固体粉末采样探子

在新药研发的早期阶段中，需要对化合物分子的理化性质、生产可行性、稳定性等做出全面的评估。对化合物性质认知的缺失会给后期的研发带来巨大的挑战，甚至存在变更候选化合物的可能。API 活性药物分子的研究是新药研发中的重要一环，API 的固态晶型形式种类繁多，熔点、密度、晶习、稳定性、溶解性等方面的差异会体现出不同的生物利用度，高效的筛选化合物的潜在晶型是新药研发不可或缺的一环。在多晶型筛选、盐/共晶筛选和结晶工艺开发过程中，需要对 API 进行大量的平行实验，繁重的实验工作大量消耗科研人员的时间和精力，效率低、重复性低、人为误差等问题是当前面临的主要困难和挑战。高通量自动化固体加样技术不仅很好地解决了繁重的人工重复劳动的问题，还可以保证实验结果的重复性和一致性，避免人工实验误差。我们选取了三种常见的API 粉末：卡马西平、4-乙酰氨基苯酚、香草醛，使用晶泰科技桌面型固体加样仪 ChemPlus 进行加样测试。目标加样量：5mg、10mg、20mg、30mg、50mg、100mg，测试次数：12次。测试结果显示：对于不同梯度的 API 粉末加样，标准偏差均可控制在 0.1mg 以内，平均加样时间均在 2min 内。卡马西平、4-乙酰氨基苯酚、香草醛的平行加样实验同样也展示了良好的均一性。ChemPlus桌面型固体加样仪ChemPlus 桌面型固体加样仪，支持多种固体原料和接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的固体称重加样操作。&bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率；&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末；&bull 智能算法参数调节：自适应加粉算法，多类型粉末智能识别；&bull 压电陶瓷激振技术：多类型粉末出粉更流畅；&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确；&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本；&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型；&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶；&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪。利用高通量自动化桌面型固体加样仪 ChemPlus 对 API 粉末进行加样，不仅可以节省大量的人工操作时间，并且可以避免人工操作误差﹐保证实验结果的均一性和一致性。由此可见，ChemPlus 是高通量化合物筛选研究中的重要利器。

制药、石油化工、精细化工、材料合成、食品饮料、再生能源、生物研究等行业，都离不开固体加样这一单调重复的实验步骤。手工固体投料加样方式会随着样品数量和种类的增加变的繁琐且极易出错，因此，自动化固体投料的需求在各行业逐步增加。发展到今天，国内外都研发出了不同称量范围和使用场景的自动化固体加样设备，但依然面临很多挑战：&bull 单通道固体投料的方式无法应对当前复杂配方体系；&bull 样品需要人工预处理，如降低样品颗粒度、干燥样品、过滤样品等，自动化程度有待提高；&bull 单通道自动化设备，原料桶切换仍需人工介入操作，并未做到真正的解放人力；&bull 多类型固体原料性状不同，称量精准度无法全部满足需求。市场上是否有 “无需人工介入，自动化加粉称量、分装” 的固体加样仪应对以上挑战？本篇应用报告里，晶泰科技在自主研发的 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪上进行实测研究，选取了 6 种不同物理特性的固体粉末，通过设置不同目标加样量，分别对加样次数、加样速度、加样准确度等数据进行记录分析，用实际应用数据说话，满足您不同应用场景的自动化称量分装需求。测试方案选取 6 种不同物理特性的固体粉末，设置了 5/10/20/100mg 四个目标加样量，多次（12 次或 96 次）测量，记录 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪对于不同粉末在不同目标加样量下的称量数据：平均加样值、加样偏差、加样时间等，以观察 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪在 “粉末自动化称量、分装” 应用上的表现。&bull 测试粉末样品：6 种，分别为 HATU、X-Phos、碳酸钾、山梨醇、乳糖、硬脂酸镁；&bull 目标加样量：5mg、10mg 、20mg 和 100mg；&bull 每种粉末样品分装到不同接收容器托盘中，选取的接收容器托盘：8mL×12试剂瓶，96 孔板。样品选取我们精心挑选了 6 种固体粉末，代表制药、石油化工、精细化工、食品等实验研究中经常遇到的具有不同物理特性的粉末样品，详细信息如下表 1：表1：6种不同性状粉末样品自动化测试结果以上测试数据可以看出，ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪可以准确、稳定称量不同物理特性的固体粉末，具体表现如下：&bull ChemPlus&trade 适用样品可以覆盖较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末，甚至是 HATU 这种吸潮结块特性的固体粉末，ChemPlus&trade 的称量数据依旧很稳定出色；&bull 对所有目标重量的加样称量偏差基本在 0.1mg 范围内；&bull 小量程的目标加样速度更快，并且保证高准确度；&bull 流动性好容易加不准，流动性差粉末不容易掉下来，这些都是自动化处理的挑战，但面对各类量程目标加样，ChemPlus&trade 都可以快速准确的称量分装碳酸钾、乳糖这些流动性各异的样品；&bull 96 孔板孔径小、易交叉污染，静电粉末加粉挑战难度非常大，但 ChemPlus&trade 凭借除静电装置和独特粉桶设计，高效顺利完成硬脂酸镁这种静电粉末的 96 孔板加粉操作；&bull 可以根据需要把样品分装到不同接收容器，如 2mL×24，4mL×12，8mL×12，20mLx6、96 孔板等（表中仅以 8mL×12、96 孔板为例）。ChemPlus&trade 处理不同类型粉末的性能&bull 独特粉筒设计，吸潮结块、蓬松流动性差等难处理粉末轻松应对易结块，流动性差的 HATU 容易在加粉过程中堵住出粉口；X-Phos、乳糖此类粉末蓬松，流动性差，加粉过程中容易加粉速度过慢，晶泰科技的粉筒结构经过反复迭代优化，确保固体粉末的顺利加粉。&bull 自适应加粉算法智能调节，保证流动性好、大颗粒等多类粉末准确加粉碳酸钾的流动性好，在加粉过程中的准确度需要算法精细调控，山梨醇具有较大颗粒，同样需要合适的算法保证其准确度，晶泰科技自研的控制算法将加粉过程分为多个阶段，包括了最开始的粉末适应阶段，快速加粉阶段和最后的精确控制阶段，可对不同性状的粉末进行适应，达到准确加粉。&bull 配备除静电装置，有效应对“静电飘粉”硬脂酸镁质量比较轻，在加粉过程中更是容易产生静电导致飘粉，晶泰科技的固体加样仪中配备的除静电装置，同时为了平衡加样速度与保证粉末不飘出样品瓶，粉筒出粉口的大小经过反复优化，应用在 96 孔板此类小孔径目标容器中加样同样能够避免交叉污染的风险。ChemPlus&trade 功能优势&bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率；&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末；&bull 智能算法参数调节：自适应加粉算法，多类型粉末智能识别；&bull 压电陶瓷激振技术：多类型粉末出粉更流畅；&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确；&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本；&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型；&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶；&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪；&bull 简易交互软件：可视化操作软件，易上手使用。ChemPlus&trade 是一款结构紧凑的桌面型固体加样仪，支持多种固体原料和兼容不同接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的称重固体加样操作。ChemPlus&trade 自动化粉末加样技术能够处理多种粉末，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末，自适应加粉算法，多类型粉末智能识别，无需针对特定粉末进行设置或者优化加样参数。ChemPlus&trade 可作为制药、石油化工、精细化工、材料合成、食品饮料、再生能源、生物研究等行业实验室中自动化加粉称量、分装的通用设备。产品彩页和应用报告可在晶泰科技展位“资料中心”直接下载。（点击该行文字可直接跳转）

制药、食品饮料、生物研究、材料合成、再生能源、精细化工等行业，都离不开固体加样这一简单但重复性高、操作繁琐的实验步骤。手工固体投料加样方式通过取样称重等操作后，将一种或多种固体注入到烧杯、试管、反应釜等目标容器内，但这种操作会随着样品数量和种类的增加变的繁琐且极易出错。随着产业结构的优化升级，自动化固体投料的需求在各行业也在逐步增加。以制药公司为例，在处方前药物合成阶段，实验研发人员要做很多固体 - 催化剂筛选，反应条件优化等高通量实验，涉及大量的固体称量、配液等实验步骤，操作过程会遇到很多痛点难点问题：静电粉末难称量、高精度称量操作耗时、目标容器的标记和数据记录易出错、实验结果难以复现、出现问题难以追踪溯源、实验室一大堆瓶瓶罐罐影响整体形象、被重复低效工作所拖累等，这些问题使得许多制药公司寻求高通量自动化方式替代人工。自动化固体粉末加样的发展现状对于 “自动化称量” 的探索其实很早就开始了，如 20 世纪 70 年代出现的电子秤，应用电子技术提高了精度，与分装设备结合后，提高了固体称量分装设备的准确性。到了 21 世纪，出现了自动化固体称量分装设备，应用自动化、人工智能技术，可以做到智能化称量分装，但仍然需要实验人员对样品做预处理，如降低样品颗粒度，干燥样品、过滤样品等，方便称量和保证称量数据的准确度。发展到今天，国内外都研发出了不同称量范围和使用场景的自动化固体加样设备，实验人员有了多种选择，但依然面临很多挑战：1）单通道固体投料的方式无法应对当前复杂配方体系；2）原料桶切换仍需人工介入操作并未做到真正的解放人力；3）多类型原料的性状受到很大限制导致加样的精准度达不到需求。市场上高通量固体自动化加样产品较少，并且进口品牌处于领先优势地位，但进口设备也有很多问题也困扰着用户，如总价格高昂、运营成本高、货期长且不固定、服务响应不及时等。现有的自动化固体加样解决方案无法满足国内用户的需求，且固体加样技术的壁垒较高，面对这样的不利状况，需要国产仪器制造商攻坚克难寻找解决方案。晶泰智造的全自动固体加样解决方案晶泰智造固体投料技术通过软硬件的双重攻坚，突破传统加样技术壁垒，有效解决了原料颗粒大、流动性差、蓬松、静电大等难处理固体的加样问题。晶泰智造通过增加原料桶数量，使用先进的压电陶瓷激震等技术，配合高精度称重传感器，扩大接收容器兼容性，有效提升加样效率及精准度，真正做到了无人值守固体加样自动化。配合高效智能的自适应加粉算法，样品无需预处理，只需设定目标加样量和允许的最大加样偏差，通过软件智能算法参数调节即可完成固体加样流程。晶泰智造的工业级安全防护、Satrun_V 底层操作平台、数字孪生仿真平台，可以保证用户的数据安全和智能化体验。晶泰智造历经多个自动化固体加样的技术攻关和经验积累后，推出 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪。ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪ChemPlus&trade 是一款结构紧凑的桌面型固体加样仪，支持多种固体原料和兼容不同接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的称重固体加样操作。● 应用领域● 产品特点&bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，适用于大颗粒、蓬松、流动性差的粉末&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪&bull 简易交互软件：可视化操作软件，易上手使用● 样品测试数据**以上测试数据仅供参考，具体数据结果以样品实际测量为准。