合成过程

【科学背景】共价有机框架（COFs）是一类功能性材料，能够在能量转换和存储方面发挥作用。然而，尽管近20年的研究，对于它们的合成条件却缺乏统一的预测规则。这部分是由于对于形成的早期阶段的成核和生长的认识仍然不完整。为了解决这一挑战，科学家们需要一种能够在操作中进行研究的技术，以全面理解COF形成的动态过程。鉴于此，德国慕尼黑大学的Richard Martel & Emiliano Cortés等研究者在“Nature”期刊上发表了题为“Early stages of covalent organic framework formation imaged in operando”的最新论文。科学家们使用了干涉散射显微镜（iSCAT）技术，首次揭示了在COF合成过程中液液相分离的现象，这表明了溶剂在形成过程中的关键作用。利用这些发现，他们成功地开发了一种新的COF合成方案，在室温下进行反应，实现了对合成条件的有效设计。这项研究的结果揭示了溶剂在COF合成中的重要性，并为有理材料合成提供了新的视角和方法。【科学亮点】(1) 本研究首次利用干涉散射显微镜（iSCAT）技术进行了COF聚合和框架形成的操作内研究。这一技术在高速度（微秒/毫秒级）下结合了亚5纳米的灵敏度和高空间分辨率，使得能够观察到反应混合物中的所有物质，包括晶态、非晶态、液体/固体相。(2) 实验结果显示，COF的形成过程中存在液液相分离，表明常规COF合成中存在结构化溶剂，呈现为无表面活性剂的（微）乳液。此外，发现溶剂的作用不仅仅是溶解性，还通过将反应物和催化剂分隔开来起到了动力学调节剂的作用，从而影响COF的形成过程。（3）基于这些发现，作者成功开发了一种室温下合成COF的新协议，摆脱了之前合成中需要提高温度的限制。这项工作将框架合成与液相图连接起来，为合理设计反应环境提供了新的方法。【科学图文】图1：iSCAT是全面了解COF形成机制的有效工具。图2. 实时iSCAT图像在空间和时间上显示COF的形成，在添加催化剂后的毫秒内显示液-液相分离过程。图3. 常规碳纳米管合成中的溶剂结构。图 4：合理设计了COFs的室温合成方案。【科学结论】这项研究为理解和优化复杂湿化学过程（如COF合成）提供了新的科学启示。通过使用iSCAT显微镜直接成像，作者得以深入解析COF合成的多阶段过程，揭示了液液相分离等关键现象。同时，作者提出的IAC合成方案展现了在温和条件下合成框架材料的可靠途径，这为设计更高性能的COF材料提供了新的思路。此外，作者提出的通过液相图定制反应环境的策略不仅可以用于COF合成，还可以推广到其他材料的合成领域，为实现有理材料合成提供了可行性方案。这一研究还强调了利用光散射技术可视化反应过程的重要性，这为更深入地理解化学反应机制提供了新的方法。综上所述，本研究不仅为COF合成提供了新的合成策略和理解机制，还为湿化学过程的探索提供了新的科学思路和方法。原文详情：Gruber, C.G., Frey, L., Guntermann, R. et al. Early stages of covalent organic framework formation imaged in operando. Nature (2024).https://doi.org/10.1038/s41586-024-07483-0

“如果把海南岛上所有的天然橡胶都收割来用于做鞋，全中国每人一只都不够，没有合成橡胶技术，我们连鞋都不够穿。”人类今天的衣食住行能够得到满足，合成化学功不可没。　　合成生物学中更多地是在使用已有的或改造过的基因模块通过工程学手段拼装、搭建一个自然界中本没有的生命体系。　　合成化学功不可没　　合成化学，这一概念大家也许并不陌生。早在1902年，第二届诺贝尔化学奖颁发给合成化学大师、生物化学之父——Emil Fischer 1905年诺贝尔化学奖则颁发给Fischer的导师、化学染料合成大师——Adolf von Baeyer，这两位合成先驱的高超合成技法至今看来仍然精彩至极。　　此后又有多位合成化学家陆续斩获诺贝尔化学奖。可以说在百年诺奖历史上，合成化学家的名字举不胜举，合成化学在人类发展过程中的重要地位也可见一斑。　　所谓合成化学，就是使用简单、易得、廉价的化学原料通过一系列的化学反应最终得到目标产物。合成化学并不狭义地仅限于有机合成化学，无机合成化学、纳米化学都是典型的合成化学，因成功制备单质F2而获得诺贝尔化学奖的药剂师Moissan以及因为发明合成氨方法而获得诺贝尔奖的Fritz Haber也是著名的合成化学家。　　我的一位化学启蒙老师曾说：“如果把海南岛上所有的天然橡胶都收割来用于做鞋，全中国每人一只都不够，没有合成橡胶技术，我们连鞋都不够穿。”人类今天的衣食住行能够得到满足，合成化学功不可没。　　合成化学的局限　　然而，随着工业化的发展，越来越多的问题也开始浮出水面。上个世纪，《寂静的春天》一书犀利地指出了人类化学工业发展给自然带来的巨大问题，其中充满讽刺意味的是引起严重污染的DDT分子。其作用发现者和推广者Paul Hermann Müller却在1948年获得诺贝尔生理学或医学奖。DDT此后一度被禁止使用并且引发了科学家们对于合成化学危害性的进一步讨论。　　但是故事远没有结束，由于暂时还未能找到一种更经济有效、对环境危害又小且能代替DDT的杀虫剂，世界卫生组织于2002年宣布，将重新启用DDT用于控制蚊子的繁殖以预防疟疾、登革热、黄热病等在世界范围的卷土重来。　　随着地球上石油储备的日渐减少，合成化学面临着新的挑战，目前以石油工业为基础的化学合成工业未来将何去何从引人深思。悲观者认为，随着石油的耗尽，人类将逐渐倒退回石器时代 乐观者认为，聪明的合成化学家一定能开发出新的廉价原料以替代石油化工原料。　　斯坦福大学化学系主任、著名化学家B.M.Trost提出了他的解决方法：化学反应的“原子经济性”(Atom economy)，即在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多地转化到最终产物中。　　如果原料能百分之百地转化为产物，那是令人满意的，因为这样可以尽可能减少副产物对于环境的污染和对于资源的浪费。但是这仅仅是一个退守的方案，而并不是一个最终的解决办法。现有的常见原料迟早都会耗尽、大量低沸点有机溶剂的使用始终难以避免、重金属催化的反应越来越多……如果没有革命性的新理念，恐怕多年后合成化学将面临更大的危机。　　“年轻”的合成生物学　　近年来，“合成生物学”的概念开始进入我们的视野。　　ACS(美国化学学会)在2012年推出关于合成生物学的杂志ACS Synthetic Biology 我国天津大学、中科院植生所、武汉大学药学院、中科院生物物理所纷纷成立合成生物学及相关平台 清华大学生命科学院教授陈国强、戴俊彪都无私提供自己的科研实验室支持本科生进行合成生物学研究探索。　　那么，何谓“合成生物学”呢?　　2000年E. Kool将之定义为基于系统生物学的遗传工程，从基因片段、人工碱基DNA、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程的生物技术新领域。　　很多人狭义地认为合成生物学就是“全合成生命”，即利用化学合成的方法从头合成一个具有生命活力的细胞或病毒。而实际上，合成生物学中更多地是在使用已有的或改造过的基因模块通过工程学手段拼装、搭建一个自然界中本没有的生命体系。　　助解多种难题　　那么，合成生物学有望解决哪些问题呢?　　首先是能源问题。　　石油、煤、天然气都来自于古代植物对于太阳能的积累，是将太阳能转化为化学能储存的反应过程。严格地说这些都应该是可再生资源，但是亿万年的形成周期实在让人类无法等待，因此这些资源成为了“非再生资源”。　　那么是否能够加速这一过程?是否可以通过合成生物学构建新的生命反应体系快速有效地固定太阳能并转化成更够为人类利用的化学形式?　　某些经过合成生物学方法改造过的光合藻类富含大量的脂质，被人们称为“生物柴油”，目前已经有一些使用“生物柴油”的热机问世。但是此项研究问题不少，远远不足以解决日益严峻的能源危机问题，这需要更多代的科学家不懈努力。　　其次是化工原料问题。　　我们的祖先早已开发出了酿酒、酿醋等微生物发酵技术，除了食用，乙醇和乙酸都是重要的工业原料。除此之外，微生物还能通过糖酵解等过程为我们提供丁醇、乳酸、甲烷等工业原料。通过其他方法，还可以从中获取甘油、丙酮酸、氨基酸等具有潜在工业价值的原料。　　或许很多年后，工业上不再使用乙烯生产量来衡量化工生产能力，而开始利用全新的模块、原料来构建新的工业大厦，这些原料不再来源于石油，而是从发酵罐中源源不断取来。　　第三，则是医药健康问题。　　真菌、放线菌、植物能够产生结构新颖、生物活性多样的次级代谢产物，大部分临床抗生素来源于这些次级代谢产物。其中很多药物分子由于天然含量低、提取困难等因素，目前还是通过全合成或半合成为主要方式得到，因此价格昂贵。　　通过合成生物学手段，将产生这些代谢产物的基因簇进行异缘表达并利用发酵工程进行大规模制备，将可能是一个解决药品供应和价格昂贵问题的方法。但是这一过程并不容易实现，需要涉及到很多代谢途径改造、密码子优化、瓶颈效应避免等问题。绝不是说只要发现的天然产物就可以立刻大规模发酵得到，每一个化合物的工业化生产都是一个巨大的挑战。　　此外，合成生物学还有助于解决环境问题。　　“白色污染”成为上个世纪人类最为头疼的环境问题之一，可降解塑料的研究也成了科学界的热点问题。“生物塑料”是一个比较新的概念，目前发现60个属以上的细菌能够合成并贮藏聚β-羟基丁酸(PHB)的颗粒。PHB无毒、可塑、易降解，可用于制作医用塑料器皿和外科手术线等。　　通过合成生物学手段有望得到更高产、更多样性的生物塑料生产菌株。取之于自然、用之于自然，人与其他生物和谐相处，这将是解决环境问题的必由之路。　　(作者单位系中科院上海有机化学研究所)

近日（1月26日），中国国家药监局（NMPA）官网公示，诺和诺德（Novo Nordisk）司美格鲁肽片的新药上市申请已获得批准，用于成人2型糖尿病治疗。司美格鲁肽片是一款口服GLP-1受体激动剂药物（GLP-1RA），它的出现打破了2型糖尿病患者每天或每周需要接受GLP-1RA注射的格局，为他们控制血糖提供了侵入性更小的便捷治疗选择。 图片来源：中国国家药监局官网多肽药物的发展现状与合成什么是多肽药物？多肽药物作为一种特殊的蛋白质，由多个氨基酸通过肽键连接而成，通常由10~100个氨基酸组成，具有独特的空间结构。相对于小分子和蛋白质药物，多肽药物具有更强的生物活性和特异性，广泛应用于抗肿瘤、内分泌和代谢领域。多肽药物备受医药行业关注全球已有80多种多肽药物上市。GLP-1目前在医药行业可谓备受瞩目，犹如当下备受欢迎的“炸子鸡”。一方面，GLP-1受体激动剂已经取得了显著的市场认可，甚至在2023年超越了胰岛素，成为全球范围内广泛应用于2型糖尿病治疗的主流药物；另一方面，GLP-1受体激动剂在减肥市场上展现出巨大的潜力，使其成为全球范围内备受瞩目的焦点。多肽药物的合成方法尽管技术进步推动了多肽药物的发展，但人工合成的复杂性逐年增加。多肽合成主要采用生物合成法和化学合成法。● 生物合成法包括天然提取法、酶解法、发酵法和基因重组法。然而，工艺开发大多周期长，粗产品收率低；● 肽还可以通过不同的化学途径合成，液相和固相均可，可以批量生产也可以流动合成。流动合成相对于批量方法的优势在于在线光谱监测、高效混合以及对物理参数的精确控制，从而限制副反应的发生。 资料来源：Chemical Reviews，平安证券研究所Vapourtec固相肽合成方案自2017年以来，Vapourtec一直致力于开发受控可变床流动反应器（VBFR），可容纳树脂生长，减少机械损伤，提高偶联和去保护效率。该反应器实时生成内联数据，支持即时调整合成过程，如通过双重偶联提升肽质量和产量。实时监测密度并自动调整填充床，0.5ul分辨率监测体积变化。目前，VBFR反应器在肽和寡糖合成研究中已取得成功！ Vapourtec R系列流动合成仪搭配VBFR[1]本文展示了Vapourtec R系列流动合成仪的能力，该系统配备了一种新型流动反应器——可变床流动反应器，用于进行连续流动的固相肽合成。通过选择治疗糖尿病的30氨基酸的类胰高血糖素样肽（GLP-1）作为研究对象，我们通过优化树脂活性位点与泵送的试剂之间的接触表面，保持固体介质的持续填充，实现了更高效的合成。可变床流动反应器的应用不仅减少了溶剂用量，还确保了更高的合成效率。整体方案下，GLP-1 30氨基酸的粗品纯度在不到5小时内达到了82%。方案详情与结论GLP-1是一种30个氨基酸的激素，对糖尿病治疗具有重要意义。在合成中，ChemMatrix树脂被广泛用于保持肽溶解，有助于试剂扩散。该树脂适用于复杂肽合成，因仅由聚乙二醇（PEG）链组成。其相对两亲性使其在化学和机械上稳定，提供比聚苯乙烯树脂更好的性能。SPPS协议已适应两种树脂，确保合成挑战性肽（如GLP-1）具有高粗品纯度和产量。 用于GLP-1的R-Series示意图主要的R2C+泵用于自动加载样品环的自动进样器，传递偶联试剂。次要的R2C+泵传递去保护溶液。VBFR在R4加热模块中设置。双核反应器将去保护和偶联反应器放在一个反应器芯片中。氨基酸在1.6ml反应器体积中活化，哌嗪在0.8ml反应器体积中预热。两个输出连接到VBFR反应器底部。使用SF-10泵作为主动BPR，系统压力保持不变。聚四氟乙烯过滤器确保树脂在VBFR中保持。Vapourtec的扩散板确保试剂均匀流过过滤器。Vapourtec 采用CF-SPPS反应协议，适用于0.08-0.11 mmol规模。VBFR-SPPS使用Dual-CoreTM PFA管反应器和VBFR反应器，装载200 mg树脂。通过流动DMF，使树脂膨胀到1.4ml/min，加热至80℃。系统压力为2.5bar。CF-SPPS方案A和B包括去保护和偶联步骤，采用不同参数。最后，通过DMF、DCM、MeOH洗涤，TFA裂解，分离肽，使用HPLC和质谱分析。典型循环中，VBFR体积在去保护和偶联过程中相应调整。结论流动化学在手工操作、反应速率和转化率方面相对于传统的批量SPPS（固相合成）路径具有多重优势。使用流动化学，GLP-1已经成功在不到5小时的时间内合成，只需少于1升的DMF（二甲基甲酰胺），通过HOBt和DIC激活。最终产物的原始纯度超过82%，产率为71%。总结在整个合成过程中，控制树脂的填充密度至关重要。可见，VBFR在合成困难序列时非常有优势，获得的宝贵数据将为工艺科学家提供指导，对于合成工艺的改进和优化提供了有益的数据。VBFR反应器特点玻璃、聚四氟乙烯（PTFE）、氟聚合物（PFA）和卡尔莱兹（Kalrez）材质与强酸碱有抗腐蚀性；全自动体积变化；可加热和冷却，温度范围：-20℃～150℃；工作体积范围从0.3ml到20ml；有三种规格可选：6.6mm、10mm和15mm孔径的反应器；体积变化测量分辨率为0.5微升（6.6mm孔径反应器）；最大工作压力为20bar（6.6mm孔径反应器）；VBFR可以与Vapourtec的R-Series软件接口，体积变化可被记录和图表化。Vapourtec VBFR应用领域 在连续流中使用异质试剂（例如有机金属试剂的形成）；在易于膨胀的支持体上使用固定的异质催化剂（例如聚苯乙烯树脂）；固相合成；捕获和释放的纯化；肽合成（本文中已展示）；寡核苷酸合成；糖基组装。如果你对上述产品或方案感兴趣，欢迎随时联系德祥科技，可拨打热线400-006-9696或点击在线咨询。[1]SLETTEN E T, NUNO M, GUTHRIE D, et al. Real-time monitoring of solid-phase peptide synthesis using a variable bed flow reactor [J]. Chemical Communications, 2019, 55(97): 14598-601.Vapourtec英国Vapourtec是德祥集团资深合作伙伴之一。Vapourtec成立于 2003年，已有20年生产经验。Vapourtec 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。目前已经Vapourtec流动合成仪证明有效的反应包括：硝化、氧化、还原、偶合、重排、酰胺化、溴化、加氢等。广泛适用于医药，农药，染料，香料，有机光电材料，有机磁性材料，纳米材料，表面活性剂等精细化工中间体和其它特种助剂。德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年，总部位于中国香港特别行政区，分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点，5个维修中心和2个样机实验室。30多年来，德祥一直深耕于科学仪器行业，主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备，致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作，服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！

CEM公司开发的Liberty研究级全自动微波多肽合成系统，自投放市场以来，得到了全球从事多肽合成研究专家们的一致推崇与信任。目前Liberty多肽合成仪在世界各国的用户已达到二百多家。不论从产品的技术创新，还是从产品的销售增长，或者从产品涉及的应用领域，Liberty已被公认为全球第一水平的多肽合成设备。获得这一殊荣，Liberty当之无愧！ Liberty研究级微波多肽合成仪是CEM公司2004年R&D100大奖产品Odyssey的升级产品，它最先被全美最大的实验室Brookhaven，MIT实验室作为SARS研究的重要工具。之后，Liberty用户群开始遍及世界著名的科学研究机构和多肽药物研发企业。目前，Liberty在国内顶级的科研机构，如军事医学科学院、中国药科大学、协和医科大学医学科学研究院、中国检验检疫科学研究院、中国石油大学生物工程中心、中国科学院、中国农业科学院等成功安装，并且使用效果令人鼓舞。 Liberty多肽合成仪突破了一直以来困扰传统固相合成方法以及常规多肽合成仪的技术瓶颈，那就是反应过程中多肽链聚合现象。Liberty采用的是创新的环形聚焦电磁场技术，多肽链在这种环形聚焦电磁场的作用下可以充分的伸展开，从而可以非常高效的进行多肽合成流程中的一系列反应，如脱保护、耦合以及切割反应。使多肽合成时间由过去以小时为单位计算的历史改写为以分钟为单位计算，同时，实现了以往难以想象的长肽以及困难多肽的合成。 Liberty多肽合成仪对反应过程中的每个步骤都完全可控。配套的光纤温度探头对样品温度进行实时的原位监控，使多肽合成反应能够在最佳的环形电磁场的作用下进行。同时，Liberty多肽合成仪能够以极快的时间进行高效的氨基酸耦合反应，因此产物的外消旋也基本消失，多肽产物的活性得到了保证。 CEM公司致力于为国内多肽合成基础研究和多肽药物的开发进度贡献我们的力量！需要详细了解Liberty多肽合成仪的使用效果，请与我们联系。 有关详情请浏览培安公司的网站www.pynnco.com，电子邮件：sales@pynnco.com，电话：010-65528800。 美国CEM多肽合成仪(全自动微波多肽合成仪)

化学合成是一个重要的工艺，在制药、材料、石油化工等诸多领域都需要用到。以制药领域为例，在药物研发阶段，合成药物分子是整个 DMTA（设计-合成-测试-分析）周期中的一个核心环节。据相关报道表明，在过去的十几年间，新药分子的结构变得日益复杂，这一趋势无疑给药物的研发工作带来了前所未有的挑战。复杂药物分子的合成过程往往依赖于经验丰富的有机化学家，他们通过深入的文献研究和大量的实验条件筛选，才能够实现这一合成目标。由此产生的大量人力资源和时间成本，不仅严重拖延了新药的开发进度，而且还导致了患者难以承受的高昂药价。近年来，自动、智能、精准的化学合成愈发成为趋势，旨在突破现有化学合成方式的局限性，使化学合成变得 “反应条件简单、反应快、产率高、后处理简单、操作标准化”，为化学家提供一个高效简便的工作环境。以药物筛选为例，化合物库的构建是药物筛选的重要基础，获取先导化合物 6 种主要途径中，化合物库筛选占比高达 80%。目前各大国际制药企业都有自己大型的高质量化合物库，可谓是制药公司 “保护最为严密的资产”，化合物库的构建涉及大量重复的人工操作，后处理费时费力、数据易出错等问题都需要“高通量、自动化”的化学合成方式解决。为满足客户多元化学合成的应用场景，晶泰科技推出全自动高通量合成筛选工作站 XmartChem&trade 智能合成工作站。该自动化合成工站专门为化学人员研发，人机协作，操作标准化，提高合成效率；同时，应用科学家与自动化技术人员组成研发团队，突破了自动固体投料、自动分离纯化技术壁垒，开发的智能手套箱工作站，适用于无水无氧操作体系的合成反应，真正实现化学合成实验流程全自动高通量运行，系统稳定高效，已落地客户场景。晶泰科技XmartChem&trade 智能合成工作站XmartChem&trade 智能合成工作站打通合成实验中投料、反应、产物稀释、过滤和液质分析全过程，软件系统直观易用，可根据研究需求配置不同反应体积、温度条件、混合方式、惰性气氛条件，突破高通量合成筛选的瓶颈，降低操作门槛，提高合成效率。● 应用场景● 产品特点提高合成效率，增加研究产出&bull 人机协作：系统高效稳定，7×24 小时不间断安全运行；&bull 降低操作门槛：减少水氧敏感化学合成反应操作难度；实验过程操作标准化，减少人为出错率；&bull 提升安全性：减少了合成工作人员暴露于有害化学物质和潜在危险反应的风险；根据客户需求搭建专属合成平台&bull 灵活模块：固/液投料、反应、稀释、过滤、SPE 固相萃取、分析及纯化；&bull 固体投料：覆盖大粒径（1.2mm）、流动性差、蓬松、静电等复杂性质粉末投料，投料范围 1mg~20g，称量分辨率 0.1mg；&bull 惰性气氛条件：智能手套箱工作站，适用于无水无氧操作体系的合成反应，实现投料反应及监测需求；&bull 开放集成：支持多种第三方设备如 LC-MS、离心机等集成到工作站；&bull 柔性拓展：根据不同应用场景，兼容不同反应容器，六轴/四轴机器人系统支持集成多种自动化模块。专门为化学人员研发的软件系统 ，直观易用&bull 可视化软件系统：触屏式操作界面，轻松访问资源、方法、任务及数据等功能信息；资源配置界面与设备内部布局完全一致，操作方式直观，充分降低学习成本，易于使用；&bull 简化工作流程：可直接创建或调用模板实验设计流程方法，如酰胺合成、还原胺化、金属催化偶联、环化反应等常用实验，轻松设定参数，节约时间；支持批量实验参数导入，简化操作；&bull 用户权限设定：划分用户权限，维护实验方法、数据安全；&bull 完整数据记录：实时自动采集反应条件、实验控制以及数据，确保完整实验流程可追溯；&bull 数字化平台：支持接入 LIMS 系统，并兼容晶泰数字化软件（ELN、数字孪生仿真系统等）。完善的本地技术支持体系&bull 多元化团队：化学家与自动化结合的研发团队，深入理解应用场景，产品更符合您的需求；&bull 高效支持和服务：产品从安装、培训、维护、维修到升级，提供全生命周期支持；&bull 售后无忧：专业完善的服务团队，当日响应。扫码留言获取产品彩页晶泰科技自动化赋能的化学合成平台AI 和自动化已经大踏步迈进合成化学的领域，并逐渐实现产业化。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、自动化结晶等场景中应用。晶泰科技的自动化化学合成平台，采用人机协作的工作模式，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，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、完整性和可追溯性，确保规范性。帮助客户最大程度地实现提质增效，自动化合成在高通量反应或平行反应中，有明显的优势。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日，中国科学院过程工程研究所采用原位扫描电镜技术观察银颗粒结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构生长过程的调控规律，建立了材料表界面介科学研究的方法，为材料结构定向合成提供了理论指导，相关研究工作发表在Research。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "(DOI:10.34133/2020/4370817)/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "材料结构具有多样性和复杂性，针对特定功能的材料结构定向合成和规模化制备是一个挑战性问题。受反应和传递过程影响，在材料生长界面前端存在着动态微环境（界面浓度场或温度场等），动态微环境与材料生长界面的实时影响和交互调控是传统结晶理论预测的盲区。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "过程工程所研究员韩永生团队长期开展材料表界面介科学研究，提出了表界面浓度场是材料结构生长过程的关键控制机制，通过反应速率和传质速率调控界面浓度场，合成了不同形貌的纳米颗粒，验证了界面浓度场对材料结构的调控作用，发展了基于反应-传质调控的材料结构定向合成方法。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在此基础上，研究团队采用原位电镜研究了动态浓度场对材料结构的实时调控作用。在扫描电镜中引入原位液体池，当电子束扫描样品时激发水分子产生还原性物质（水合电子）和氧化性物质（羟基自由基）等，采用有限元模拟方法，量化还原态水合电子和氧化态羟基自由基的浓度，并将浓度场的实时变化与材料结构生长过程进行关联，发现反应物质浓度的时空动态变化导致银颗粒的可逆变化，验证了动态浓度场对材料结构生长过程的调控作用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据研究人员介绍，材料的生长表面及其周围的动态浓度场共同构成了材料表界面的介尺度结构，这种介尺度结构不但存在于材料生长过程，也存在于多相反应过程中，对反应的选择性和效率具有重要影响。因此揭示材料表界面介尺度结构的控制机制和稳定性条件，是材料定向合成和反应定向调控的关键，有望成为材料科学研究的前沿。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "该研究得到国家自然科学基金委“多相反应过程中的介尺度机制及调控重大研究计划”培育项目和集成项目以及多相复杂系统国家重点实验室项目支持。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://spj.sciencemag.org/research/2020/4370817/" target="_self"strongspan style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "文章链接/span/strong/a/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ad4ea5f-09ac-4850-b62d-9b94dc360531.jpg" title="银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg" alt="银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong银颗粒的动态可逆结晶过程/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/740ed6e2-3437-4bc5-90a0-140ed5104c2a.jpg" title="采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg" alt="采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg"//pp style="text-align: center "strong采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用/strong/p

/// 行业：天然/化学制药，材料，高校，科研合成化学（chemical synthesis），又称化学合成，合成化学是有机化学、无机化学、药物化学、高分子化学、材料化学等学科的基础和核心。而无机合成和有机合成领域更是核心中的核心。有机合成部分主要包括有机合成与路线设计、现代有机合成方法、绿色合成化学、仿生合成、药物中间体合成等。无机合成部分主要包括高温合成、低温固相合成化学、水热与溶剂热合成、无机材料的高压合成与技术、 cvd 在无机合成与材料制备中的应用、微波与等离子体下的无机合成、配位化合物的合成化学、簇合物的合成化学、金属有机化合物的合成化学、多孔材料的合成化学、陶瓷材料的制备化学、无机膜的制备化学、合成晶体等。德国ika提供适用于合成实验的经典方案 —— 耐受不同的工作环境和时间要求，安全稳定，经济高效。亦可在样品浓缩等前处理流程中广泛应用。合成路线挑战 1：合成时间长，往往需要过夜操作，安全性是第一考虑因素。挑战 2：合成步骤繁琐，有时先低温合成，再高温合成，间或需要投料，万一错过，所有材料报废。挑战 3： 对于一些要求更高是实验过程，需要实时记录合成过程温升，物料转相过程，或需编程等。挑战 4：在很多合成步骤中，单一温度并不能完成所有的步骤，有时还需要进行高温合成，如接近200度或以上。挑战 5：洁净实验室要求，加热介质如硅油到处都是，不好清洁，另外硅油使用久后闪点下降，高温合成有安全隐患。ika专家推荐rct basic：全球热销的加热型磁力搅拌器，技术持续创新，优异的控温精度，忠实地体现实际温度并避免温冲。始终如一的高品质和智能诊断功能，为长时间的加热反应提供安全保障。安全温度可调（50-360℃），独立温度监控回路。防护等级 ip 42，成熟工艺下具有极佳防尘防水性能的铸铁镀锌外壳。ika plate（rct digital）：真正为化学家打造的坚固磁力搅拌器，先进的铝镍钴永磁技术，确保卓越的温度稳定性和磁力感应，耳目一新钢化玻璃，显示屏快速响应，具有卓越的耐化学性能，ika smarttemp-确保反应及化学家安全，更集成定时和计时功能，声响预警，特别适合投料过程，到达时间提示用户，并且不会中断反应过程。“锁机键”可有效避免参数设定被意外改动。全新一代磁力搅拌器，更提供终身质保服务，免除用户后顾之忧。ret control visc：全球首创安全型加热磁力搅拌器，内置称重功能。清晰的tft屏幕方便设定各种参数，如扭矩变化，监控物料转相过程。 集成温度控制系统结合外接温度探针，可精确控制样品温度。可选配双头pt1000温度探针，可同时监控样品和介质温度，精确控温±0.2℃。不锈钢盘面，最高加热温度可达340°c，可实现快速加热。 rs232及usb 接口可连接电脑进行参数控制及数据 拷贝，同时usb接口可用于固件更新。“锁机键”可有效避免参数设定被意外改动。c-mag系列产品：一体成型无缝陶瓷盘面，抗化学腐蚀性能极好，盘面温度高达500度，可轻松实现更高温度的控制。可选c-mag hs7基本性或控制型，以满足用户不同的控制需求。合成反应加热块：可选配金属加热块，适配4 – 2000 ml容器（试管、圆底烧瓶等不同规格），加热块材质为经阳极化处理铝合金；并通过工艺优化，导热性能优异；可在保证加热效率的基础上最大限度的兼容不同品牌的玻璃烧瓶制品，规避玻璃器皿炸裂风险；浓缩路线挑战 1：实验室预算有限，实验空间拥挤。挑战 2：如果浓缩过快或有沸腾现象，可能会使目标分析物损失。挑战 3：很多蒸馏需要终点判断，减压蒸馏至定量，实验人员得寸步不离的守在仪器旁边，以便及时中止蒸馏。耗时，耗力，且容易出现失误。挑战 4：实验室充满异味？化学溶剂逃逸危害操作者安全。ika专家推荐rv 8 旋转蒸发仪： 经济高效型rv 8旋转蒸发仪，半自动升降把手操作轻松、简单、快速。把手集成人体触摸感应器和锁定键，可轻松调节蒸发瓶的浸入角度和高度，让日常繁重的工作变得更加舒适和安全。蒸发管双重锁定装置，未锁定状态现红色标识，直观的提示，规避安全风险。标配退瓶旋钮，集成蒸发瓶固定夹具，可在实验结束后轻松退瓶。rv自动控制型旋转蒸发仪：内置真空控制器，标配n920全自动速度调节真空泵，可以达到更精确的真空度，其微调控制功能可以防止出现真空度过高或不足的状况，对比阀控式蒸馏更提高蒸馏效率，有效避免浓缩过快的现象。rv10 自动控制型旋蒸专利定量蒸馏技术：通过监测进出水温差，并根据内置溶剂数据库中的参数，即可进行换算和控制。在蒸馏至所需体积时，自动停止蒸馏。特别适合避免蒸干实验需求。vss1 二次冷凝装置：可连接在真空泵之前，再次冷凝回收蒸馏物，可预防化学溶剂通过真空泵排放到实验室中。vc10 通用真空控制器：可兼容不同品牌的真空泵，精确控制真空度，内置溶剂数据库，实现全自动蒸馏，可集成软件，远程控制，具备定时功能。rc2 冷水机：高效循环冷水机，制冷功率高达400w。适用于低至 -20 °c 的制冷应用。速度控制式 peek 泵可以连续调节泵压和流速，保证及时冷却蒸馏物。

一、背景介绍新冠疫情蔓延全球，急需寻找有效药物。除了瑞德西韦，氯喹与羟氯喹同时被WHO和美国总统点名加入海外抗疫候选药物单用或组合应用的多国多中心临床试验（Solidarity Clinical Trial）。美国选用氯喹/羟氯喹作为新冠治疗候选药物的原因在于这是一种上市多年的老药，因此安全性有保障。如果选用一种全新的（未上市）的药物，其安全性是未知的，也需要花费更多的时间去验证。抛开羟氯喹是否能成为治疗新冠病毒的特效药，世界卫生组织已将羟氯喹（HCQ）确定为基本医疗保健系统的必需抗疟药，但API的高制造成本阻碍了HCQ的全球普及。因此，开发具有成本效益的合成工艺来增加该药物的普及显得至关重要。如今，采用先进技术，开发低成本广谱药物和小批量孤独药是FDA一直致力推动的目标。微反应连续流技术的兴起不光给低成本药物的合成带来可能，还可以快速应对市场的需求。2018年，弗吉尼亚联邦大学化学系和化学与生命科学工程系研究小组，在Beilstein J. Org. Chem. 期刊上发表了抗疟药羟氯喹的高效连续合成报告。小编就带大家来解读，连续流技术如何来助力这场没有硝烟的病毒战！ 二、羟氯喹的逆合成分析从羟氯喹的逆合成分析中可以发现化合物(6)是关键中间体。在传统工艺中化合物(6)通常有以下两种合成路径（图2）。反应路径1a中，使用氯酮（3）进行保护-去保护反应是优化工艺的一个关键点。虽然改进路径1b去掉了此步骤，但它使用了一个复杂的过渡金属-催化剂系统 。考虑到这些问题，研究小组通过逆合成分析，发现可以通过α-乙酰基丁内酯（8）的脱羧开环一步生成（10），然后化合物（10）可以不经分离制备化合物（6）。 三、连续流合成研究研究小组首先开发并优化了一条快速连续合成化合物10的方法（表1）。该路线的收率显著高于之前报道的合成路线 。使用55％的氢碘酸，反应温度80°C，转化率可达98%，分离收率为89％。?四、Zaiput在线连续分离由于使用了过量的氢碘酸，在进行下一步反应之前，必须将过量的氢碘酸从反应流中除去。将含有粗品（10）的产物与甲基叔丁基醚（MTBE）和饱和NaHCO3在线混合，然后使用Zaiput连续流分离器进行在线分离。在有机相中，可以得到纯化后的化合物（10）。连续分离简化了后处理步骤，大大节省了人力和时间。Zaiput高效液液分离技术是由美国MIT孵化的一项新技术。以专利技术液液分离膜为基础，提供不互溶流体连续在线分离。分离器利用多孔膜与水相和有机相间润湿性的差异来分离油水两相，该设备设计有压力系统可以自动调节两相间的压力恒定，确保分离的稳定性，流线型的设计也提供了即插即用的快捷功能。 五、中间体(6)(11)的合成化合物（10）与化合物(7)反应可生成化合物（6），化合物（6）无需分离与羟胺反应，通过K2CO3的填充床生成肟（11）。从生成（11）的两步反应中可以看出，反应物的浓度对肟的形成有显著影响。使用1 M浓度的反应物，结果显示温度100°C，停留时间 20 min，转化率为85%，分离收率为78％。六、连续搅拌釜反应器（CSTR）工艺作者选择了连续搅拌釜反应器（CSTR）工艺进行化合物（11）的加氢还原合成化合物（12）。用HPLC泵输送至CSTR中，并通入氢气使其反应。作者优化了化合物（12）的各个步骤后，将各个步骤合为一个连续的反应过程。该过程将化合物（10）转化为化合物（6），再继续转化为化合物（12）（图4）。最终产物化合物（12）的收率达到68％。七、羟氯喹的连续釜式合成为了整个工艺流程的连续化，作者选择使用CSTR 研究最后一步羟氯喹的合成。作者考察了溶剂和碱对HCQ（1）收率的影响。实验总结：• 连续合成工艺大大缩短了反应时间• 减少了步骤并提高了单个反应的收率• 使用了更具成本效益的起始原料和试剂• 连续合成与连续分离技术的完美结合，促使了整个过程的连续化• 具有成本效益的合成工艺来增加该药物在未来的普及新工艺与目前传统的商业工艺相比，总收率提高了52％。连续方法采用连续流反应器、在线连续分离及连续搅拌釜反应器的组合，过程更加安全可靠。参考文献：Beilstein J. Org. Chem. 2018, 14, 583–592. doi:10.3762/bjoc.14.45康宁在中国独家代理：Zaiput 高效液液分离器以专利技术液液分离膜为基础，提供不互溶流体连续在线分离。分离器有一个混合流体入口和两个出口，分别为有机相出口和水相出口，分离器使用过程中不需要任何准备或校准。分离器利用多孔膜与水相和有机相间润湿性的差异来分离油水两相，该设备设计有压力系统可以自动调节两相间的压力恒定，确保分离的稳定性，流线型的设计也提供了即插即用的快捷功能。产品特性:• 分离液体不依赖密度差，可分离乳液• 在连续流动过程中，分离器可实现连续在线分离• 非常低的死体积，优异的化学耐受性，可在压力下运行• 可实现实验室规模放大至工业化生产规模• 高效分离降低萃取溶剂消耗• 非常适合活性或不稳定中间体的分离

“在药物合成领域，新的化学合成技术及先进设备的应用，改变了药物研究者设计和构建分子的思路。合成智能化是所有化学、药物研究者的终极梦想。路漫漫其修远兮，本文将介绍几个近阶段出现的新的合成工具以及理念，以期为大家带来新的思路。” 自动化合成平台2020年SRI International 公司 SRI Biosciences 部门的首席战略官 Nathan Collins 等人报道了一种全自动多步合成平台AutoSyn，在几小时内合成从毫克到克级几乎任何类似药物的小分子[1]。该系统由以下四部分组成：可选择的流动化学单元操作模块和试剂输送系统组成的固定配置合成平台在线分析监测、控制和数据采集设备集成软件控制系统，自动化端到端过程操作和监控合成路线测绘工具，标识多步流路径与控制参数，创建一个完整的电子合成工艺研究者应用该系统成功实现自动合成伊马替尼。合成过程分为4个步序：A.输入合成伊马替尼的标准反应路线；B.自动给出每一步的参数，从设备组成中选出合适的反应器以及各试剂的浓度和流速；C.图形界面展示出工艺流程图、设备以及相关的控制参数；D.给出NMR和LC-MS的分析结果 康宁一体化合成平台真正实现智能化药物合成还有很长的路要走。康宁专注于微反应技术的创新，同时与世界一流创新团队紧密合作，打造“微反应+微分离+在线检测”- 连续化学反应快速筛选平台。该工艺平台自动化程度高，反应结果瞬间可知。康宁反应器开放的系统可以与众多PAT设备以及分析软件链接。可对工艺条件进行快速筛选，在短时间内建立强大的化合物库。智能化软件智能化合成离不开基于大数据的人工智能机器学习与药物学、医学和计算化学领域的专业技术的结合与发展。智能化软件的开发与应用也在不断发展：2020年10月Science发布了国格拉斯哥大学Cronin 实验室开发的一个软件，可以将学术论文转化为可执行的程序，即实现了“文献进，产物出（Paper in, product out）”[2]2020年11月默克集团正式宣布将选用某人工智能药物开发软件整合到默克集团药物发现项目中，以实现快速高效的药物设计。[3] 人才储备人才是推动企业乃至整个行业高质量发展的关键。不断加强人才培养，补齐人才短板是推进药物研发与生产实现“智能合成”过程需要解决的重要问题。化学先进技术应用、智能制造装备升级、工业软件使用与维护、工业互联网与云平台技术的人才培养都是智能人才储备的重点 康宁助力智能化合成人才培养连续流技术已经成为智能合成的必备技术手段之一。随着该技术的发展人才短缺的现象也日渐凸显，康宁反应器技术致力于与世界众多院校深入且广泛的合作，开发专门的连续流教学设备康宁星云NebulaTM化学和化工教学平台，并和高校教授一起开发连续流教学课程并取得了显著的效果。综上合成智能化的脚步越来越近，不管是自动化合成平台的建设、软件的开发与应用还是人才的培养和储备都在日新月异地发展着。 康宁反应器技术愿与广大用户和朋友一起迎接合成智能化的到来！ Reference:[1] Nathan Collins, David Stout, Jin-Ping Lim, Jeremiah P. Malerich, Jason White, Peter BawdenMadrid, Mario Latendresse, David Krieger, Judy Szeto, Vi-Anh Vu, Kristina Rucker, Michael Deleo, Yonael Gorfu, Markus Krummenacker, Leslie Hokama, Peter Karp, and Sahana Mallya Org. Process Res. Dev., J. Fully Automated Chemical Synthesis: Toward the Universal SynthesizerDOI: 10.1021/acs.oprd.0c00143 • Publication Date (Web): 23 Jun 2020[2] Mehr, S., Craven, M., Leonov, A., Keenan, G. and Cronin, L., 2020. A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature. Science. https://doi.org/10.1126/science.abc2986[3] 微信公众号36氪 20-11-17

你知道吗？图片来源网络2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家。北京时间10月6日下午5时许，2021年诺贝尔奖的最 后一个科学类奖项揭晓——来自马克斯普朗克研究所的德国科学家本杰明李斯特（Benjamin List）教授与普林斯顿大学的美国科学家大卫麦克米伦（David MacMillan）教授因在“不对称有机催化”上的突破性贡献，被授予2021年诺贝尔化学奖。在化学领域，分子合成不是一件容易的事。化学家可以将小的化学构件连接在一起，以此创造新分子。但若要控制看不见的化合底物，并令它们以所需的方式结合是非常困难的。诺奖委员会指出，这两名科学家的贡献，为合成分子提供了一种巧妙的工具。这一工具不仅可以被用来研发新药，还能让化学更环保。利用这些反应，研究人员现在可以更有效地构建很多东西，从新药物到可以在太阳能电池中捕获光的分子。可以说，通过这种方式，有机催化剂正在为人类带来利益。图为化学合成教学图体现有机催化如何让化学合成更高效的一个例子，就是合成天然存在且极其复杂的士的宁分子。许多人从“谋杀小说女王“阿加莎克里斯蒂（Agatha Christie）的书中知道了士的宁。然而，对于化学家来说，士的宁就像一个魔方：一个你想用尽可能少的步骤解决的挑战。1952年士的宁被首次合成时，需要29次不同的化学反应，只有0.0009%的初始材料彩才可合成士的宁。来到2011年，研究人员使用有机催化和级联反应，仅用12步就合成了士的宁，效率提高了7000倍！微波合成：更快！更有效！更安全！传统的回流设备受限于溶剂的沸点，这导致了化学研究是一个非常耗时的工作。提高反应速率最简单的方法就是提升反应温度，因此就要借助密闭反应管。同时将玻璃反应管代替不锈钢反应管，并结合微波这一现代的加热方法，这便是微波反应器的基本设计理念。专用微波合成仪通常是一种紧凑的台式设备，它一般使用由玻璃或者其它惰性材料制成的耐压管。这种管子可以使内部的反应液在高密度的微波辐射下迅速的升到高达 300℃的温度。大多数微波合成都高度自动化且拥有人性化的操作界面。是时候请出安东帕微波合成Monowave系列出场啦！安东帕微波设备为客户提供一个多样化的合成家族，每个家族成员在日常化学研究中都有这一个独特的优势：单模反应器：Monowave 系列• 手动或自动的连续方法开发和优化；• 从毫克到克级的合成；• 通过使用插入式和IR测温的精确方法开发。图为安东帕微波合成家族如何设计并开始一个微波合成实验？将密封好的反应管放入微波腔体后，就可以设置需要的反应条件了。之后，就可以通过点击“Start”来开始程序了。此外在实验过程中，也可以随时的通过“Edit Experiment”或者直接的点击显示在主屏幕上的参数来对实验过程进行实时的更改。图为Monowave 200/400/450的程序编辑界面如何监测一个实验?编辑好的加热步骤可以通过主屏幕上显示的过程曲线温度、压力、微波功率来进行监控。如下图所示，曲线包括了从开始加热到反应温度的整个过程。图为IR温度曲线（橘色），Ruby温度（红色），压力（Bar，绿色）和微波功率（W,蓝色）安东帕微波反应器拥有精确的温度传感器、压力传感器、内置磁力搅拌、功率控制、软件操作和精妙的安全设计，即使在极端的温度/压力条件下，也可保证安全便捷的操作与良好的重复性。福利来了《安东帕微波合成指南》本书的目的是为了使读者对安东帕的微波合成有一个深入的了解。通过阅读本书，你将会学到关于微波合成的历史、微波加热原理、微波合成的巨大优势以及如何选择一个合适的仪器。 获取方式识别下方二维码，申领书籍电子档关注我们公众号，留言微波合成，更有微波合成试用活动等你来！

探索连续流技术，领略化学合成的未来！连续反应技术彻底改变了反应进行的方式，反应物连续不断被泵入反应器中进行混合和反应。产物在反应器末端被连续收集，确保了从原料到最终产品的无间断过程。这种方法在药品和精细化工行业等多个领域得到应用，包括光化学、电化学、低温锂化、高温高压、氢化、臭氧化、硝化和高能试剂等各种反应形式。 连续流反应器的益处：- 缩短工艺路径- 节能环保- 减少环境影响 高品质设备助力连续化学合成：奥豪斯大负载摇床为连续流反应器提供持续稳定的动能，大负载摇床具有较大的承载能力，最高可达68kg，可实现大负载应用和长期稳定性能。大负载圆周式摇床载重量大（16 kg-68 kg），超70个选件供客户选择，专为高处理量、复杂的应用而设计。模拟控制和数显控制两类产品均配置微处理控制器，在摇荡过程中不仅方便用户变速、确保升速至设定速度时样品的安全，而且摇荡动作始终一致、均匀。所有产品均含内置托盘和防滑橡胶垫。产品特点：&bull 摇荡系统可确保摇荡准确性与速度的控制性&bull 三偏心轴平衡驱动确保可靠运行和连续工作&bull 过载保护，不平衡检测和缓慢升速设计提供了安全保障利用奥豪斯大负载摇床，开拓药物研发新境界：对于从事药物连续化学合成研究的客户，奥豪斯大负载摇床搭配流动化学反应釜，打造出一套完整连续反应装置。这种组合在药品研发领域被广泛应用，展示了在药物连续化学合成中的创新潜力。探索高通量化学合成，加速新化合物的发现和开发：高通量化学合成是一种通过并行合成许多不同化合物来快速筛选和优化反应条件的方法。这种方法通常使用自动化设备和机器学习算法来快速评估成千上万种反应条件，以找到最优合成路线。高通量化学合成通常用于药物发现、材料科学和催化研究等领域，以加速新化合物的研发过程。通过高通量化学合成，研究人员可以同时合成和测试大量化合物，以寻找具有特定性质或活性的化合物，加速新药和新材料的研发。 奥豪斯大负载摇床可为高通量化学合成提供动能，确保反应物充分反应，从而提高合成效率。无论是用于药物研究、新材料探索还是化学生物学研究，奥豪斯大负载摇床均为高通量化学合成提供稳定可靠的支持。 奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

“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）

合成生物学的快速发展正在改变生物技术行业的产业布局。目前，合成生物技术已经广泛应用于食品、农业、医疗等多个领域。伴随我国《“十四五”生物经济发展规划》的颁布，被誉为“第三次生物科技革命”的合成生物学研究热度高涨，但当前构建合成生物系统的内在逻辑尚处于摸索阶段，整个合成生物学领域正处于发展初期，需要先进的使能技术及解决方案推动合成生物学产业快速发展。为帮助广大用户及时了解合成生物学的市场概况、解决方案及相关活动，仪器信息网本次特别邀请了苏州镁伽科技有限公司（以下简称“镁伽”）谈一谈他们的看法：仪器信息网：您如何看待当前合成生物学产业及市场发展现状？镁伽：合成生物学，重新定义生物制造。合成生物学是继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后，以工程化的手段设计合成基因组为标志的第三次生物技术革命。作为一门交叉学科，促进了生命科学从基于观测、描述及经验的科学跃升为可预测、可定量及可工程化的科学，并在医疗、能源、工业、农业、环境、信息等领域的应用日益广泛。合成生物学作为一个战略性新兴产业技术，其本质指人们将“基因”连接成网络，让细胞来完成设计人员设想的各种任务，该领域近年来得益于合成生物技术突破、政策支持等因素取得了快速发展。同时，合成生物学是近年来很热门的一个研究方向，全球范围内，合成生物学受到不同国家的关注和政策支持。2022年，美国发布《国家生物技术和生物制造计划》；同年，中国发改委明确将合成生物学列入《“十四五”生物经济发展规划》；欧盟在《面向生物经济的欧洲化学工业路线图》中，提出在 2030年将生物基产品或可再生原料替代份额增加到25%的发展目标。日、韩、以色列等国家也出台了相关政府报告或指导，推动合成生物学技术及应用快速发展。仪器信息网：合成生物学产业将给科学仪器行业带来哪些市场机会？ 镁伽：在高通量和规模化的发展中，合成生物学的未来势必离不开自动化的设备和整体解决方案。如果将合成生物学的产业链按照上、中、下游分类，上游则包含可以驱动产业发展的技术生态系统，如DNA/RNA合成、测序及编辑，以及相关自动化企业的产品与服务；中游产业涉及对生物系统和生物体进行设计、开发的技术平台；下游产业则是涉及多个行业的应用开发和产品落地。如果上中游产业通过不断地技术革新、提高生产效率及构建解决方案，在未来可能会占据产业链的核心位置。合成生物学、人工智能/机器学习和自动化的结合将释放生物科技的力量，帮助解决健康、能源、可持续发展等全球性的挑战，而镁伽科技正是这个新趋势的领导者之一。在合成生物学自动化领域镁伽已嗅到先机，开始利用高通量自动化设备及试剂赋能质粒构建和菌种筛选过程。最大限度地减少DNA序列分离过程中的错误和污染，提高目标蛋白的产量，真正做到解放科学家的同时，保证数据质量的可靠性、一致性和重现性。仪器信息网：贵单位针对合成生物学领域推出了（或将要推出）哪些解决方案？可以应用到哪些环节？解决了什么样的痛点？ 镁伽：镁伽合成生物学方案，通过DBTL（Design-Build-Test-Learn）这一闭环，深入掌握基因线路的设计原理，构建集成的自动化分子克隆工作流程，利用高通量自动化设备及试剂赋能质粒构建和菌种筛选过程。最大限度地减少DNA序列分离过程中的错误和污染，提高目标蛋白的产量，真正做到解放科学家的同时，保证数据质量的可靠性、一致性和重现性。镁伽全自动质粒构建系统在合成生物学领域，主要针对质粒构建这一实验流程，我们将其中最基础但又非常繁琐的质粒构建工作在我们的自动化系统中去实现全流程自动化操作，提高通量的同时标准化整个流程，为合成生物学领域的前进贡献力量。同时这套系统的落地稳定运行，也很好的代表了镁伽在生命科学自动化方面的能力与经验。仪器信息网：如何看待合成生物学的未来发展前景？ 镁伽：随着合成生物技术的快速发展，不断催生出位于产业上、中、下游的工具型、平台型和产品型公司。镁伽依靠鲲鹏实验室的科研能力，持续助力为行业带来高附加值的生产力工具和服务，提供一站式智能化合成生物学解决方案。可根据客户需求搭建高通量、自动化、信息化的合成生物学实验室，包括整体设备、试剂配套方案，及数据验证参数建议等。

什么是平行合成？平行合成，一种在化学研究中同时进行多项实验的方法，显著节约了时间并提高了化合物筛选的效率。这一技术在加速新化合物发现的过程中扮演着关键角色，并被广泛应用于筛选更优化的工艺条件。在制药行业，平行合成技术是发现和开发潜在候选药物的重要工具。它能同时合成多种化学结构的化合物库，为筛选具有潜在生物活性的化合物提供了便利。 平行合成的应用范围涵盖了从线索生成、线索优化到筛选最佳反应条件等多个不同规模的过程。它使得研究人员在放大生产与开发过程中，能更深入地理解反应因素（如溶剂系统、最佳温度与浓度、正确的试剂选择、反应时间以及催化剂的选择）对结果的影响，从而加速了工艺的优化。英诺德 INNOTEG EasySyn-12平行合成仪在这一前沿领域，德祥旗下自研品牌英诺德INNOTEG推出了EasySyn-12平行合成仪。作为一款高效、节省时间和劳力的化学反应工作站，该仪器具有以下特点： 多点位反应：最高支持12个反应位点，反应体积从1ml至20ml，适应不同规模的实验需求；强力搅拌功能：搅拌速度50-2000转，保证实验中混合均匀；快速加热：能快速加热至220&ring C，为实验提供必要的温控环境；用户友好操作：快速设置，易于使用，降低操作难度；清晰观察口：方便实验过程中监控管内内容物；可拆卸水冷回流系统：有效控制实验温度；惰性气体环境下操作：适用于敏感反应；耐化学性涂层：含氟聚合物涂层，具有耐化学性和易清洁性；特殊设计的PTFE盖帽：具有1/4“快速螺纹”，可快速且轻松地连接到玻璃管上；方便的可拆卸设计：所有反应管都可同时拆卸，便于快速后合成冷却。英诺德INNOTEG EasySyn-12平行合成仪能在高度一致的反应条件下，同时对多个反应容器进行加热、搅拌和冷凝回流。此外，它还能在惰性环境中进行反应，具有多功能性、高效率和使用方便等特点。该仪器适用于化学、药物科学、新材料开发、生物科学、环境科学以及检验检疫等多个研究领域。 通过EasySyn-12平行合成仪，科研人员能够更高效地进行实验，加速从实验室到市场的过程，这对于科研进展和新药物的开发具有重大意义。如果你对上述产品感兴趣，欢迎随时联系德祥科技/英诺德INNOTEG，可拨打热线400-006-9696或在线留言咨询英诺德INNOTEG英诺德INNOTEG是德祥集团旗下自主研发品牌，专业从事科学仪器设备研发生产的高科技企业，是集实验室设备研发生产、方法开发、实验室仪器销售和技术服务为一体的专业厂家。多年以来，英诺德INNOTEG致力于研发高效的实验室创新设备。公司十分重视技术的研究和储备，一直保持高比例研发投入，创建了一支由博士、硕士和行业专家等构成的经验丰富，技术精湛的研发团队，在仪器分析技术领域开展了颇有成效的研究开发工作。此外，英诺德还与各大科研院所、高校合作，积极推进科技成果项目的产业化。英诺德INNOTEG凭借强大的研发能力，注重前瞻性技术研发，已推出多款科学仪器设备及实验室耗材产品。德祥科技德祥科技有限公司成立于1992年，总部位于中国香港特别行政区，分别在越南、广州、上海、北京设立分公司。主要服务于大中华区和亚太地区——在亚太地区有27个办事处和销售网点，5个维修中心和2个样机实验室。30多年来，德祥一直深耕于科学仪器行业，主营产品有实验室分析仪器、工业检测仪器及过程控制设备，致力于为新老客户提供更完善的解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。与高校、科研院所、政府机构、检验机构及知名企业保持密切合作，服务客户覆盖制药、医疗、商业实验室、工业、环保、石化、食品饮料和电子等各个行业及领域。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等殊荣。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！

病毒性疾病严重威胁着人类健康，深刻认识和理解病毒感染过程及致病机制是病毒性疾病防治的重要基础。研究病毒感染过程通常基于荧光标记技术，但是常用的荧光蛋白及传统荧光染料往往容易发生光漂白，难以长时间动态跟踪整个感染过程。　　在&ldquo 纳米研究&rdquo 国家重大科学研究计划的支持下，围绕&ldquo 量子点标记技术研究病毒侵染过程及宿主应答&rdquo 项目，来自武汉大学，中国科学院武汉病毒研究所、长春应化所、深圳先进技术研究院，以及北京理工大学等单位的专家，自2011年1月开始开展了有益的探索，并取得了重要进展。　　据该项目首席科学家、武汉大学化学与分子科学学院教授庞代文介绍，以半导体荧光量子点为代表的性能优异的纳米标记材料，可望克服现有荧光标记材料的不足，为实时动态跟踪病毒感染宿主细胞这一复杂的动态生物学过程提供新途径。　　新型纳米标签　　为了研究病毒感染过程，就需要荧光标记。一般来说，活细胞或活体示踪要求所用的荧光标记材料在复杂的生物环境中具有良好的稳定性，能产生稳定、可靠的检测信号，才不会&ldquo 走丢&rdquo 或&ldquo 隐身&rdquo 。并且，还要求在最大程度上降低对所标记对象的影响，以获取生命过程的真实信息。　　&ldquo 也就是说，虽然身上贴了标签，但其本人并无察觉，心情依旧，行为如常。既然如此，就要求所选用的标记材料具有尽可能小的尺寸、良好的生物相容性及稳定性，能发出足够强的示踪信号。&rdquo 在庞代文看来，量子点就算得上这一类令人满意的&ldquo 标签&rdquo ，具有粒径小(通常可小至几纳米)、亮度高、光稳定性好等独特性能，且能实现多色同时标记，同时跟踪多个对象。　　采用纳米标记技术，特别是量子点标记技术对病毒感染宿主过程进行诠释，将有望克服现有技术的不足，科学诠释病毒致病机制。但是，如何精确控制材料的性质，制备出尺寸小且性质稳定的量子点，依然是该领域的一大难题。　　此外，为了降低生物成像中背景信号的干扰、激发光对生物体的光毒性以及增加荧光的穿透深度，理想的标记材料应具有较长的激发波长，荧光发射波长也最好在近红外区且具有高的荧光强度。　　基于此，武汉大学研究团队提出了&ldquo 在时间和空间上耦合活细胞内并无关联的生物化学反应途径&rdquo 合成纳米材料的&ldquo 时&mdash &mdash 空耦合&rdquo 调控合成新策略，利用活酵母细胞成功可控地合成出多色荧光量子点纳米标记材料，让细胞为科学家们做了一件几乎不可能做到的事。　　他们将烦琐危险的化学操作演变为仅仅培养细胞，将通常在约300℃进行的合成演变为在30℃下的活细胞内完成，且不需要任何易燃、易爆、有毒溶剂。进而，他们又提出了&ldquo 准生物合成&rdquo 策略，利用细胞外的模拟体系成功合成出多种小粒径的近红外量子点，成功地化解了难题。　　让病毒亮起来　　庞代文告诉记者，病毒很小，若要监视其一举一动非常困难，如果是在复杂的生物背景之下，那更是一片漆黑。而荧光标记能让病毒亮起来，方便地实现跟踪。　　中国科学院武汉病毒研究所研究员肖庚富的团队制备出均一稳定的发光病毒样颗粒，并跟踪了其&ldquo 感染&rdquo 细胞的过程。他们还实现了量子点对艾滋病慢病毒(hiv)的标记，也能用量子点定点标记昆虫病毒内部的结构。　　由于包膜病毒广泛存在于自然界且与人类健康密切相关，这一研究受到了很大的关注。而包膜病毒结构较为复杂，通常由包膜、衣壳及核酸等构成。由武汉大学和中国科学院武汉病毒研究所的研究者们进行合作，利用绿色荧光蛋白标记杆状病毒包膜，核酸分子光开关钌的含氮杂环配合物在病毒复制过程中自然嵌入核酸中标记病毒核酸，成功实现了对病毒包膜和核酸的双重标记。　　此外，北京理工大学和中国科学院武汉病毒研究所的专家团队合作提出顺应自然的病毒的温和标记策略。他们利用细胞中胆碱磷脂自然的生物合成和代谢嵌入机制、病毒从宿主细胞膜获取磷脂成分形成包膜的生物学特点以及病毒核酸的&ldquo 复制嵌合&rdquo ，在病毒自然复制过程中实现了病毒核酸和包膜的双重标记(双重标记效率高达85%)。　　&ldquo 这将有助于研究人员看到病毒感染过程中更多的行为细节。&rdquo 庞代文表示，量子点标记技术能让病毒持续变亮，为监测单个病毒侵染宿主细胞的一举一动创造了条件。　　看到病毒感染过程　　病毒是严格寄生的微生物，寄生于宿主并借助宿主细胞完成自身&ldquo 繁衍&rdquo 。病毒在细胞中的感染由三个基本过程构成循环，即进入宿主细胞(侵染)、基因组复制/组装和出胞，并进一步感染其他细胞。　　该循环是病毒维持繁衍生息的关键，而侵染是其中的首要步骤。基于量子点标记，武汉大学团队获取了病毒感染过程的实时动态信息，如病毒运动方向、路径、速率、&ldquo 扩散&rdquo 系数等，以及各种运动模式 研究了禽流感病毒在活细胞内的动态行为及机制，并对流感病毒侵染宿主细胞典型运动轨迹进行分析，发现病毒侵染过程错综复杂。　　中国科学院长春应用化学研究所团队发现乙肝病毒表面抗原(hbsag)通过小窝蛋白介导的内吞途径跨膜，实现了病毒感染活细胞过程的高分辨、高灵敏、多维动态示踪，展示出纳米生物技术良好的应用前景。　　最近，中国科学院深圳先进技术研究院团队研究出近红外量子点标记病毒感染活体动物的非侵入示踪技术 成功地长时间跟踪了禽流感h5n1假病毒对小鼠的感染过程。

近日，晶泰科技顺利交付给复旦大学化学系麻生明院士团队一台 XmartChem 智能合成工作站（手套箱工站），用于团队某催化剂的合成筛选研究，目前该设备已落地复旦大学邯郸校区投入使用。您为什么需要一台自动化合成工作站？2023 年 5 月，晶泰科技接到了复旦大学麻生明院士团队购买 “自动化高通量合成工作站” 的需求。课题组在进行 “催化反应筛选” 研究时，为了开发机器学习算法，有大量标准化数据的要求，但面临着以下这些问题：&bull 人工实验时，不可避免会产生一些人为误差；&bull 人工实验结果一致性难保证，数据记录难追溯；&bull 项目研究需要在惰性气氛反应条件下，工作流程步骤多反应复杂，想利用自动化方式打通全流程，具有很大的挑战；&bull 国外产品价格昂贵且大多不接受指定流程的定制服务，国内产品供应商很少聚焦化学领域。足够专业，办法总比困难多晶泰科技自动化团队在了解了麻院士团队使用场景和技术要求后，迅速给出了自动化解决方案，双方多轮沟通后最终确认了执行方案，复旦大学智能合成工作站（手套箱工站）项目正式立项。复旦大学作为晶泰科技 XmartChem 智能合成工作站的首个高校客户，我们非常重视此次的合作，因此项目立项后，研发过程中的关键技术参数、功能模块的设置、里程碑节点的顺利推进，我们都会及时和对方确认，让客户放心安心。我们会从客户需求出发，设计满足其需要的功能模块和产品，并基于多年深耕化学自动化领域的经验，提前和客户沟通潜在的风险和实际应用过程中可能出现的问题，综合考虑后提供最优解决方案，让客户深度了解 “产品是什么” “产品能做什么”，避免最后 “货不对版” 的问题发生。● 设计优化案例 1：一吸多排避免滴液产品测试阶段，客户提出在稀释过程中，实现一吸多排的功能，减少转移次数，从而提高时效的优化建议。针对客户的特定需求，晶泰开发团队迅速开展了市场调研，剖析了市面上移液器一吸多排技术的技术特点和用户实际体验。结果发现现有技术普遍存在 “首尾排液误差大，连续排液时易出现滴液” 的问题。 为了攻克这一技术难题，晶泰开发团队结合实测数据和各类溶剂的沸点、粘度等特性进行分析与讨论，终于成功设计出一版解决方案，该方案不仅实现了一吸多排的功能，而且在每次排液时都能保证精度满足客户需求，解决了滴液现象的发生。该方案实现 48pcs 实验通量的稀释时间从 50min 缩减到 15min 左右，有效提升了实验效率，获得了客户的高度认可。● 设计优化案例 2：兼容多规格试剂瓶存放产品交付过程中，客户提出当前配置的 125ml 溶剂瓶较大，不适合存储高价值/量少的溶剂，希望能够有一些更小的溶剂瓶用于承载该类溶剂。晶泰研发团队在接收到客户需求后，迅速行动，首先仔细检查现有整机的硬件配置，评估是否有扩展的空间，并探讨了软件层面新增溶剂瓶的开发任务。&bull 24 小时内给出解决方案：新增 12pcs 的 8ml 溶剂瓶和 6pcs 的 40ml 溶剂瓶，并对设备进行硬件改造和软件优化，全面满足客户对不同梯度体积溶剂的使用需求；&bull 方案提出后两周内：完成硬件设计和物料采购，以及软件功能的开发，并到达客户现场进行升级改造调试；&bull 方案提出后三周内：升级调试完成，并交付客户使用；新的方案不仅维持了初始溶剂瓶的数量，还实现了对各种梯度体积溶剂的兼容，有效提升了溶剂的使用效率。客户对新方案表示高度满意，对团队的专业能力和高效响应给予了高度评价。● 设计优化案例 3：不同实验磁子选型客户的测试实验为 Suzuki 偶联反应，该反应涉及了金属催化剂、有机化合物、无机碱、有机溶剂和水。然而，第一轮测试结果却并不理想，各个孔位的产率相差较大，晶泰研发团队分析原因可能如下：&bull 碳酸钾遇水结块，影响反应效果；&bull 碳酸钾固体包杂了部分底物，导致没有完全反应；&bull 反应是非均相的，磁子较小无法使反应体系混合均匀，使得产率均一性较差。基于上述假设，首先，我们将碳酸钾配置成水溶液。但在加样过程中，可以明显观察到当将碳酸钾溶液注射进反应体系时，有大量白色沉淀析出，因此排除该原因；接着，我们使用了不同规格的磁子来开展反应，最终把各个孔位的产率差值能够控制在 5% 以内。对于非均相反应，特别是当反应为包含两相溶液、有机物、无机碱、金属催化剂这类复杂的体系时，搅拌是否充分是影响产率的关键因素。新的实验磁子方案，可以让客户实验反应体系混合均匀，催化剂能够充分参与到催化循环中，各个孔位的产率差值从原来的 14% 控制到了 5% 以内，客户欣然接受了新方案。产品顺利交付经过几个月的努力，我们的XmartChem 智能合成工作站（手套箱工站）经过层层考验顺利交付到了客户现场，并在 10 天内完成安装调试培训，得到客户的验收批准！我们非常高兴复旦大学麻院士团队能够信任晶泰科技，并将这个需求交给晶泰研发团队完成。我们很荣幸能够不辜负这份信任，并成功交付这台 XmartChem 智能合成工作站（手套箱工站）。期待 XmartChem 在复旦大学开启新的篇章，助力学校师生进行课题研究，为化学研究领域做出贡献！XmartChem 智能合成工作站（手套箱工站）从内部的化学合成场景出发，晶泰科技建立了高柔性、高容错的阵列式自动化实验室，对化学自动化有深刻理解，设备经过内部大量化学反应验证，可通过专业技术和行业经验解答客户的技术需求并提供支持。晶泰科技将自动化技术与手套箱有机结合，研发的机器人工作站系列——XmartChem 智能合成工作站（手套箱工站），自动完成合成实验中投料、反应、产物稀释、过滤全过程，实现无水无氧操作体系下化学合成实验操作流程自动化，专门为化学人员研发的软件系统 ，直观易用。突破高通量合成筛选的瓶颈，降低操作门槛，提高实验的效率和安全性，增加科学研究产出。

1. 文章信息标题：Efficient benzaldehyde photosynthesis coupling photocatalytic hydrogen evolution 中文标题： 有效光合成苯甲醛耦合光催化析氢页码：52-60 DOI：10.1016/j.jechem.2021.07.0172. 期刊信息期刊名：Journal of Energy Chemistry ISSN：2095-4956 2021年影响因子9.676 （2022年影响因子：13.599） 分区信息：中科院一区TOP 涉及研究方向：综合性期刊 3. 作者信息：第一作者是 华东师范大学罗娟娟 。通讯作者为 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、华东师范大学陈立松副教授。4. 光源型号：CEL-HXF300E7光功率计型号：CEL-NP2000文章简介：为应对严峻的能源和环境危机，各国不断加大开发清洁和可再生能源的力度。氢气(H2)作为一种能量密度高、最有发展前景的可再生绿色能源引起了广泛关注。然而，迄今为止，传统的蒸汽甲烷重整制氢仍是制氢的主要方式，这导致了巨大的能源消耗和严重的温室气体排放。自1972年Fujishima和Honda首次报道在TiO2电极上光电化学分解水以来，光催化水裂解制氢一直被认为是将太阳能转化为化学能的潜在方法之一。然而，析氧反应(OER)动力学迟缓是水裂解的另一种半反应，已成为光催化水裂解商业化应用的最大障碍之一。同时，O2价值较低，在光催化水裂解过程中不可避免地会混入H2，存在潜在的爆炸风险和分离困难问题。为了克服这些，牺牲试剂如乳酸、抗坏血酸、三乙醇胺、甲醇、甘油、乙醇和Na2SO3/Na2S被用来抑制OER，通过消耗光产生的空穴并加速H2的产生，在此过程中这些牺牲剂被氧化。遗憾的是，这样的策略会大大增加制氢的总成本，并不能充分利用光生空穴的氧化能力。综上所述，寻找促进析氢反应(HER)的新策略具有重要意义。光合成是一种传统的利用可再生太阳能作为能源的方法，具有光能直接转化为化学能、反应路径短、不受苛刻的反应条件和有机试剂的影响等优点。为在温和的反应条件下合成药物、精细化学品和高附加值产品提供了一条绿色、清洁的途径。选择性氧化是继聚合反应后的第二大工业工艺，占化学工业总产量的30%，近年来在光合成领域引起了广泛关注。在众多的选择性氧化反应中，芳香醇转化为相应的醛被认为是最重要的官能团转化过程之一。此外，醛是一种高价值的中间体，用于有机合成广泛的化学物质，如糖果香精、染料、香水和药物。传统的醛类合成需要化学计量氧化剂，如铬酸盐、高锰酸盐等，具有剧毒、强腐蚀性，造成严重的环境问题。并极大地阻止了它们的大规模应用。然而，大多数基于光催化材料的醛的光催化合成，尽管比传统的合成方法更加环保，但都是在有机溶剂中操作或在以氧气作为一种温和氧化剂存在的情况下进行的，因此仍然存在光生电子还原能力浪费，环境不友好和效率低下的问题。因此，采用无氧化剂(或无O2)光合成的方法在水介质中氧化芳香醇选择性合成芳香醛将是最理想的环保工艺，具有重要意义。在该策略中，芳香醇氧化制取有价值化学品的过程不是简单的牺牲剂消耗，而是以高效氧化制取有价值化学品为主，并与制氢结合，尽管有众多优点但这仍然是一个巨大的挑战一种高性能的光催化氧化芳香醇并促进产氢的光催化剂是上述策略的前提。本文采用两步水热法合成了一种高效的非贵金属双功能光催化剂，NiS纳米颗粒修饰CdS纳米棒复合材料(NiS/CdS)。该催化剂对在水溶液和无氧气氛围下光合成苯甲醛同时促进产氢具有高效的活性，这归因于NiS和CdS间的协同作用。最优的光催化30% NiS/CdS在可见光照射下有显著的光催化产氢速率和苯甲醛合成速率分别为207.8μmol h-1, 163.8μmol h-1，比单独硫化镉性能高139和950倍。该研究极大地利用光产生的空穴和电子用于生产高附加值精细化学物质和氢气，因此在绿色可再生能源技术的发展及光催化合成领域中具有重要的意义。

合成生物学的快速发展正在改变生物技术行业的产业布局。目前，合成生物技术已经广泛应用于食品、农业、医疗等多个领域。伴随我国《“十四五”生物经济发展规划》的颁布，被誉为“第三次生物科技革命”的合成生物学研究热度高涨，但当前构建合成生物系统的内在逻辑尚处于摸索阶段，整个合成生物学领域正处于发展初期，需要先进的使能技术及解决方案推动合成生物学产业快速发展。为帮助广大科研工作者及时了解合成生物技术的最新研究及应用进展，仪器信息网将于2023年10月10 日-11日举办第一届“合成生物学技术及应用进展”网络会议。届时将邀请业内专家做精彩报告，为广大用户搭建一个即时、高效的交流和学习的平台。~~~~~报告嘉宾~~~~~报告题目：《高效细胞工厂构建及产业应用》【摘要】 化学品绿色生物制造是实现人类社会可持续发展的重要路径，人工高效细胞工厂构建是实现绿色生物制造的核心。本报告介绍了现阶段细胞工厂构建存在的科学、技术问题及挑战，从新生化反应发现、非天然途径设计构建、稳定自调控共培养系统建立及群体感应调控原理及应用等角度阐述了高效细胞工厂构建的新技术及策略，为化学品的绿色生物制造提供了参考。报告题目：《HMOs的生物“智”造以及产业化》【摘要】 人乳寡糖（HMO）对婴幼儿消化系统、肠道健康及免疫系统完善具有不可替代的作用。因此，生物合成HMOs，形成规模化生产被市场所期待。 本项目中，我们通过“HLBrain”的计算云平台，形成了自主技术路线，实现了产业化，产品纯度达到了98%以上，实现了我国在HMOs领域的突破。报告题目：《赛默飞合成生物学中的高分辨质谱策略》【摘要】 合成生物学是近年来迅速发展的一门综合性交叉学科，涉及了生物工程、制药工程、食品工程、生物学、化学等多领域多学科内容。在合成生物学中核心内容即构建DBTL循环，赛默飞Orbitrap高分辨质谱仪是将扫描速度，高分辨率，高灵敏度，谱图质量，质量精度完美融合，将高性能定性和定量能力有机的统一，助力合成生物学难题攻克！报告题目：《利用合成生物学方法增加小分子结构多样性》【摘要】 天然产物长期以来一直是小分子药物的宝贵来源，但它们在自然来源中的含量通常很低，且其化学结构复杂，这使得它们的提取或化学合成变得十分困难和成本高昂。异源生物合成复杂天然产物已成为一种有吸引力的方法，因为它们成本低且供应稳定。我们已经建立了几种不同的方法，用于在细菌和酵母中异源生物合成各种天然产物，包括抗生素和抗癌药物。更重要的是，我们通过理性设计或定向进化及高通量筛选，成功的改造了途径中的酶，以实现天然产物类似物的生产，这显著扩展了当前天然产物的化学空间。我们还开发了自动化系统来辅助酶进化和菌株构建，这将有助于发现具有多种结构、靶向选择性和药代动力学特性的天然产物或其类似物。报告题目：《优化“启动子-RNA聚合酶”以实现目标产物的高产》【摘要】 启动子及RNA聚合酶是转录水平的两个关键调控元件，控制细胞内代谢流量的分配。目标产物的合成与宿主细胞的生长竞争利用有限的RNA聚合酶。启动子招募过多或过少RNA聚合酶都不利于高产目标产物。研究发现，适度串联的启动子能明显提高3-羟基丙酸和吡咯喹啉醌的产量，而过度消耗RNA聚合酶导致宿主细胞生长变慢，从而阻碍目标产物3-羟基丙酸的生成。此外，受诱导的CRISPRi可协调和切换细胞生长和产物合成，从而高产目标产物。报告题目：《岛津最新色谱质谱技术在合成生物学中的应用》【摘要】 主要介绍岛津分析方法包及LCMSMS、LCMS-QTOF、MALDI-TOF等仪器在合成生物学质量控制中的应用。报告题目：《人工智能驱动的合成生物制造创新模式》【摘要】 当前合成生物制造产业发展瓶颈是如何从无到有构建生物合成途径，我们开发了全球最大的生物合成反应/途径数据库，进而构建了全球领先的合成生物设计技术体系，创建了人工智能驱动的合成生物制造研发链条，正在打造人工智能驱动的合成生物制造创新模式。报告题目：《基于DNA纳米框架结构的仿病毒分子工具》【摘要】 利用DNA折纸技术构建框架核酸纳米结构，可以指导各类分子在纳米尺度的精确空间排布和组装，构建纳米器件并实现功能化，为合成生物学提供了全新的研究工具和应用平台。受到病毒启发设计的三维框架核酸被用于组装具有明确尺寸形状的磷脂膜囊泡；组装仿病毒被动侵染颗粒和抑制侵染颗粒等。报告题目：《基于液滴微流控技术氧化还原酶分子改造及其合成生物学应用研究》【摘要】 液滴微流控超高通量筛选技术，基于互不相溶的两液相产生分散的油包水微液滴，可以在短时间内生成大量的液滴，大小均匀、互不干扰、性能稳定且一致，每个液滴可作为独立的单位进行培养，筛选通量高达10^7个/天，广泛应用于酶定向进化研究。本项目基于酿酒酵母表面展示技术液滴液滴微流控超高通量筛选技术，基于互不相溶的两液相产生分散的油包水微液滴，可以在短时间内生成大量的液滴，大小均匀、互不干扰、性能稳定且一致，每个液滴可作为独立的单位进行培养，筛选通量高达10^7个/天，广泛应用于酶定向进化研究。本项目基于酿酒酵母表面展示技术液滴微流控高通量筛选氧化还原酶，获取高性能突变体，为生物医药酶定向进化及合成生物学代谢途径关键酶性能优化提供了技术平台。报告题目：《安捷伦高通量自动化流程在合成生物学领域的创新应用》【摘要】 安捷伦高通量自动化流程在合成生物学领域的创新应用。报告题目：《Hamilton自动化移液工作站在合成生物学领域的应用和卓越技术》【摘要】 合成生物学领域需要严谨准确无交叉污染的DNA基因合成、基因克隆、微生物或细胞的克隆挑选与培养、发酵培养以及产物纯化鉴定等步骤，且往往需要较高的通量。Hamilton以其卓越的自动化移液技术及先进的台面内设备，为合成生物学领域的各个步骤均提供了优秀的硬件和自动化解决方案，其中多种设备和技术是业内独有，且对合成生物学关键步骤的长时间稳定准确运行至关重要。本报告将通过合成生物学的各种实验需求介绍Hamilton公司的解决方案和技术优势，为科学家和企业研发人员的相关研发工作提供助力。报告题目：《创建可视化高通量策略定向筛选酚羟基化合物合成途径中关键羟化酶》【摘要】 酶作为生物合成中的催化剂，其活性高低决定了目标产物能否高产。蛋白质工程介导的酶改造需快速简易的筛选方法。由此，以高值化合物没食子酸合成途径中羟化酶PobA为例，基于催化产物的独有特性，建立了一种肉眼可视化筛选方法，并从突变库中筛选到高活性突变体。高活性突变体的引入实现了没食子酸从葡萄糖起始的高效生物合成。报告题目：《植物二萜的合成生物学研究》【摘要】 二萜类化合物广泛存在于自然界，因其化学结构的多样性和良好的生物活性，在工业、医疗等领域具有广阔的应用前景。二萜合酶以及糖基化酶、羟基化酶等后修饰酶是二萜化合物生物合成过程中影响其化学结构多样性的主要因素。在过去几年，本课题组针对三尖杉烷二萜、贝壳杉烷二萜为代表的二萜化合物的合成过程进行了深入的研究。如通过对柱冠粗榧（Cephalotaxus harringtonia）转录组基因的挖掘，报道了三尖杉属植物二萜生物合成途径的关键萜类环化酶，揭示了三尖杉烷型二萜前体骨架三尖杉-12-烯的生物合成过程，为裸子植物二萜代谢多样性的起源和演化提供了深入见解；通过对冬凌草（Isodon rubescens (Hemsl.)Hara）基因组学的研究，揭示了贝壳杉烷二萜冬凌草甲素的氧化修饰机制；通过对甜叶菊等转录组学的挖掘，揭示了贝壳杉烷二萜糖基化修饰过程中底物识别专一性和产物生成特异性的分子机制。基于这些研究，本课题组以大肠杆菌为底盘高效地实现了11种不同氧化形式的对映-贝壳杉烷类二萜化合物的从头生物合成，实现了多种稀有二萜糖苷的高效合成，并实现了产业化推广。报告题目：《技术瓶颈的突破—BioLector高通量微型生物反应器助力合成生物学科研与产业化》【摘要】 1.合成生物学科研与产业化流程与技术痛点 2.技术瓶颈的突破性新技术 3.应用案例介绍。报告题目：《过程数据驱动下的精准高通量筛选技术》【摘要】 合成生物学的DBTL研究循环中，T环节急需要开发高通量、自动化和在线多参数测控技术的新型生物反应器，规避过去基于三角瓶培养方式测试菌种和工艺的结果误判和漏选现象。建立基于过程多尺度参数相关分析方法的高通量菌种筛选和工艺开发平台，形成过程数据驱动的理性决策方法。报告题目：《翻译机制启发的氨基酸高产菌株筛选策略》【摘要】 氨基酸是构成蛋白质的基本单元，也是动物生长和生产所需的大量营养素之一，全球市场总量已接近300亿美元。商业化的氨基酸主要由微生物发酵法制成，然而，除了谷氨酸、赖氨酸等少数大宗氨基酸品类，大多数氨基酸的发酵产量仍处于较低水平，部分氨基酸生产菌株与国外存在代差，因此，选育优良的生产菌株已成为填补氨基酸产能与需求差距的关键。基于自然界普遍存在的“密码子偏好性”规律及氨酰化反应的动力学特征，报告人开发了基于稀有密码子和人造tRNACUA的氨基酸高产菌株筛选策略，实现了对20种标准氨基酸乃至非蛋白质类氨基酸的快速指征，解决了长期困扰氨基酸生物制造的菌株选育难题，促进了氨基酸高产新机制的发现。扫码报名~~~~~赞助单位~~~~也欢迎各位对合成生物学感兴趣的小伙伴进群交流~扫码进群

瑞士步琦合成生物学整体解决方案合成生物学”合成生物学是在工程学思想指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至从头重新合成生物体系，其本质是让细胞为人类工作生产想要的物质，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题。它把“自下而上”的“建造”理念与系统生物学“自上而下”的“分析”理念相结合，利用自然界中已有物质的多样性，构建具有可预测和可控制特性的遗传、代谢或信号网络的合成成分，是现代生物学最具发展潜力的领域之一。其具体流程大致如下：▲ 合成生物学整体解决方案流程步琦公司作为先进的仪器设备供应商，拥有丰富的产品线，在合成生物学方面也为用户在发酵产物的后处理提供完善的解决方案。其中包括： 菌株/底盘细胞的保存合成生物学中常常需要保存和运输各种微生物菌种或底盘细胞，而冷冻干燥可以有效地保持微生物的活性和稳定性，延长其保存时间，并且便于长途运输。步琦公司在冷冻干燥领域拥有性能卓越的冷冻干燥仪 L-200/L-300▲ L-200产品特点：冷凝器温度 -55°C or -105℃捕冰能力：6kg or 无极限无需待机等待除冰灵活搭配组合，经久耐用 发酵过程的监控与调控通过将近红外光谱与计算模型相结合，可以实时监测反应过程中的代谢产物积累和底物消耗情况，优化如 pH 值、温度和氧气浓度等参数。通过实时监测这些参数，并对发酵系统进行反馈控制，可以提高生产过程的稳定性和产物质量。步琦公司在发酵监控领域拥有精准稳定的旁线近红外和在线近红外系统。▲ 在线近红外产品特点：多探头系统串联并联并行，灵活布局，节约光纤双灯源设计 发酵产物的浓缩处理发酵产物的浓缩对于后端的研究至关重要，通过旋转蒸发仪可以快速、高效地去除溶剂，使得样品浓缩，有利于后续的实验操作。此外，旋转蒸发仪还可以用于制备生物活性物质的溶液，如药物、酶等，以便进行生物学实验或应用。作为世界上第一台商用旋转蒸发仪的发明者，步琦公司在样品浓缩领域有着非常丰富和领先的经验。▲ R-300产品特点：防爆沸/自动蒸馏功能全自动操系统220℃ 加热 / 5L 水浴锅隔膜变频泵，节能安静浓缩样品的分离纯化合成生物学中合成的化合物往往需要进行分离和纯化，以获取目标产物。通过先进的色谱分离技术，可帮助用户更加快速的提纯合成产物，帮助去除杂质，得到纯净的目标物质。步琦公司拥有智能且卓越的中高压制备液相色谱 Pure 系列以及更加快速高效且绿色环保的超临界流体色谱。▲ Pure产品特点：中高压一体色谱封闭式馏分收集器双检测器系统智能化方法开发功能▲ SFC产品特点：高效快速的叠加进样功能封闭式馏分收集器独立的 GLS 气液分离器环保且经济的使用成本 极具创意的工艺开发根据生产数据和产物质量，不断优化工艺参数，提高生产效率和回收率，为后续大规模商业化生产做准备是必不可少的，而通过喷雾干燥的形式被广泛的应用于产物的连续生产与保存，并且与传统的离心或过滤方法相比，喷雾干燥通常能更有效地回收溶剂，降低能耗。而目标产物的微胶囊化的工艺模式也为未来的商业化提供灵感。步琦公司在这两方面也具备相当闻名且优异的喷雾干燥仪 S-300 以及微胶囊造粒仪 B-395。▲ S-300产品特点：智能自动化功能多参数严格控制高样品回收率防静电涂层设计▲ B-395产品特点：全自动样品微球化无菌卫生环境我想大家不难发现，在合成生物学整体流程中，步琦公司能够在多数阶段为科研人员提供强有力的设备，助力实验过程“万无一失”！

一组能够用于减少了实验室人员的体力劳动，解放了实验人员的时间的化学合成反应仪，近日由来亨公司研发成功，现已投放市场。该系列产品可达到的性能参数与国际先进同类产品一直，并且，我公司在此基础上，增加了自己的专利技术，使其可以在合成反应过程中密封并输入保护性气体，也可以在气体保护下的合成反应过程中向反应瓶内注入添加试剂并保持系统的密封性。为提高了实验效率做出了一份贡献。 平行化学合成反应仪，就是专门为组合化学平行合成法而专门设计的，本产品24个样品管可在相同条件下进行合成反应、回流萃取反应、惰性气体条 件反应、在位蒸馏浓缩反应。反应温度条件为从－10℃-＋150℃任意设定，控制精度为± 1℃。反应平台回旋震动功能：0-500转/分回旋震动，触摸按键随意调整转速。独立密封瓶盖设计，不会产生交叉污染，在密封状态下可向试管内添 加反应试剂。此外配合我公司自主研发的控制系统，会给科研工作者的实验工作带来极大的便利。平行化学反应仪 化学合成反应仪有两种型号可供选择：L-760型为3 0 m l六单元化学合成反应仪，L-790型为120ml四单元化学合成反应仪，本系列化学合成反应仪每个单元均具有各自独立控温及搅拌的装置，其温控范围从 -10℃&mdash ＋160℃，控温精度可达± 1℃，根据化学合成反应的需要，通过仪器制冷模块的变化可以实现多位同时蒸发回流合成反应，回流效率可达99%。当 合成反应完成后L-760型的六个单元或L-790的四个单元均可以同时在位进行蒸馏浓缩，减少了实验的操作步骤，使多样品合成反应的实验变得轻松而简单。 六位个性化学反应仪北京来亨科贸有限责任公司 公司地址： 北京市丰台区丰北路甲45号鼎恒中心6A 邮政编码： 100073 电话： 010-63815585，63843373，63847795 传真： 010-63815565 网站：http://www.laiheng.com

——要节省能源、要绿色发展还要反应速率快？？——不是合成研发要太多，只是光化学更有优势！以在药物发现和天然产物合成中受到极大关注的高度官能化环丁烷为例，就采用了[2+2] 光环加成的合成方法。合成方法限制有利自然有弊。这种方法常受到设备、耗时耗力以及非常低的批量处理能力的限制。当采用人工方式进行化合物库合成时，大量繁琐且重复的工作很可能导致人为错误或失误，更可怕的是，实验人员中途可能不知道自己做错了，导致实验结果不可信赖，中途停下实验的一步步验证也耗时耗力。 随着时代发展，越来越多的合成设备开始出现，以前沿技术优化传统合成流程。今天这篇文章介绍的“自动化流动化学合成+在线流动核磁监测”连用：● 采用流动合成仪实现高可复现率，代表了实验的稳定性，连接自动进样器方便进行条件筛选；● UV/Vis光谱用于保障产品收集的准确性，有效保证了实验记录的及时性、完整性和可追溯性；● 实验过程中通过NMR实时在线监测，优化反应条件，及时消除副产物，有效保证新药筛选过程的高效率！案例介绍：[2+2]光环加成库合成实验 在50mg量级下，迅速合成12个[2+2]光环加成产物的化合物库快速筛选一系列光敏剂对两种产物进行优化和规模化生产01、实验装置Vapourtec R系列流动合成仪配备一个5ml盘管反应器和一个容积为10ml的UV-150光化学反应器进行。 图1：连续流反应器示意图，用于[2+2]光环加成库的合成系统连接了一个自动进样器，由Flow Commander&trade 控制。试剂由自动进样器加载到盘管反应器中，与乙烯混合，进入UV-150光化学反应器。内联UV分析用于监测反应进展，而处于压力调节模式的SF-10（独立的V-3泵）用于维持反应压力。02、合成产物在线监测 图2：使用Vapourtec UV-150连续光化学反应器合成代表性小型药用分子库该库的合成花费了350min（约6h），并在工作日结束时设置为在Flow Commander&trade 的控制下在实现无人值守情况下夜间运行。 图3：[2+2]光环加成库的结果a由1H NMR测定，b由于存在大量脂肪聚合物而无法分辨。c起始物质完全消耗，但水解产物获得率 99%，没有任何[2+2]环丁基加合物。d高度不溶的产物，无法获取核磁共振数据。 图4 a) 由内联UV/Vis光谱测量的从反应器中产物的洗脱； b) 反应过程中输送试剂和收集产物的位置。紫色表示试剂正在输送，试剂瓶上显示了编号。橙色条表示收集，并指示收集到哪个瓶中。从核磁共振分析中明显可见存在大量脂肪烃聚合物材料。考虑到使用了乙烯气体，猜测这是聚乙烯！已知在氧气存在且足够高能量的波长下，聚乙烯可以光化学反应生成。于是在后续实验阶段进行脱气处理，脱气处理后，再也没有检测到聚乙烯的形成。通过NMR的及时检测，使得实验很快调整优化，加快库合成进程！03、反应优化在成功合成库后，选择了两种化合物进行优化和扩大规模生产，即马来酰亚胺和尿嘧啶的环丁烷加合物。光敏剂的筛选也由Flow Commander&trade 自动控制，历时4h完成，同时也通过流动合成仪主机控制温度，研究了温度和乙烯过量对尿嘧啶转化的影响，最终选定45°C为最佳库合成反应温度。04、规模化和纯化在进一步研究了几个反应参数的影响后，进行马来酰亚胺和尿嘧啶环加成物的合成扩大规模生产。仅用了2.5h，转化率分别为80%和85%，扩大规模近35倍！05、总结在本文中描述了使用 UV-150光化学反应器和配备自动进样器的Vapourtec R系列流动合成仪主机合成了一系列小型、具有药用价值的分子。Flow Commander&trade 的自动控制能力可以实现在无人值守时进行安全操作，如有需要还可以进行远程监控。通过NMR的及时监测，优化反应条件，及时消除副产物；内联UV/Vis光谱用于保障产品收集的准确性，并成功地将两种产品放大到几克的数量，并且获得了较高的转化率。产品联用方案：流动化学和流动核磁 – 自我优化和控制 --更高的安全性；--更低的能耗；--更好的收益 ；--更好的反应选择性；--体积小，安装紧凑；--最小化放大→缩短产品上市时间；Vapourtec R系列流动合成仪— 微通道光热电连续合成 — ● 特别的灵活性能根据需要增加更多试剂馈送通道的反应器组合，轻松满足实验室需求；● 高精度自动化泵监测系统可维持正确流速。温度控制更精确，反应重现性好；● 高生产率可排队自动执行无数次无人监控的反应，能迅速达到反应温度，实现反应高效率！Bruker Fourier RxnLab— 在反应器旁边的反应监测 — Bruker Fourier80是一款经济高效、性能强悍的紧凑型台式核磁共振波谱仪，为科研工作人员提供多方位的核磁共振分析能力。Fourier 80现可通过Fourier RxnLab实现先进的反应监测功能。用于Fourier 80的RxnLab可在高达10 bar的压力和可调节的温度控制下运行。温控传输线和可调节的样品温度确保了混合物整个反应路径上的温度控制，以尽可能大的限度减少温度损失，并精确地优化反应结果，实时监测化学反应和生物过程：● 过程控制● 结构信息● 即时定量信息如果您对上述产品感兴趣，欢迎随时联系德祥科技德祥科技德祥集团成立于1992年，总部位于香港特别行政区。作为科学仪器供应商和服务商,德祥服务于大中华区和亚太地区，每年都为数以千计的客户提供全套解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。作为深耕科学仪器行业的供应商与服务商，德祥现已服务于政府、高校、科研、制药、检测、食品、医疗、工业、环保、石化以及商业实验室等众多领域。公司目前在亚太地区设有13个办事处和销售网点，3个维修中心和1个样机实验室。2009至2021年间，德祥先后荣获了“最具影响力经销商”、“年度最佳代理商“、”年度最高销售奖“等奖项。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为优秀的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！Vapourtec英国Vapourtec是德祥集团旗下代理品牌之一。英国Vapourtec公司成立于2003年，专业致力于研发和生产流动合成仪。并在世界上诸多制药公司中被广泛使用。其生产的R系列产品质量可靠、性能成熟，高效能模块系统可随您的生产需要无缝扩大，能满足您的业务发展需求。新型的E系列操作界面清晰、简单、触摸屏操控，开机即用式、无需培训或少量培训即可上手使用。同时针对性的反应器如光化学反应器、离子电化学反应器等提高对应反应的效率。Bruker德国Bruker是德祥集团旗下代理品牌之一。Bruker的使命在于通过突破性的技术和创新来支持科学界，从而推动科学研究向前发展。从高性能磁体、高效配件到新颖且精简的软件，Bruker致力于投资新的解决方案来实现这些科学发现。Bruker的产品帮助科学家不断取得突破性进展，并开发出能够提高人类生活质量的全新应用。其高性能科学仪器以及极具价值的分析诊断解决方案，使科学家能够在分子、细胞和微观层面上对生命和物质进行探索。通过与客户的密切合作，Bruker致力于帮助实现创新、生产力提升以及客户成功，领域涉及生命科学分子研究、应用材料与制药行业应用、显微技术、纳米级分析、工业应用，以及细胞生物学、临床前成像、临床表型组学与蛋白质组学研究、微生物学和分子诊断。

近年来由于核酸修饰和递送载体的突破，带来了变革性疗法的创新浪潮，其中被认为是继小分子药物、抗体药物之后第三代创新药物核酸药物迎来了爆发式增长，其优势在于广泛的可成药靶点、特异性强、安全性高、效果持久、开发成功率高和制造成本低等。寡核苷酸药物，即小核酸药物，是由十几个到几十个核苷酸串联组成的短链核酸，目前小核酸药物主要包括 RNAi 药物和 ASO 药物，作用于pre-mRNA或mRNA，通过干预靶标基因表达实现疾病治疗目的。目前小核酸药物大多通过亚磷酰胺三酯合成法进行合成。化学合成按照3'-5'的方向进行。常用的固相载体为可控微孔玻璃珠（CPG）或者聚苯乙烯微珠（PS beads），固相载体通过linker与初始核苷酸核糖的3'-OH共价结合，而核糖的2'-OH用诸如叔丁基二甲基硅基(TBDMS)的保护试剂进行保护，或是核糖的2端有甲氧基、F代、甲氧乙基等修饰，5'-OH则用双甲氧基三苯甲基（DMT）保护。此外，由于腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶存在伯氨基团，也需要用酰基试剂（例如苯甲酰基）进行保护。固相合成每个循环主要包括四个步骤：脱保护、偶联、氧化和加帽。第一步 脱保护（Detritylation）使用溶解在二氯甲烷/甲苯中的二氯乙酸（DCA）或三氯乙酸（TCA）移除核糖5端的DMT基团，暴露5'-OH，以供下一步偶联。脱保护时间取决于流速和柱子尺寸，反应时间不够/脱保护剂酸性太弱会产生n-1杂质（与完整长度为n的寡核苷酸相比仅相差一个核苷酸）；反应时间太长/脱保护剂酸性太强则导致序列中脱嘌呤的产生。反应完成后，用乙腈洗涤去除残留的脱保护剂，此步骤中乙腈含水量一般小于20ppm，乙腈需要使用较高流速去冲洗合成柱，脱保护试剂冲洗不干净导致n+杂质的产生。第二步 偶联（Coupling）合成目标的原料，亚磷酰胺保护核苷酸单体，与活化剂四氮唑混合，得到核苷亚磷酸活化中间体，它的3端被活化，5端羟基仍然被DMT保护，与溶液中游离的5端羟基发生偶联反应。为了保证较高的总产率，每个循环中都需要有较高的偶联效率。n-1杂质是偶联中最常见的杂质，它们是偶联效率低于100%的结果。与FLP相比，更高分子量的杂质（例如n+1）也存在于偶联步骤中，n+杂质的形成归因于活化剂四氮唑的弱酸性能移除一部分亚磷酰胺溶液中的DMT基团。第三步 氧化（Oxidation）偶联反应后新加上的核苷酸通过亚磷酯键（三价磷）与固相载体上的寡核苷酸链相连。亚磷酯键不稳定，易被酸、碱水解，在下一个循环的脱保护酸性环境中不稳定，因此需要被氧化成稳定的五价的磷。磷酸二酯键中的2-氰乙基保护基团可以使其在后续合成中更稳定。常用碘溶液将亚磷酰转化为磷酸三酯，得到稳定的寡核苷酸。此外通过将一个硫原子转移到P（三价）上也可以将其转化为P（五价），从而形成硫代磷酸酯键。氧化剂与固相载体的接触时间通常为1-4分钟。第四步 加帽（Capping）由于不可能达到100%的偶联效率，仍存在脱保护后没有反应的5'-OH活性基团（一般少于2%），如果不加处理，那这些基团在下一个循环中仍能发生偶联，产生n-1杂质。通常使用两种试剂（通常使用醋酸酐和N-甲基咪唑的混合液作为加帽试剂）来酰化5'-OH。经过以上四个步骤，一个核苷酸碱基被连接到固相载体的核苷酸上，再以酸脱去它的5'-羟基上的保护基团DMT，重复以上步骤，直到所有要求合成的碱基被接上去。核酸合成系统就是将上述一系列化学合成过程进行自动化，精准化可控制的设备。仪器主要由柱塞系统泵、试剂阀、单体阀、试剂循环阀、紫外检测器、电导率、惰性气体控制盒、压力监测器、合成柱及软件控制系统等多个部分组成。大规模寡核苷酸合成系统采用流穿合成技术，泵精度高，规模广泛，滞留体积低，适用于不同规模和类型的寡核苷酸。其以灵活简便的方式创建和转移方法，为工艺开发和优化提供支持，同时系统先进的数据处理能力和分析工具可高效监测和控制合成。英赛斯大规模核酸合成系统

双-（4-N,N-二甲基氨基苯基）甲烷(bis-(4-N,N-dimethylaminophenyl) methane，简称MBDA)，是合成重要精细化工产品米氏酮的前体化合物，也是合成碱性荧光黄GR与热敏、压敏染料结晶紫内酯(crystal violet lactone，简称CVL)的重要中间体。近年来，双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷在制备高纯金属有机化合物和 N-异硫氰酸酯的催化合成中也有广泛应用[2-4]。本文将介绍江西师范大学国家单糖化学合成工程技术研究中心廖维林教授团队的连续流技术研究成果：以 N，N-二甲基苯胺和甲醛为原料，对氨基苯磺酸为催化剂在康宁微反应器中连续合成MBDA[1]。研究结果表明与传统间歇釜式合成工艺相比，连续流工艺实现了该合成反应的连续稳定进行，大大缩短了反应时间，适合工业化生产。MBDA的合成方法主要有二苯甲烷二胺甲基化法[5]和N，N-二甲基苯胺与甲醛缩合法[6]。迄今为止，后者是工业生产双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷的常用路线。该路线是在酸性催化剂的催化下完成的，主要的酸性催化剂有硫酸、盐酸、对氨基苯磺酸、酸性树脂、甲酸等。但是N，N-二甲基苯胺与甲醛缩合法传统釜式工艺需要较长的反应时间，且工业生产目前还是批次操作，产品质量和收率稳定性受到影响。而康宁微通道反应器高效传质和传热且无放大效应可以直接将实验室工艺放大到和工业化生产。所以该研究尝试将釜式工艺转为连续流工艺！ MBDA的合成研究过程一、传统的间歇釜式合成实验为了对连续流反应工艺的反应条件和产物进行对比，研究者首先在实验室条件下参照文献[2]最佳反应条件(反应温度75℃，反应时间6h，N,N-二甲基苯胺、甲醛和对氨基苯磺酸的摩尔比为2:1.5:0.1) 进行了釜式反应实验。结果反应产物收率为 95.13% ，HPLC 纯度为 97.4% 。二、连续合成实验研究研究者选用康宁G1玻璃微通道反应器进行连续合成，经过G1反应后出来的物料直接流入冰水经过静置、过滤、醇重结晶，真空干燥后得到白色片状晶体，计算收率，测定其HPLC 纯度。研究者分别对停留时间、反应温度、物料比和催化剂用量进行了反应条件的优化：根据优化实验得到的最佳工艺参数:反应温度为120 ℃ ，N，N-二甲基苯胺进料速度为 30.67 mLmin-1 ，37% 甲醛进料速度为 10.9 mLmin-1，保持停留时间为 90 s，n( 甲醛) : n( N，N-二甲基苯胺) =0.6: 1.0，催化剂的用量 3%（相对于甲醛的摩尔比例） 。反应器连续运行 30 min，后处理，得到 877.8g 白色片状双-( 4- N，N-二甲基氨基苯基) 甲烷晶体，反应收率为95.2% ，产物 HPLC纯度为 98.2% 。三、结果讨论 MBDA的合成反应从间歇式转化为更高效、安全的连续过程是可行的； 康宁反应器高效传质、传热特性有助于部分慢反应提高反应速度实现快速合成，应用到工业化生产可以提高生产效率和效益； 康宁反应器无缝放大技术优势使该反应工艺可以快速放大到工业化生产。 参考文献[1]芮培欣，廖维林，郭晓红等．一种微通道反应器中连续制备双-(4-N，N-二甲基氨基苯基)甲烷的方法 [J]. 江西师范大学学报(自然科学版)，2020，44 ( 2) : 175- 177．[2]王帅，钟宏，唐联兴等．双-( 4-N，N-二甲基氨基苯基)甲烷的合成[J]tt精细化工中间体，2004，34 ( 4 ) : 26- 27．[3]Sharmistha Dutta Choudhury, Samita Basu. Caging of phenazine by 4, 4' -bis(dimethylamino) diphenylmethane: a comparative study with phenazine-N, N-dimethylaniline Chemical PhysicsLetters, 2004, 383(5/6):33- 536.[4]安华． 我国MO源发展状况 [J]. 低温与特气，1999(4):1-6．[5]邱泽刚，王军威，亢茂青等． 4，4' -二苯甲烷二胺与碳酸二甲酯甲基化反应合成4，4' -双( 二甲氨基) 二苯甲烷 ［J］． 精细化工，2008，25( 8) : 821-824．[6]苏广武，李梅香，罗先金． 高纯度 4，4' -N，N' -二甲氨基二苯甲烷的合成 [J]. 染料工业，2000，37( 5) : 19-20．

近日，国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed（《德国应用化学》）在线发表了高等研究院陈素明教授课题组在结构导向的质谱分析方面最新研究成果。论文题为“Elucidation of Underlying Reactivities of Alternating Current Electrosynthesis by Time-resolved Mapping ofShort-lived Reactive Intermediates”。武汉大学为论文唯一署名单位，高等研究院万琼琼副研究员为论文的第一作者，陈素明教授、易红研究员为论文共同通讯作者。该工作通过构建具有时间分辨能力的Operando电化学-质谱分析装置，实现了电化学过程中活性中间体以及自由基异构体的结构和动力学解析，揭示了电化学反应的内在机制（图1）。图1.时间分辨的Operando电化学-质谱分析装置与电化学芳胺功能化反应质谱是对分子进行定性和定量的有力工具，但在实际的复杂研究体系中，常规的质谱分析方法很难实现深层次的结构解析和定量分析。其中，化学反应瞬态中间过程的分析就是一个巨大的挑战。电化学合成是合成化学的新兴领域，但是电化学反应过程的机理研究一直受限于短寿命活性中间体的捕获和结构分析鉴定。为了解决电化学中间过程分析的难题，本研究开发了一种具有超快时间响应的原位电化学-质谱分析装置，可以在电合成工况条件下时间分辨地解析电化学反应过程中的短寿命活性中间体。由于该装置可以最大程度地模拟直流电合成和交流电合成反应，因此通过全面解析电化学芳胺功能化反应过程中活性中间体的结构和动力学，揭示了交流电合成相对于直流电合成具有独特反应性的内在机制。包括：减少中间体的过度氧化/还原，促进氧化-还原电生活性中间体的有效反应，尤其是控制多步电合成反应过程中氮中心自由基的动力学来减少竞争反应。这些发现对于深入理解交流电合成反应的机理提供了关键的信息。此外，本研究还发展了一种解析反应过程中氮中心自由基异构体的新型分析策略。由于中性的氮中心自由基和胺自由基阳离子在质谱分析时都会呈现出相同质量的质子化离子峰，因此难以在质谱中进行区分。研究巧妙利用中性自由基能形成碱金属加合峰的特性，并通过时间分辨的电化学-质谱分析装置测定中性自由基和自由基阳离子的寿命差异，从而准确地分辨出了反应过程中的氮中心自由基异构体。该方法不仅揭示了电化学芳胺功能化过程中隐藏的自由基反应历程，而且提供一种氮自由基异构体解析的通用方法，从而可以深入理解氮中心自由基的反应动力学。据悉，该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目经费的支持，雷爱文教授课题组为该工作提供了电化学实验装置支持。

合成生物学被誉为第三次生物技术革命，在医药、能源、材料、农业等多学科中都有巨大应用潜力。在短短十几年的发展过程中，中国合成生物学的创新探索更是步履不停，愈发多元化。和经典的合成生物技术需要反复实验相比，合成生物学将生物学、工程学、数学等紧密结合在一起，通过涉及和改造生物系统获得人们所需要的生物功能。为满足广大合成生物学工作者对于相关学科发展和经验分享的渴求，仪器信息网携手Eppendorf特邀三位业内资深专家为大家带来合成生物学领域前沿科研进展和技术应用解决方案。会议日程14:00 乔建军（天津大学化工学院 教授）倍半萜植物天然产物的合成途径解析及异源高效生产基于多组学联合分析挖掘合成元件，解析合成途径运用人工智能和量子化学计算等理性提升酶活开发基因组精准编辑技术构建高效微生物底盘好的实验建立微生物细胞工厂，运用菌群合成生物学实现高效生产14:45 陈振娅（北京理工大学生命学院 副研究员）转录因子驱动的高级醇生物传感系统的构建、改造与应用转录因子驱动的新型生物传感器的挖掘与构建高灵敏及宽域生物传感器的性能改造新型生物传感器的合成生物学应用15:35 宋明敏 （Eppendorf市场经理）浅谈合成生物学：工程化的机遇与挑战合成生物学概述和底层逻辑合成生物学未来发展趋势和挑战Eppendorf合成生物学解决方案

细胞工厂操作系统 图片来源：百度图片　　自然微生物能生产的化学品种类很少，远不能满足生产能源、化工、材料和药物领域各种化学品的需求。另一方面，自然微生物即使能生产某些化学品，其产量也很低，不具备经济可行性。　　如何拓展微生物细胞生产化学品的种类和如何提高细胞的生产效率是限制细胞工厂产业化的两个关键技术问题。　　生物制造瓶颈　　石油资源是目前运输燃料和整个化工产业的基础。然而，石油资源是不可再生的，并且以其为基础的化工炼制是一个高能耗、高污染的过程。　　而从另一个角度看，天然产物在药物开发方面有着广泛的应用，很多产物具有抗肿瘤、消炎、抗寄生虫、抗氧化防衰老等功效，一直是新药来源的重要组成部分。　　天然产物的生产目前主要从药用植物中直接提取分离。然而，植物生长周期长、产物含量低，导致这种生产方式对野生植物资源造成严重破坏。　　如何以一种可持续、绿色清洁的方式生产燃料、大宗化学品和天然产物，对于保障社会经济可持续发展至关重要。　　生物质是一种可再生的清洁资源。通过生物制造技术，生物质可以被转化为燃料、大宗化学品和天然产物，从而替代石油化工炼制和植物资源提取。生物制造的核心技术是构建高效的微生物细胞工厂，将生物质原材料转化为各种终端产品。　　然而，自然微生物能生产的化学品种类很少，远不能满足生产能源、化工、材料和药物领域各种化学品的需求。另一方面，自然微生物即使能生产某些化学品，其产量也很低，不具备经济可行性。　　如何拓展微生物细胞生产化学品的种类和如何提高细胞的生产效率是限制细胞工厂产业化的两个关键技术问题。　　合成生物学助力　　合成生物学技术的发展极大地提升了细胞工厂的构建能力。通过以下四个方面的改造，可以快速构建出生产各种化学品的高效细胞工厂：　　最优合成途径的设计：生产目标化学品的合成途径可能不存在于单一生物中，通过计算机模拟设计，可以将不同的生化反应组装到一个细胞中，形成一条完整的合成途径。在此基础上，根据基因组代谢网络和调控网络模型，设计出目标化学品的最优合成途径，使其合成过程中能量供给充足、氧化还原平衡，碳代谢流最大程度地流入产品合成。另一方面，自然界中可能不存在某步关键的生化反应，导致合成途径不能被打通。通过计算机模拟设计，可以人工合成出一个全新的蛋白，使其催化该步生化反应，从而进一步拓展化学品的合成种类。　　合成途径的创建：目标产品合成途径由一系列生化反应及相关的编码基因组成，其中某些基因是外源生物的。传统的PCR(聚合酶链式反应)扩增方法周期长，而且很多外源基因在宿主细胞中的表达及翻译效率很低。DNA合成技术的发展很好地解决了这一问题。基于芯片的高通量、高保真DNA合成技术显著降低了合成时间、合成成本和错误率 单个酶的大量合成和高通量筛选相结合，能有效解决外源基因的表达和翻译问题。另外，标准化的结构元件和调控元件文库，如启动子、核糖体结合位点和信使RNA稳定区文库，为合成途径的创建提供了坚实的物质基础。多片段DNA组装技术，如酵母体内同源重组技术，则能快速高效地实现功能模块组装和合成途径创建　　合成途径的优化：合成途径创建完之后，通常效率都很低，远远达不到产业化生产的要求，因此需要对合成途径进行优化，提高其效率。高效的合成途径很多时候不仅仅只受限于某个单一的限速反应步骤，而且需要多个酶的协同平衡。基于标准化调控元件文库，可以对合成途径各个基因的表达进行精确调控，从而获得多个基因协调表达的状态。多重基因组自动改造技术则可以同时对染色体上的多个基因进行改造，结合高通量筛选技术，可以快速高效地鉴定出最优的调控组合。另外，通过人工合成的蛋白骨架，既可以使合成途径相邻的两个酶聚集在物理空间比较近的区域，提高两个生化反应的速率，也可以获得这些酶的最优组合比例。　　细胞生产性能的优化：合成途径优化完之后，可以获得一个初步的人工细胞。需要进一步提高人工细胞的生理性能和生产环境适应能力，才能将其转变为实际生产可用的细胞工厂。进化代谢和全局扰动等技术的发展可以有效地提高细胞的生产性能。在此基础上，使用各种高通量组学分析技术可以解析细胞性能提升的遗传机制，并可用于新一轮细胞工厂的构建。　　产业化初见成效　　使用上述的合成生物学技术，科学家们成功构建出一系列高效的细胞工厂。在燃料化学品方面，生产长链醇(丙醇、异丁醇、异戊醇)、脂肪酸酯、脂肪醇、烷烃、烯烃等燃料的细胞工厂相继面世。　　另外，利用二氧化碳和钢厂废气为原料生产乙醇、脂肪醇等燃料的细胞工厂也被成功开发。在大宗化学品方面，科学家们成功开发出生产C3(乳酸、聚乳酸、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、3-羟基丙酸、丙烯酸、丙氨酸)、C4(丁二酸、苹果酸、富马酸、1,4-丁二醇、异丁烯、丁二烯)、C5(异戊二烯、戊二胺、戊醇、木糖醇)和C6(己二酸、葡萄糖酸、甘露醇)等化学品的细胞工厂，其中很多已实现产业化生产，并被进一步用于塑料、纤维、尼龙、橡胶等一系列终端产品的生产。　　在天然产物方面，生产青蒿素、紫杉醇、银杏内酯、丹参酮、吗啡、白藜芦醇、莽草酸、番茄红素、虾青素、辅酶Q10等产物及其关键前体化合物的细胞工厂也被成功开发。　　随着合成生物学各种新技术的不断发展，微生物细胞工厂的构建技术也将越发完善。其必将极大地推动石油化工制造和药物生产的产业升级，为人类社会的可持续发展作出巨大的贡献。

合成生物学技术作为一项改变未来的颠覆性技术，有着“第三次生物科学革命”的美誉。当前，合成生物学已应用在医疗、制药、食品、农业等众多领域，从政策端到技术端再到产业端，各国政府、科研院校和生物制造企业均在合成生物学领域持续发力。中国作为全球合成生物学的重要市场之一，据数据显示，预计2025年合成生物学市场规模有望突破70亿美元。今年年初，工业和信息化部、教育部等七部门联合发文表示将全面布局未来产业，加快合成生物等前沿技术产业化；两会期间，政府工作报告中也指出要加快发展新质生产力，培育生物制造等未来产业新增长点……合成生物制造作为当前最具发展潜力的战略性新兴产业之一，各地政府高度重视合成生物学的发展，并不断提供政策和资金支持，各省市也在陆续建设、启动合成生物公共技术平台，下面是国内几个合成生物公共技术平台的建设情况汇总，如有遗漏欢迎补充~。正式启用| 北京——“天空之境合成生物制造公共技术平台”近期，北京亦庄首个合成生物制造公共技术平台——“天空之境合成生物制造公共技术平台”正式启用。该技术平台建筑面积超过5000平方米，固定资产投资超过5000万元，具备从合成生物技术到绿色过程技术、再到不同领域产品开发的仪器集群和创新技术网络。其中，北京市首台声波激发耦合质谱系统能为105酶和菌种样本提供高通量精准筛选关键技术；5L-500L多条小试-中试发酵生产线和多种形式生物催化装置，为工艺优化和放大、产品制造提供了重要生产平台。此外，该公共技术平台还建设人工气候室、模拟采油装置、界面化学等多个应用测试平台，能面向能源、化工等领域应用开发提供便捷高效的模拟测试环境。正式启用| 天津——五大技术服务平台由中国科学院与天津市人民政府共建，中国科学院天津工业生物技术研究所牵头，组织高校院所、投资机构等共同建设的专业化、开放共享的国家科技平台——国家合成生物技术创新中心是合成生物技术领域集核心技术研发、技术转移转化、企业培育、资本运营四位一体的新型研发机构。2023年10月26日，国家合成生物技术创新中心打造的五大技术服务平台（高通量编辑与筛选平台、系统生物学平台、生物设计平台、结构生物学平台、智能生物制造平台）正式亮相。据悉，高通量编辑与筛选平台致力于打造工程菌种全流程自动化构建和高通量筛选的技术体系；系统生物学平台致力于发展基因组、转录组、蛋白质组、代谢组及生物分子相互作用等多组学技术新方法，提供全组学体系标准化、定量化的分析服务，具备大规模分子互作网络分析鉴定能力；生物设计平台提供算力、蛋白功能预测设计、代谢途径设计和菌种设计等高质量服务；结构生物学平台主要进行高效蛋白质表达、纯化、制备、蛋白质性质鉴定和结构生物学研究的完整技术链条，实现低成本、高通量、精确的蛋白质结构功能研究及服务能力；智能生物制造平台定位于开发新技术、新方法、新装备，以更好地提供包括发酵优化与放大、产品分离纯化工艺支撑及开发服务。正式启用| 上海——上海张江天然产物合成生物学公共服务平台2023年9月25日，上海张江天然产物合成生物学公共服务平台正式揭牌，该平台将专注于建成天然化合物的细胞工厂构建-产物测试-产物功能评价的自动化、高通量技术平台，为上海天然产物的合成生物学研发、生物制造及相关药物申报提供多维度的技术支撑。协商建设中| 湖南——合成生物学发展公共技术服务平台2024年3月14日，常德市科技局与湖南文理学院协商建设合成生物学发展公共技术服务平台相关事宜。会上，湖南文理学院党委书记龙献忠指出，要抢抓合成生物产业发展契机，布局未来产业。常德市科技局党组书记戴林军强调，要加快出台公共服务平台建设方案，积极筹建院士专家委员会，进一步推进湖南文理学院与常德经开区、津市高新区在合成生物学生物制造产业方面产学研合作。签约在建中| 山东——合成生物产业技术转化平台2024年2月，由山东能源研究院和青岛高新区管委合作建设的合成生物产业技术转化平台项目签约仪式已经举行，计划总投资1.2亿元。该项目聚焦合成生物技术领域，分期建设发酵中试平台、发酵工艺验证平台、分析测试平台、微生物培养平台、分离纯化平台、GMP平台等6个公共支撑平台和1个个性化项目孵化平台。该平台项目围绕生物医药、医疗器械领域，主要进行中国科学院青岛生物能源与过程研究所、山东能源研究院科技成果中试放大、技术熟化转化及科技创业企业孵化。

粮食不需要土地种植，可以在生产车间中制造出来。如今，这个看似天方夜谭的想象正在成为可能。日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。“这也意味着，我们所需要的淀粉，今后可以将二氧化碳作为原料，通过类似酿造啤酒的过程，在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。将二氧化碳还原生成甲醇，再转化为淀粉淀粉是人类粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。这次，天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。“我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说：“首先，光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气；然后，通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。”自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说：“要想人工实现这个过程，关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉，还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。“也许在不久的将来，不需要种地，也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。在人工合成途径构建上实现跨越式突破不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物，一直是世界各国科学家的梦想。此前，华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。“但是，他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说：“也就是说，他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物，还很难定向到其中的一种。”专家介绍，淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能，低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳，以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前，在众多科研人员的努力下，前两个问题已基本得到了解决。“这次，我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。他介绍，一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈，二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升；二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径，通过各种模块的组装和适配，最终筛选出了符合条件的路径，实现了人工淀粉合成。“经过分析鉴定，我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质，都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。马延和说：“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”创新科研组织模式，让不同专长的团队协同攻关专家预计，如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性，将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展。重大原创性突破的背后，除了科研团队多年的努力和坚持之外，科研组织模式的创新功不可没。天津工业生物所自2015年起，聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向的科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科—任务—平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局，组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。传统科研模式一般以课题组为单元进行，优势是能够集中在一个领域方向，但不是所有的研究项目都适合这样的模式。马延和说：“比如，我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作，这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来，协同合作才能够完成，传统科研模式显然不太适合。”根据项目特点，研究所创立了新的科研组织模式，即三维管理模式。“三维管理模式，具体来说就是所里统一拨付经费，设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说：“总体研究部负责项目矩阵管理；研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组，实现专业分工；平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”“在这种新模式下，要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务，我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说，“比如，途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责，总体研究部通过任务分解，将相关研究任务定向委托给他们。简单来说，这个模式更容易实现专业的人做专业的事，全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”项目实施过程中，也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队，则由新的团队替换来重新完成任务。“整个项目过程中，共有十多个小团队参与。”蔡韬说，“不同团队聚在一起，为一件事、一个目标、一个任务共同努力，协同攻关，最终实现了原创性重大突破。”

中国科学技术大学郭光灿院士团队在集成光子芯片量子器件的研究中取得新进展。该团队邹长铃、李明研究组提出人工合成光学非线性过程的通用方法，在集成芯片微腔中实验观测到高效率的合成高阶非线性过程，并展示了其在跨波段量子纠缠光源中的应用潜力。相关成果10月20日在线发表于《自然—通讯》。　　自激光问世以来，非线性光学效应已经被广泛应用于光学成像、光学传感、频率转换和精密光谱等领域中。对于新兴的量子信息处理来说，它也是实现量子纠缠光源以及量子逻辑门操作的核心元素。然而受限于材料非线性极化率随阶数呈指数衰减这一本征属性，人们对光学非线性的应用主要局限于二阶和三阶过程，多个光子同时参与的高阶过程很少被研究。一方面，低阶过程限制了传统非线性与光量子器件的性能，比如量子光源的可扩展性；另一方面，人们也好奇高阶非线性过程所蕴含的新颖非线性与量子物理现象。　　利用集成光子芯片上的微纳光学结构可以增强光子间的非线性相互作用，这已经成为目前国际上集成光学与非线性光学方向的研究热点。邹长铃研究组李明等人长期致力于集成光子芯片量子器件的研究，开拓微腔增强的非线性光子学，提出并证实了微腔内多种非线性过程的协同效应，开辟了室温下少光子、甚至单光子级的量子器件的新途径。现阶段，该研究组已经能够将非线性相互作用强度随阶次的衰减速率从10-10提升到10-5。即使如此，在集成光子芯片上实验观测到阶次大于三的高效率非线性效应依然极具挑战。　　针对该难题，李明等人另辟蹊径，提出一种新颖的非线性过程人工合成理论，即利用材料固有的较强的二阶、三阶等低阶效应，通过人工调控多个低阶过程级联形成的非线性光学网络来实现任意形式、任意阶次的光子非线性相互作用。这种方法避免了在原子尺度去修饰材料的非线性响应，而仅需要控制微纳器件的几何结构就可实现高效率、可重构的高阶非线性过程。　　利用集成的氮化铝光学微腔，该团队在实验上同时操控二阶的和频过程和三阶的四波混频过程，合成了更高阶的四阶非线性过程。实验证明，该人工合成的过程比材料固有的四阶非线性效应强500倍以上。如果进一步提升微腔的品质因子，该增强倍数可达1000万以上。　　该团队将人工合成的四阶非线性应用于产生跨可见-通信波段的量子纠缠光源。通过测量跨波段光子间的时间-能量纠缠验证了人工合成过程的相干性。相比于传统跨波段量子纠缠光源的产生方法，该工作极大降低了相位匹配的困难，并且仅需要通信波段单一泵浦激光，展现了人工合成非线性过程的优势和应用潜力。审稿人高度肯定了该工作的创新性。　　中科院量子信息重点实验室博士研究生王家齐、杨元昊为论文共同第一作者，李明副研究员、邹长铃教授为论文通讯作者。

二硝化新案例：3,5-二硝基苯甲酸的连续合成！康宁用“心"做反应让阅读成为习惯，让灵魂拥有温度3,5-二硝基苯甲酸是重要的有机合成中间体，其主要用于生产诊断用药泛影酸， 泛影酸为x线诊断用阳性造影剂，主要用于泌尿系统造影；同时也可用作树脂衍生化和氨苄青霉素测定等用途的分析试剂，是替米沙坦等药物的主要中间体，属于新兴的高附加值精细化工产品。传统工艺：3,5-二硝基苯甲酸合成工艺主要有两种：采用浓硝酸作为硝化剂直接硝化苯甲酸生成3,5-二硝基苯甲酸间硝基苯甲酸经一步硝化生成3,5-二硝基苯甲酸目前工业上两种工艺均采用间歇釜式反应，存在反应时间长、物料易积蓄、过程控制不稳定及反应釜持液量大等问题；苯甲酸硝化合成3,5-二硝基苯甲酸是强放热反应，反应热约为278.96 kj/mol，反应温度不易控制，易产生“飞温"现象；温度是影响硝化反应的重要因素，该反应需要具有稳定且快速的传热效果的反应器来控制反应温度；微通道连续流工艺：与传统釜式反应器相比，微通道反应器：面积/体积比提高了上千倍，反应传热快速且稳定，避免局部温度过高造成的反应失控，提高反应的安全性；微通道反应器通过对物料充分混合及对时间精确把控，可极大地提升整个反应体系的传质，相比传统间歇反应器收率和选择性都有所提高；反应时间短，控制精准，生成的产物能够及时移出反应器进行冷却处理，从而最大限度地避免副产物的产生。本文将向读者介绍今年10月《天然气化工—c1 化学与化工》上的一篇文章，“微通道反应器中3,5-二硝基苯甲酸的连续合成工艺"。该新工艺成果已申请技术保护，公开号：cn112679358a。研究者以苯甲酸和发烟硫酸为底物，应用了连续流微通道反应器系统，以探究不同工艺条件对苯甲酸硝化制备3,5-二硝基苯甲酸反应的影响，并获得3,5-二硝基苯甲酸连续合成的较优工艺条件，反应流程如下图所示。研究介绍一、反应机理浓硝酸硝化苯甲酸合成3,5-二硝基苯甲酸反应机理如图2所示。图2.苯甲酸硝化反应机理苯甲酸和混酸溶液在发生一硝化反应时，可以在苯环的邻、间、对位上进行亲电取代反应，一硝产物以间硝基苯甲酸为主；该反应在室温下即可快速进行，但在引入一个硝基后，由于no2+也是吸电子基团，会使苯环上电子云密度进一步下降， 使得二硝化速度大大降低，需要更为强化的反应条件。本文采用的发烟硫酸中的三氧化硫比硫酸的脱水能力更强，使浓硝酸在发烟硫酸中尽可能完全转化为no2+，加快反应进程，提高反应速率。二、实验步骤图3.连续流反应装置流程连续流反应装置如图3所示。将苯甲酸溶于发烟硫酸中，记为原料a；将发烟硫酸加入浓硝酸中组成混合溶液，记为原料b；此装置主要分为预热区和反应区， 温度通过恒温循环换热器装置设定和调节；待温度达到设定值，将原料a与原料b通过泵3和泵4同时流入反应模块，依次经过预热区、反应区，产物由出口处连续流出，然后利用冰水淬灭，冷却、结晶、过滤得到产物；产物进行hplc分析。三、反应条件研究研究者对3,5-二硝基苯甲酸的微通道连续合成工艺多个影响因素进行了考察，探究发烟硫酸用量、反应物料配比、反应温度、停留时间对合成3,5-二硝基苯甲酸收率和选择性的影响。图4. 发烟硫酸用量对反应的影响图6. 温度对反应的影响图5. 反应物料比对反应的影响图7. 停留时间对反应的影响图8. 体系各组分含量随时间变化关系最终研究者获得了该合成工艺的最佳条件：取用 n(苯甲酸):n(发烟硫酸) :n(浓硝酸) = 1 : 7: 2.8，反应停留时间4min，反应体系温度为75℃，此时3,5-二硝基苯甲酸收率为91.0%，选择性达97.2%。结果讨论与小结：本文以苯甲酸为原料，浓硝酸为硝化剂，发烟硫酸为催化溶剂，应用微通道反应器探究了苯甲酸硝化合成3,5-二硝基苯甲酸反应的工艺条件；与传统间歇方法相比，该工艺具有反应时间短、效率高、混合效果佳等优点，提升了苯甲酸硝化过程的本质安全性；对于单因素实验，均选最优结果，得到的最终工艺条件非常接近理论上的较优工艺条件。在n(苯甲酸):n(浓硝酸):n(发烟硫酸)= 1:2.8:7，温度75 ℃，停留时间4 min的较优工艺条件下，3,5-二硝基苯甲酸收率为91.0%，选择性达97.2%。参考文献：《天然气化工—c1 化学与化工》：第46 卷第2 期