近年來，隨著微反應(yīng)連續(xù)化學(xué)技術(shù)的普及，不少單位已經(jīng)采購了各類微反應(yīng)器并開始嘗試進(jìn)行相關(guān)實驗，在實驗過程中已經(jīng)總結(jié)了不少的經(jīng)驗，同時也遇到了不少的問題，對此，歐世盛公司針對流動化學(xué)的實驗室硬件及軟件做了大量的了解和開發(fā)工作，現(xiàn)將具體工作簡單總結(jié)如下。

流動化學(xué)實驗室其主要功能應(yīng)著重考慮它的效率、安全及便捷性，針對這個思路我們通過與國內(nèi)外相關(guān)單位的大量交流、實驗，將流動化學(xué)實驗室的設(shè)備組成分解如下：

如圖所示，物料通過高壓輸液泵輸送到微反應(yīng)器中，在高壓密閉的微通道管路中，通過溫度控制，使合成反應(yīng)能夠快速完成并極大提高收率，背壓閥能夠人為控制反應(yīng)器內(nèi)壓力，物料在出口處通過在線檢測器檢測合成結(jié)果，經(jīng)過檢測后的產(chǎn)品可通過樣品采集器按預(yù)設(shè)的收集條件收集到不同的容器中。整個反應(yīng)系統(tǒng)可通過管理軟件實現(xiàn)自動控制，具有方法建立、模塊搭建、模塊參數(shù)設(shè)置，全反應(yīng)過程參數(shù)實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)追溯，用戶管理及智能專家數(shù)據(jù)庫等功能，專用管理軟件可將整個反應(yīng)體系效率發(fā)揮出來。

1        流動化學(xué)的各個模塊存在的問題及解決辦法
1.1       供料系統(tǒng)

在流動化學(xué)中，供料系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、 穩(wěn)定性、可靠性決定了能否精準(zhǔn)完成流動化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)有連續(xù)化設(shè)備中供料系統(tǒng)一般多采用不同材質(zhì)、不同流速的高壓恒流輸液泵。傳統(tǒng)的高壓恒流輸液泵在特定條件下具有流量穩(wěn)定、耐壓高、運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單，成本較低等特點。歐世盛推出了DP系列雙柱塞高壓恒流輸液泵，流量范圍0.001~500ml/min，壓力范圍0~40 MPa，可以滿足大部分體系供料需求。

性能參數(shù)：

我們此款泵的流量能做到1-1000mL/min。

但該泵對粘度高、微粒溶液體系等并不適用，還由于很多原料體系并不十分純凈，恒流泵的機(jī)械單向閥結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致其長期供液時流量精度不準(zhǔn)的情況，高壓恒流輸液泵由于單向閥結(jié)構(gòu)的限制，會出現(xiàn)如下情況（1）不能處理長時間輸送格式試劑、有機(jī)鋰試劑、高濃度鹽溶液（鹽析出影響單向閥開啟閉合，大大降低了流量精度）（2）高壓體系下輸送物料精度下降（3）不能輸送粘性液體。高壓輸液泵的這些特性限制了其在連續(xù)化學(xué)中進(jìn)一步的廣泛應(yīng)用。 歐世盛為解決這一痛點在國內(nèi)推出了無閥雙頭高壓連續(xù)注射泵，雙注射泵無脈動交替運行，無機(jī)械單向閥。該泵在連續(xù)反應(yīng)輸送物料過程中具有顯著的優(yōu)勢（1）可輸送高濃度鹽溶液（2）輸送高粘度液體（3）無機(jī)械單向閥輸送精度與體系壓力無關(guān)（4）可輸送納米顆粒及懸浮液（5）兼容高壓恒流泵物料輸送能力。目前歐世盛提供兩型HP-高壓注射泵和LP-低壓注射泵，流量范圍0.001-100mL可選，可提供0-3Mpa的泵送壓力。 

HP-高壓注射泵性能參數(shù):

LP-低壓注射泵性能參數(shù):

1.1       微反應(yīng)器

目前在國內(nèi)有多家制作加工微反應(yīng)器的企業(yè)，樣式有板式、管式，材料有碳化硅、不銹鋼、哈氏合金等多種規(guī)格，但在流動化學(xué)中，微反應(yīng)器的關(guān)鍵在于設(shè)計，不同反應(yīng)類型需要配置不同的微反應(yīng)器。歐世盛公司已跟多家微反應(yīng)器供應(yīng)商建立聯(lián)系，公司的應(yīng)用部門可協(xié)助用戶選擇一款更適合的微反應(yīng)器。

1.2       壓力控制模塊---全自動背壓調(diào)節(jié)器

在連續(xù)化反應(yīng)過程中，體系壓力需要通過調(diào)節(jié)背壓閥來進(jìn)行控制。在應(yīng)用過程中需要調(diào)節(jié)壓力的反應(yīng)包括高溫高壓反應(yīng)、氣體參與的反應(yīng)（氫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、插羰反應(yīng)、氯化反應(yīng)、氨化反應(yīng)）、有氣體生成的反應(yīng)（吲哚合成反應(yīng)、重氮反應(yīng)）、低沸點溶劑高溫反應(yīng)。

目前實驗室采用手動調(diào)壓閥進(jìn)行體系壓力控制，存在體系壓力控制不準(zhǔn)、手動調(diào)節(jié)頻繁、壓力數(shù)據(jù)無法追蹤的問題?；谀壳皩嶒炇覒?yīng)用現(xiàn)狀，歐世盛公司在國內(nèi)*設(shè)計開發(fā)出一款智能全自動背壓閥。其具有顯著的特點（1）內(nèi)置自學(xué)習(xí)功能，通過自學(xué)功能，可在3秒內(nèi)可快速實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)，提高效率（2）課遠(yuǎn)程電腦控制（3）設(shè)定壓力梯度。該自動部件的出現(xiàn)提高了工藝開發(fā)效率，配合在線檢測器及樣品采集器，為工藝開發(fā)提供了有力工具。

全自動背壓調(diào)節(jié)器性能參數(shù)：

1.1       在線檢測模塊

目前在實驗室，合成反應(yīng)中樣品檢測都需要借助單獨的檢測設(shè)備，如：HPLC、MS（LCMS,GCMS）、NMR進(jìn)行檢測。此過程包括了反應(yīng)淬滅，樣品前處理，樣品配置，樣品檢測，樣品回收及后處理。對于監(jiān)測正在進(jìn)行中的反應(yīng)，其存在著諸多弊端：（1）不能真實反應(yīng)體系中各組份的真實含量；（2）無法實時監(jiān)測連續(xù)反應(yīng)合成實驗的反應(yīng)變化情況；（3）操作復(fù)雜，檢測結(jié)果受人為影響；（4）時間成本高，分析效率低下等。

連續(xù)流合成反應(yīng)與連續(xù)在線檢測的組合在流動化學(xué)應(yīng)用中是*結(jié)合，有效的在線檢測將對反應(yīng)體系進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測和瞬時檢測，包括反應(yīng)物、瞬態(tài)中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物。在實際應(yīng)用中，有幾種分析檢測技術(shù)如NIR、拉曼光譜、UV，HPLC、GC、MS已經(jīng)成功應(yīng)用于連續(xù)流動化學(xué)反應(yīng)。歐世盛公司根據(jù)流動化學(xué)實際應(yīng)用需求，在業(yè)界*推出UV-Vis、NIR、拉曼光譜三款在線檢測器儀器，以適用于制藥、化工領(lǐng)域的在線檢測。

在線UV-Vis檢測器

具有較好的選擇性和較高的靈敏度，而且對環(huán)境溫度、流動相組成變化和流速波動不敏感。適用范圍氫化反應(yīng)、顯色反應(yīng)、染料合成、中藥等。

性能指標(biāo)：

在線NIR檢測器

近紅外光譜儀在常規(guī)光纖中有良好的傳輸特性，且分析速度快、非破壞性、多組分多通道同時測定等特點。適合絕大多數(shù)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。

在線拉曼檢測器

每種物質(zhì)都有其特征的拉曼光譜，利用拉曼光譜可以鑒別和分析樣品的化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行未知物質(zhì)的無損鑒定。拉曼光譜技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、化學(xué)、醫(yī)藥、生命科學(xué)等領(lǐng)域，因此在線拉曼光譜將成為流動化學(xué)較為重要的在線檢測器之一。

性能參數(shù):

1.1       樣品采集模塊

目前流動化學(xué)實驗室樣品分析都是由人工定期采集樣品，拿到實驗室用HPLC、GC、MS等常規(guī)檢測手段進(jìn)行檢測，以判斷流動化學(xué)所合成樣品，是否滿足要求。此種方式，存在效率低，誤差大，占用大量人工，耗時耗力，且無法做到檢測結(jié)果的溯源。歐世盛公司針對此需求設(shè)計開發(fā)了樣品采集器，可與HPLC、GC、MS檢測做到無縫對接，根據(jù)不同收集需求，提供了時間間隔收集、體積收集、與在線檢測器聯(lián)用實現(xiàn)閾值收集、斜率收集等多種收集方式，同時可與高壓恒流輸液泵、微反應(yīng)器溫度、系統(tǒng)壓力自動調(diào)節(jié)、在線檢測器聯(lián)動，為優(yōu)化流動合成結(jié)果提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。樣品采集器的成功應(yīng)用，能夠在有效提高工作效率的同時降低過程操作誤差，極大減少了人工工作量。

軟件管理軟件：

流動化學(xué)工藝的反應(yīng)類型有成百上千種，反應(yīng)條件的設(shè)置也極其復(fù)雜，一款整體系統(tǒng)管理控制軟件變得至關(guān)重要?；诖诵枨髿W世盛推出了一款全新流動化學(xué)專用軟件，此軟件采用模塊化、積木搭建模式，用戶可*根據(jù)自身流動化學(xué)工藝應(yīng)用特點，在軟件中自由搭建流動化學(xué)各模塊單元及數(shù)量，包括高壓恒流輸液泵、反應(yīng)體系加熱制冷裝置、壓力控制模塊，在線檢測模塊，樣品采集模塊等等，同時可通過離線仿真模式，模擬流動化學(xué)整個系統(tǒng)工作情況。軟件采用項目管理方式，用戶通過向?qū)?，指?dǎo)用戶一步步搭建流動化學(xué)系統(tǒng)，同時通過交互式界面，形象反映出各模塊單元的工作狀態(tài)，如流速、壓力、溫度、檢測圖譜、收集結(jié)果等。軟件有兩種工作模式可供選擇，即專業(yè)模式，專家模式等，針對不同用戶需求，如專業(yè)模式，軟件會提供一些基本組建流動化學(xué)素材及一些簡單使用案例，用戶可參考其提供信息，熟悉了解流動化學(xué)，并逐步開始更加深入的應(yīng)用；專家模式，提供了系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方案，通過大數(shù)據(jù)分析協(xié)助用戶提高工藝開發(fā)進(jìn)程，將流動化學(xué)各模可優(yōu)勢發(fā)揮到*。