近日，晶泰科技順利交付給復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系麻生明院士團隊一臺 XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站），用于團隊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。

您為什么需要一臺自動化合成工作站？

2023 年 5 月，晶泰科技接到了復(fù)旦大學(xué)麻生明院士團隊購買 “自動化高通量合成工作站” 的需求。課題組在進行 “催化反應(yīng)篩選” 研究時，為了開發(fā)機器學(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題：

• 人工實驗時，不可避免會產(chǎn)生一些人為誤差；

• 人工實驗結(jié)果一致性難保證，數(shù)據(jù)記錄難追溯；

• 項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，想利用自動化方式打通全流程，具有很大的挑戰(zhàn)；

• 國外產(chǎn)品價格昂貴且大多不接受指定流程的定制服務(wù)，國內(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

晶泰科技自動化團隊在了解了麻院士團隊使用場景和技術(shù)要求后，迅速給出了自動化解決方案，雙方多輪溝通后最終確認了執(zhí)行方案，復(fù)旦大學(xué)智能合成工作站（手套箱工站）項目正式立項。復(fù)旦大學(xué)作為晶泰科技 XmartChem^® 智能合成工作站的首個高校客戶，我們非常重視此次的合作，因此項目立項后，研發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)、功能模塊的設(shè)置、里程碑節(jié)點的順利推進，我們都會及時和對方確認，讓客戶放心安心。我們會從客戶需求出發(fā)，設(shè)計滿足其需要的功能模塊和產(chǎn)品，并基于多年深耕化學(xué)自動化領(lǐng)域的經(jīng)驗，提前和客戶溝通潛在的風(fēng)險和實際應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的問題，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 “貨不對版” 的問題發(fā)生。

● 設(shè)計優(yōu)化案例 1：一吸多排避免滴液

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

針對客戶的特定需求，晶泰開發(fā)團隊迅速開展了市場調(diào)研，剖析了市面上移液器一吸多排技術(shù)的技術(shù)特點和用戶實際體驗。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)排液時易出現(xiàn)滴液” 的問題。 為了攻克這一技術(shù)難題，晶泰開發(fā)團隊結(jié)合實測數(shù)據(jù)和各類溶劑的沸點、粘度等特性進行分析與討論，終于成功設(shè)計出一版解決方案，該方案不僅實現(xiàn)了一吸多排的功能，而且在每次排液時都能保證精度滿足客戶需求，解決了滴液現(xiàn)象的發(fā)生。該方案實現(xiàn) 48pcs 實驗通量的稀釋時間從 50min 縮減到 15min 左右，有效提升了實驗效率，獲得了客戶的高度認可。

● 設(shè)計優(yōu)化案例 2：兼容多規(guī)格試劑瓶存放

產(chǎn)品交付過程中，客戶提出當(dāng)前配置的 125ml 溶劑瓶較大，不適合存儲高價值/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)團隊在接收到客戶需求后，迅速行動，首先仔細檢查現(xiàn)有整機的硬件配置，評估是否有擴展的空間，并探討了軟件層面新增溶劑瓶的開發(fā)任務(wù)。

• 24 小時內(nèi)給出解決方案：新增 12pcs 的 8ml 溶劑瓶和 6pcs 的 40ml 溶劑瓶，并對設(shè)備進行硬件改造和軟件優(yōu)化，全面滿足客戶對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)計和物料采購，以及軟件功能的開發(fā)，并到達客戶現(xiàn)場進行升級改造調(diào)試；

• 方案提出后三周內(nèi)：升級調(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，還實現(xiàn)了對各種梯度體積溶劑的兼容，有效提升了溶劑的使用效率?？蛻魧π路桨副硎靖叨葷M意，對團隊的專業(yè)能力和高效響應(yīng)給予了高度評價。

● 設(shè)計優(yōu)化案例 3：不同實驗磁子選型

客戶的測試實驗為 Suzuki 偶聯(lián)反應(yīng)，該反應(yīng)涉及了金屬催化劑、有機化合物、無機堿、有機溶劑和水。然而，第一輪測試結(jié)果卻并不理想，各個孔位的產(chǎn)率相差較大，晶泰研發(fā)團隊分析原因可能如下：

• 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)致沒有完全反應(yīng)；

• 反應(yīng)是非均相的，磁子較小無法使反應(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。但在加樣過程中，可以明顯觀察到當(dāng)將碳酸鉀溶液注射進反應(yīng)體系時，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)格的磁子來開展反應(yīng)，最終把各個孔位的產(chǎn)率差值能夠控制在 5% 以內(nèi)。

對于非均相反應(yīng)，特別是當(dāng)反應(yīng)為包含兩相溶液、有機物、無機堿、金屬催化劑這類復(fù)雜的體系時，攪拌是否充分是影響產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。新的實驗磁子方案，可以讓客戶實驗反應(yīng)體系混合均勻，催化劑能夠充分參與到催化循環(huán)中，各個孔位的產(chǎn)率差值從原來的 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)過幾個月的努力，我們的XmartChem® 智能合成工作站（手套箱工站）經(jīng)過層層考驗順利交付到了客戶現(xiàn)場，并在 10 天內(nèi)完成安裝調(diào)試培訓(xùn)，得到客戶的驗收批準(zhǔn)！

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

XmartChem® 智能合成工作站

（手套箱工站）

從內(nèi)部的化學(xué)合成場景出發(fā)，晶泰科技建立了高柔性、高容錯的陣列式自動化實驗室，對化學(xué)自動化有深刻理解，設(shè)備經(jīng)過內(nèi)部大量化學(xué)反應(yīng)驗證，可通過專業(yè)技術(shù)和行業(yè)經(jīng)驗解答客戶的技術(shù)需求并提供支持。

晶泰科技將自動化技術(shù)與手套箱有機結(jié)合，研發(fā)的機器人工作站系列——XmartChem^® 智能合成工作站（手套箱工站），自動完成合成實驗中投料、反應(yīng)、產(chǎn)物稀釋、過濾全過程，實現(xiàn)無水無氧操作體系下化學(xué)合成實驗操作流程自動化，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，提高實驗的效率和安全性，增加科學(xué)研究產(chǎn)出。