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顶置式称重加样工具-称重(GDU)

[专家专栏 – 实验室自动化] Chemspeed 在药物研发领域的应用案例 (一)

前沿:固体粉末的分配在药物研发过程中的重要性

在医药开发中,实验室自动化技术扮演着越来越重要的作用,特别是随着高通量筛选的普遍运用,自动化技术已成为全球知名药企的必备武器之一。在实际研发过程中,几乎所有反应都会涉及固体试剂,而高通量筛选过程更是对固体试剂的分配提出了高数量、高重复性、高准确性的要求。自动化的固体分配技术不仅可以将技术人员从重复性操作中解放出来,更重要的是从根本上避免了人为误差的发生,最大程度上提高了重复性,完美解决现有的瓶颈问题,最终为新药开发节约了宝贵的时间和人力成本,让药物研发速度和质量迈上更高的台阶。 

【固体全自动分配方案】

“使用 Chemspeed GDU-P / GDU-P (fd) 可以轻松地完成毫克级别的固体粉末称重分配任务,适用于高重复性和高通量的固体分配任务,可达到人手操作所不能及的高效,且误差基本上都控制在 5% 以内。”

—— 杜世振丨力扬自动化合成及优化专家

在固体全自动分配方案中我们所用到的重点工具是适用于固体/粉末的顶置式 称重加样工具, GDU-P 或者是 GDU-P (fd) 。两者在粉末分配量稍有区别,GDU-P (fd)适用于单次分配 30 克以下固体样品的精细分配过程,天平分辨率可以达到 0.1 毫克; GDU-P 适用于固体 / 粉末的普通分配,它可以单次分配 0 – 100 克的固体样品,天平分辨率为 1 毫克。在分配过程中,固体 / 粉末样品会提前储存到GDU-P / GDU-P (fd) 物料罐里,分配任务执行时,机械手会带着天平把物料罐抓取到容器上方进行分配。

如下图展示了 GDU-P 内部的结构,里边有螺旋推出杆,可以保证样品顺利地从样品罐中分配出来。

固体试剂自动加样

在分配过程中,控制软件会根据分配量的大小和精度来控制物料罐出口物的开关大小和速度。图中右侧是对不同类型的固体物质做的分配性测试,分别按 1 毫克、10 毫克、20 毫克、100 毫克来进行分配,每次分配 10 次,可以看到,无论是对气溶胶还是金属有机物或是纯的有机物,分配的结果的误差都控制在 5% 以内。 

另一个难点是在固体分配过程中,需要重复精准结果的质量要求十分高。采用 GDU-P 或者是 GDU-P (fd) 可以很轻松地完成这种重复性的工作,且可以很高效和精密地来完成不同量级的分配任务。具体做法是使用 Chemspeed 的控制软件 (AutoSuite) 导入设计好的程序,接着机械手会自动地把原料瓶和目标分配瓶的瓶头打开,然后通过 GDU-P (fd) 或者 GDU-P 按照设定的量进行分配固体,或者是用 SWILE 工具分配这种亚毫克级别的固体粉末。在分配的过程中,如果有必要的话,可以同步进行混合、加热、冷却等过程,分配完成后,机械手将关闭试剂瓶或物料瓶。以此类推重复操作完成这种大量的、多批次的化合物分配过程。

实验室自动化专家-杜世振博士Dr. Simon Du专家简历

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