院士團(tuán)隊(duì)能夠信任晶泰科技，并將這個(gè)需求交給晶泰研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成。我們很榮幸能夠不辜負(fù)這份信任，并成功交付這臺(tái) XmartChem^® 智能合成工作站（手套箱工站）。期待 XmartChem^® 在復(fù)旦大學(xué)開(kāi)啟新的篇章，助力學(xué)校師生進(jìn)行課題研究，為化學(xué)研究領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)！

XmartChem® 智能合成工作站

（手套箱工站）

從內(nèi)部的化學(xué)合成場(chǎng)景出發(fā)，晶泰科技建立了高柔性、高容錯(cuò)的陣列式自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，對(duì)化學(xué)自動(dòng)化有深刻理解，設(shè)備經(jīng)過(guò)內(nèi)部大量化學(xué)反應(yīng)驗(yàn)證，可通過(guò)專業(yè)技術(shù)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)解答客戶的技術(shù)需求并提供支持。

晶泰科技將自動(dòng)化技術(shù)與手套箱有機(jī)結(jié)合，研發(fā)的機(jī)器人工作站系列——XmartChem^® 智能合成工作站（手套箱工站），自動(dòng)完成合成實(shí)驗(yàn)中投料、反應(yīng)、產(chǎn)物稀釋、過(guò)濾全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)無(wú)水無(wú)氧操作體系下化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)操作流程自動(dòng)化，專門為化學(xué)人員研發(fā)的軟件系統(tǒng) ，直觀易用。突破高通量合成篩選的瓶頸，降低操作門檻，提高實(shí)驗(yàn)的效率和安全性，增加科學(xué)研究產(chǎn)出。