自动平台

自2022世界人工智能大会（WAIC）首次公开亮相后，晶泰科技自动化合成实验室引起了业内外同仁的广泛关注和好奇：晶泰科技的自动化合成实验室长什么样？它可以实现哪些功能?相比传统模式，自动化合成系统有哪些优势和亮点？……是时候一起来了解一下晶泰科技的自动化合成实验室了。揭开晶泰科技自动化合成系统的神秘面纱自2019年起，晶泰科技便开始探索自动化实验室的自主研发之路，已在自动化化学合成等场景中成熟应用。● 软硬兼施：晶泰科技自主研发的自动化工站与控制系统晶泰科技在上海和深圳两地均建有一流的化学合成实验室，目前面积约 7500 平方米，其中自动化实验室面积超过 3000 平方米，配备自动化工作站 200 多台 ，通过自主研发的云端软件控制系统，可以远程操控自动化工站和起串联作用的AGV小车，并实时记录实验过程数据和结果，有效保证了实验记录的及时性、完整性、规范性和可追溯性。晶泰科技，赞130晶泰科技自动化实验室自动化合成系统能做什么？无论是在高通量平行反应，还是多步自动化合成反应，晶泰科技人机结合的自动化合成实验系统都可大幅提高合成效率，助力客户突破药物研发项目的合成限速步骤，提高药物研发的效率，而我们的终极目标是在所有的人工实验场景中用自动化合成替代人工合成。 ● 1．高通量平行反应应用在化合物库合成，催化剂筛选，反应条件优化和方法学研究等场景里面。自动化合成在高通量反应或平行反应中，有明显的优势。那些重复、繁重而耗时的工作交给自动化机器来做，可以7*24h不停歇地开设反应，处理反应，以及纯化产物，减少人为失误和环境改变带来的偏差，实验结果更可控。● 2．多步自动化合成应用在苗头/先导化合物的筛选和优化，多个骨架探索，以及大量SAR，同时探索多个基团替换等场景里面。自动化合成，可以同时探索多条反应路线，其效率是普通人工所不能比拟的。图1 晶泰科技自动化化学合成服务应用场景自动化合成系统有哪些优势和亮点？我们将通过一个案例带你了解“人机结合”有怎样的优势。项目背景：客户购买了晶泰科技5个FTE，需要合成78个药化分子（平均每个分子反应步数约为5步），每个交货20mg，希望在20周内完成交货（基于IP保护，我们不便透露客户的名称）晶泰科技解决方案：采用“人机结合”的服务模式，FTE组合配备了：1个组长+3个研究员+1个自动化实验室操作员。 ● 1．人机结合，效率提升此项目需要合成78个药化分子，平均每个分子反应步数约为5步，那么总共需要合成推进390步。传统人工模式下，按每人每周同时推进两条路线，每条路线上成功推进两步来计算，一个5人组需要将近20周完成（390/(5X4)=19.5）。而人机结合模式下，5人+3台自动化合成工站（自动化工站还没有满负荷运行），不到10周就完成了，成功交付72个分子，交付率92%，效率提升到传统人工模式的2倍。图2 该项目中其中一条线路（基于该项目的IP保护，已对分子结构进行模糊处理）众所周知，每个化学反应的难易程度和复杂度情况不一，这里我们只是列举了一个代表多步反应且难度中等的例子，效率提升至人工的2倍；如果是高通量的平行反应，用自动化合成工站来做，效率大概能在多步自动化合成场景基础上再额外提升50%~100%。 ● 2．质量稳定，复现率高可复现率代表了实验交付的稳定度， 当采用人工方式进行化学合成时，同一反应由不同的人来操作，或者相同的人在不同的时候甚至是不同的天气来操作的话，反应结果都可能会有一些差别。而切换到人机结合的自动化合成场景下，在自动化系统的高效加持下，可实现高通量，自动化，稳定高效。经过晶泰科技自动化系统近10000个反应的测试，系统质量稳定，实验可复现率大于95%。图3 高通量、自动化的化学合成 ● 3．可承担危险反应，安全防护安全性是所有工作中最重要的一项内容。在保障实验人员的人身安全、减少实验人员直接接触放射性/易燃易爆等危险实验这一方面，自动化机器展现了明显的优势。自动化工站可代替人工进行高危实验，避免实验人员直接接触。而一些易燃易爆危险性反应如果能用机器做，其作用就像排爆机器人，对实验人员有很好的保护。 ● 4．可覆盖80%常见反应类型，普适性高晶泰科技的自动化合成系统可覆盖酰胺合成、Suzuki，Buchwald等金属参与的偶联反应、亲核取代等80%常见反应类型，可控制反应温度从0 到150摄氏度的变化，兼容固体和液体的精准计量，实现了LCMS自动监测反应，利用自动化手套箱工站，可进行无水无氧操作等等。实现了无水无氧操作的自动化，除了能拓展自动化覆盖的有机反应范围，以及获得更好的实验结果外，更重要的是，自动化手套箱工站成为了一件人人都能上手的设备和工具，把无水无氧操作的门槛降低了。类似的例子还有不少，自动化合成系统，某种程度上就像电子游戏中功能强大的武器装备，一旦拥有，将极大提高玩家的战斗力。即使是刚参加工作的毕业生，在自动化合成系统的加持下，也能很快达到有数年工作经验的合成人员的产出。图4 晶泰科技手套箱工站 ●5．结合AI模型，提升反应成功率在晶泰科技自主研发的智能化自动化药物研发平台中，物理模型产生的干实验数据为AI建模提供了支持，而人机结合的自动化合成实验，不仅能实现7*24小时不间断工作，减少人为失误和依赖，保证高效并行，更重要的是能产生更多标准化、高质量的湿实验数据，反馈给AI模型并持续迭代优化，从而进一步提升反应效率和成功率。不久的未来，晶泰科技还将继续扩大自动化实验室的规模，届时，涵盖数千台工站的自动化工站集群，将与人工智能计算平台，以及经验丰富的专家团队一起，实现更大规模的资源调度和更多研发场景的自动控制，为更多创新药物研发增速提效，保驾护航。

“mRNA就像一个电脑程序，你可以对其进行编程以执行所需的任何操作，你甚至都可以变成蝴蝶。医学的未来是mRNA，基本上你可以使用mRNA治愈一切。”在Axel Springer的专访中，新晋世界首富埃隆马斯克给予了mRNA技术超高评价，称它是医学的未来。mRNA（信使核糖核酸）是由DNA的一条链作为模板转录而来、携带遗传信息能指导蛋白质合成的一类单链RNA。mRNA理论上可以表达任何蛋白质，被称为“万能钥匙”，可以探索治疗几乎所有基于蛋白质的疾病。mRNA技术的应用领域包含免疫疗法、蛋白质替换疗法和再生医学疗法等；在新冠疫苗研发中，mRNA技术首次得到产业化验证，推动其在生物制药领域成为极具潜力的技术平台。截至目前，全球mRNA疫苗和药物在研管线已超200条。其中，传染病、罕见病和肿瘤相关管线多达158条，印证了mRNA技术的应用场景在不断拓宽。新冠疫情的爆发无疑大大加速了mRNA技术的商业化进程。随着mRNA疫苗研发管线越来越丰富，其生产工艺也逐渐趋于成熟。mRNA生产工艺主要包括质粒原液生产、mRNA原液生产、mRNA制剂制备与纯化、质检及储存运输。mRNA自身存在精准合成难度高、易降解、难保存等特性，使得mRNA药物在研发生产过程控制、工程保证、大规模制备工艺、质量控制与质量体系等多方面存在复杂挑战。mRNA技术的开发难点和关键技术点在于合成修饰（提高mRNA分子的稳定性，防降解）和递送系统（提高进入人体细胞的效率，产生抗原刺激人体发生免疫反应）。针对mRNA的批量合成，目前较为高效的方式为体外转录（In Vitro Transcription，IVT）。IVT主要是以线性DNA为模板制备mRNA，主要工艺环节包括将线性化质粒DNA转录为mRNA、化学修饰（包含5’端加帽结构（Cap）和3’-polyA加尾结构）、分离纯化等过程。体外转录所用质粒DNA的质量、转录和修饰工艺优化、反应过程控制，都对最终mRNA原液质量至关重要。体外转录合成（IVT）是一个相对复杂的酶催化过程。在合成mRNA的过程中，除DNA模板外，科研人员还需加入所需的酶、核苷酸及其它相关试剂。为了保证工艺稳定性，研发人员通常采用实验设计法(DoE)进行工艺优化和规模逐级放大(比如从1mL-50mL-500mL-5L的放大路径)，以实现产量的稳步提升。尽管酶促合成技术在生化行业是较为成熟的（常用于合成多肽、DNA、RNA、小分子化合物等），但是在mRNA的转录合成中，研发人员仍面临如下挑战：i.合成批次间的不一致性；ii.升温速率、温度控制、加料过程等条件的可重现性；iii.工艺过程中包含多个人工操作步骤，人为误差影响较大。梅特勒托利多全自动合成反应器可智能管理合成过程（包括试剂与原材料识别、加样、混合等）并控制和监测关键过程参数（包括pH，温度等）。i. 精准地控制反应温度、搅拌速率、加料过程等，保证合成批次间的稳定性。体系可迅速达到设定所需温度(如：2˚C、37˚C、70˚C)，并在反应过程中保持±0.1˚C温度稳定。ii. 提供多种不同规格的反应釜选型可以适应多种体积规模的反应，保证了mRNA合成工艺规模放大的可行性。iii. iControl控制软件全程控制并记录所有工艺过程参数，自动保存并生成、导出实验报告，方便批次追溯和数据化管理。iv. iControl控制软件可编辑模板实验方法，调用统一工艺流程模板，运行批次实验，实现批次间的可重复性。v. 合成平台扩展性优良，可搭载原位在线光谱探头设备，深化工艺开发过程监测控制。文末福利 扫描二维码可下载查看《全自动合成反应器EasyMax助力mRNA合成工艺优化及放大》方案。扫码填写信息后我们将从参与的小伙伴中抽取20位送出以下奖品（奖品图片仅供参考，以收到的实物为准）：l 富士instax拍立得（价值379元）1份l 摩飞便携榨汁杯（价值 199元）4份l 哈根达斯代金券（价值50元）15份 活动截止日期：2022年7月31日（通过梅特勒托利多官方微信号公示中奖名单）

近日宣布推出与Agilent Bravo NGS自动化液体处理平台集成的台板热循环仪 (ODTC)。该可选 ODTC 配件使 Bravo 平台可将热循环作为用于二代测序 (NGS)、终点 PCR 和细胞分析应用的自动化工作流程的一部分。台板热循环仪对许多基因组学和细胞生物学工作流程而言至关重要。该可选配件使 Bravo NGS 自动化液体处理平台可将热循环作为自动化方案的一部分，并延长了无人值守的时间，使操作人员有更多自由专注于更高级的任务。该设置对于 NGS 工作流程中的文库制备和靶向序列捕获等步骤而言尤其有益。安捷伦自动化解决方案业务部总经理 Lars Kristiansen 表示：“台板热循环仪减少了多个接触点，用户不再必须将微孔板从 Bravo 台板上拿走放到另外的第三方热循环仪器上，这让 Bravo NGS 平台上的工作流程更加流畅。在 Bravo 平台中增加 ODTC，延长了无人值守时间、提高了性能，并通过预编程方案提升了易用性。对于高通量科研实验室和服务提供商实验室的客户，若要提高效率和重现性，同时又要保持工作流程的灵活性，本次推出的产品将为他们提供支持。”Avellino 实验室自动化主管 Kevin Kim 补充道：“配备 ODTC 的 Bravo能够延长实验室无人值守时间、节省仪器占地空间，并能够提供直接移液到热循环仪的解决方案，这对于实验室温度敏感的检测环节至关重要。”　　安捷伦整合基因组学事业部总经理 Kevin Meldrum 表示：“在 Bravo 上配备 ODTC 后，SureSelect 用户将获得更好的体验，并能利用 SureSelect XT HS2 化学试剂灵活性和高质量的优势。”安捷伦的模块化工作流程解决方案采用易于集成与无缝协同工作的设计。配备 ODTC 的 Agilent Bravo NGS 工作站与 SureSelect 试剂集成，可提供自动化的 NGS 解决方案，不但节约时间，而且大大降低新自动化检测的优化负担，还能灵活地满足各种应用需求。