智能调节器

流动合成技术作为助力绿色化学的重要技术之一，近年来得到药监机构的推崇，FDA和国家制造战略极力倡导药品连续化、安全化生产。越来越多的企业运用流动化学技术研发和生产，不断推动化学制药业连续化生产水平的提升。微通道反应器高效换热、高效反应、高效传质，无放大效应，为药品连续制造创造条件。连续制造是制药行业的大势所趋，目前自动化合成已经取得一定的进展，但合成路线的设计和实验室操作仍需要化学家大量的手动设置和努力来适应不同的化学反应类型。因此，流动化学设备如何加速小分子化合物的自动合成，研发智能化流动化学平台成当前的技术热点。 1、智能化工艺优化Chemistry Europe上发表的一篇文章中构建了一个自优化系统，文章中的实验通过软件控制实现自动化工艺优化，能够快速开发优化空间，并在研究竞争目标时找到*反应条件和关键权衡区。在研发工艺方面，持续优化升级，有效提升资源利用率，推动节能减排发展，加强企业绿色化升级改造。 图1：反应自优化系统的一般流程图案例研究反应是苯甲醛（1）和丙酮（2）在反应器温度T下生成亚苄基丙酮（4）的案例研究。研究中优化的四个连续变量是丙酮和氢氧化钠的摩尔当量，反应器温度(T)和停留时间(tres)。每次反应的苯甲醛溶液体积是固定的。t的上限被选择为70°C，以帮助避免丙酮聚合，避免堵塞流动路径。并且严格控制反应停留时间，确保反应器压力不会过高，同时保持总实验在45分钟内完成。 图2：氢氧化钠（3）催化的羟醛缩合反应该系统由定制的MATLAB用户界面、商用流动化学系统、采样和HPLC设备以及自优化算法组成，并演示了69小时内131个反应的自主不间断运行。多目标优化算法被证明能够快速开发优化空间，并在研究竞争目标时找到*反应条件和关键权衡区。Vapourtec流动化学设备 图3：自优化系统示意图，包括Vapourtec流量化学泵和反应器、四通进样器、HPLC-UV分析和算法反应优化，使用基于MATLAB的环境进行控制。BPR：背压调节器。Vapourtec对于更复杂和脚本化的应用程序，如自优化，一些系统可以通过其标准软件包，使用制造商从流行编程环境中编写的应用程序编程接口（API），以MATLAB或Python等语言进行远程控制。作为自优化系统的一部分，Vapourtec流动化学设备和HPLC分析组件的示意图如图3所示。在自定义的MATLAB用户界面环境中，与控制Vapourtec流动化学设备的Flow Commander软件在该界面中进行通信，用户选择优化变量并定义其极限、反应物的物理性质、HPLC参数、反应规模、优化目标和训练实验次数。根据每种反应物溶液的流速，Flow Commander计算出反应混合物处于稳态的时间，并自动触发进样器，从流动路径中提取样品，并将其发送到HPLC系统进行分析。HPLC分析完成后，自动提取色谱保留时间和峰面积，计算产率、成本、STY/e因子。将新计算出的值和之前所有的值自动输入到优化算法中，由TS-EMO优化算法返回优化循环下一个实验的反应条件。然后MATLAB将新的反应条件发送给Flow Commander，由其自主执行下一个反应。在所有实验中，苯甲醛溶液(以萘为内标)的体积均保持在用户指定的数量不变。在整个研究过程中，只进行了一个实验，通过ML算法进行分析和处理，然后生成下一个实验的条件。2、建立“闭环”优化平台新的R系列软件具有应用程序编程接口的能力，并可以结合Python脚本来使用OPC服务器控制系统。使用应用程序编程接口可以建立一个“闭环”优化平台。API允许集成外部算法或人工智能，以根据流化学系统和其他连接设备的反馈和分析进行监控、决策和新计算。将流动化学系统无缝集成到未来的AI实验室,这是一个新产品发布，处于流动化学行业技术进步的前沿。3、关于Vapourtec Vapourtec Vapourtec成立于2003年，已有近20年的生产经验。作为专业生产流动化学系统的厂家，一直致力生产实验室级别的流动化学系统的研发生产。Vapourtec设计和生产流动化学合成系统持续领先于市场，提供了新的连续化学合成能力，并且始终保持着技术兼容性，从而使得即使最早期的用户仍可利用最新技术发展提供的优势。R系列软件可在电容式触摸屏或Windows PC上运行。使用直观模块应用程序配置新硬件、泵、质量流量控制器和其他设备既简单又直接，使您可以直接在现有的流动化学系统上进行构建。4、ACHEMA展2022年8月22-26日，Vapourtec团队将参加在德国法兰克福召开的德国阿赫玛展览会（ACHEMA展）。‍此次将展示我们世界*的流动化学设备，包括我们的R系列、E系列和SF-10泵。我们的首席科学官Manuel和研究科学家Victoire都将出席我们的展位，并期待与大家见面。欢迎新老朋友光临展台！ 参考文献[1]Jeraal M I, Sung S, Lapkin A A. A Machine Learning‐Enabled Autonomous Flow Chemistry Platform for Process Optimization of Multiple Reaction Metrics[J]. Chemistry‐Methods, 2021, 1(1): 71-77.[2]Coley C W, Thomas III D A, Lummiss J A M, et al. A robotic platform for flow synthesis of organic compounds informed by AI planning[J]. Science, 2019, 365(6453): eaax1566.[3]Bai J, Cao L, Mosbach S, et al. From platform to knowledge graph: evolution of laboratory automation[J]. JACS Au, 2022, 2(2): 292-309.

Thermo Scientific™ DXR™ 3 智能拉曼光谱仪是高度自动化、按钮式操作、专用的宏量取样拉曼系统，将功能强大的拉曼技术带入常规的分析实验室中。DXR 智能拉曼光谱仪专为任务繁重的多功能分析实验室而设计，特别适用于希望从可靠的低维护要求仪器获得重复性和准确结果的用户。研究者和质控专家可充分利用拉曼光谱学为样品制备带来的便利。功能直接透过玻璃瓶、罐和透明或有色样品瓶测量样品。直接透过塑料袋测量样品。激光光斑可调为 5 × 5mm，为非均相材料提供有代表性的光谱采样。备有支持多孔板、片剂阵列、试管和样品瓶的自动测量附件。非常适合于大量样品的自动测量。能与变温池和电化学池联用。使用光纤探头可对样品仓无法容纳的大样品进行远程取样。功能齐全的软件工具包能自动分析数据并给出答案。高性能使用 CCD 的单次曝光即可获取 3500-50cm-1全谱，避免接谱产生的赝谱使用可调控动态点扫描 (VDPS)功能，测量区域可从 10μm 扩展至 5mm针对所有激发波长的自动荧光校正功能自动强度校正功能使不同仪器和不同激发波长的拉曼光谱具有可比性多点波长校准功能为全谱范围的波长提供精确的校准专利的三重光学光谱仪设计提供完美峰形并保证所有波长的高共焦专利的宇宙射线自动扣除功能和高质量激光波长滤光片确保获取无赝谱的光谱去偏振的激光激发可避免样品取向效应所带来的光谱偏差激光功率调节器能对激光功率实时监控，确保在激光器的使用寿命期间，甚至在更换激光器后激光能量的重复性针对每个激发波长优化光栅，避免多个激发波长共用一块光栅所带来的性能牺牲。专利的自动准直功能确保仪器性能的日日如新。专利的智能背景自动扣除功能消除了CCD 暗电流对光谱图的影响软件和数据库可提供大容量的光谱数据库（16,000 个化合物）针对拉曼数据优化的数据库搜索算法功能强大的混合物光谱分离软件Specta能够对同一个样品内的多种组分进行快速鉴定功能强大的宏程序制作工具可一键快速执行重复性操作Omnic 阵列功能可对样品板（例如多孔板和片剂阵列板）实施自动化数据采集。连接到光谱的稽核跟踪会自动记录所有采集参数和处理操作使用方便专利的自动曝光技术能自动优化曝光时间和曝光次数。自动聚焦附件可实现不同样品之间的轻松切换。仪器上的 GO（执行）按钮可提供一键式操作。所有数据收集、处理和生成报告步骤都可存储，因此用户置入样品后，只需一个按钮就可以自动生成报告，无需在计算机上进行操作。准直和校准过程均为软件自动化操作。用户只需将校准工具盒安装在仪器上，软件即会执行其他步骤。用户不需要作出任何设置就能自动完成准直/校准过程。仪器会自动识别智能附件和组件，当更改组件时，仪器参数和光路也会自动优化。可靠性和维护仪器的维护只需要常规的自动准直操作，并且该操作完全通过软件控制。校准步骤为自动，一切将由软件完成。自动记录每个激光器的使用时间。模块化模块化的设计方便于灵活采购。只需购买可满足当前需要的模块，日后还可选择其他模块，无需致电维修服务或增加安装费用。激光器采用 SmartLock 技术，用户对它自行更换后可获得具有重复性的结果。只需插入激光器并运行常规的自动准直和校准操作即可。激光器、光栅、滤光片和各种附件可在不同仪器之间轻松共享。仪器能自动识别每个组件的序列号并为每个智能组件存储准直和校准参数。每当安装这些组件时，之前被储存的参数就会自动被调用。激光安全性光谱仪都为一级激光安全认证。（注：可选的光纤附件和一些其他可选的附件为 3B级激光装置，需要激光防范措施和激光安全护目镜。）验证备有DQ/IQ/OQ/PQ 验证包，包括各种验证文档和自动化软件协议Omnic D/S 软件符合 CFR 21 Part 11 规范推荐用途：司法鉴定——违禁药物鉴定。大量样品的自动化测量，可作为法庭上红外鉴定结果的补充制药行业——区分多晶和非晶态盐类、表征片剂宝石学——彩色宝石的快速鉴定，区别天然和合成钻石纳米技术——大批量纳米管的表征、纳米管的质量控制学术研究 — 在材料科学、生物学研究和许多应用的研究领域特别有用 创新点：1.Thermo Scientific™ DXR™ 3 智能拉曼光谱仪较上代产品更加自动化，采用按钮式操作、专用的宏量取样拉曼系统，将功能强大的拉曼技术带入常规的分析实验室中。2.DXR 智能拉曼光谱仪专为任务繁重的多功能分析实验室而设计，特别适用于希望从可靠的低维护要求仪器获得重复性和准确结果的用户。研究者和质控专家可充分利用拉曼光谱学为样品制备带来的便利。赛默飞DXR™ 3 智能拉曼光谱仪

进入21世纪，人口的爆炸性增长加速了能源的消耗，进而引发了不必要的能源危机，甚至出现了严重的极端天气。其中，基于空调的空间制冷和供暖等是能源消耗的重要组成部分之一，每年约占全球能源消耗的12%。在发达国家，建筑系统能耗的占比甚至提高到40%以上。尽管已经采用了传统的隔热材料和相关的加热-冷却设备，但是目前迫切需要的是开发具有非能耗或者低能耗的新型热调节材料和技术。 　　其中，辐射调节被认为是一种直接、高效、有前途的方式，通过吸收输入的阳光调节内部环境温度，进而实现节能。辐射调节在很大程度上取决于物理/化学改性和合成的材料、合理的结构设计和有效的功能配合。然而，生物相容性和多功能性对材料要求非常高。同时，复杂的制备工艺和多层结构设计也限制了辐射调控材料的发展及其应用。为此，合理设计和制造热调节材料至关重要，它可以通过可调节的物理或化学结构显著提高冷却或加热性能。 　　之前的工作中，已经通过反向聚合在织物表面设计了由聚吡咯和全氟十二烷基三乙氧基硅烷组成的超疏水仿生类黑素体分级纳米球织物，实现了人体热管理温度调节和光热蒸发应用(Nano Lett. 2022, 22, 9343-9350)。但是在材料稳定性和季节适应性温度调节方面仍有不足。基于此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队陈涛研究员、肖鹏副研究员通过免冻干的方法，设计了由光热MXene-CNF层和CNF层组成的Janus结构气凝胶(JMNA)，该气凝胶能够实现可切换的热调节，将被动辐射冷却和加热集成到一个材料系统中，以适应多变的环境。 　　基于良好的机械性能，Janus气凝胶可用作季节适应性辐射热调节的智能屋顶。当CNF层暴露于外部环境时，外层高反射率和内层低红外发射率的结合使得夏季能够有效地进行被动辐射冷却。为了应对寒冷的冬季，MXene-CNF层可被用作外层，有效将阳光转化为可观的热能。产生的热量可以通过CNF层高红外发射率进一步传递到内部环境，从而产生显著的被动辐射加热。Janus结构气凝胶简单的制造方法和合理设计为开发可扩展的气候适应性热调节材料提供了一条替代途径。 　　该工作以“Engineering Structural Janus MXene-nanofibrils Aerogels for Season-Adaptive Radiative Thermal Regulation”为题发表在Small,2023,2302509(DOI：10.1002/smll.202302509)。本研究得到了国家自然科学基金项目(52073295)、中国科学院青年创新促进会(No.2023133)、宁波市科技局项目(2021Z127)、国家自然科学基金委中德交流项目(M-0424)、宁波市公益性科技计划项目(2021S150)及中科院王宽诚国际交叉团队(GJTD-2019-13)等项目的资助。