近年來,,科研高校實驗室在生物醫(yī)藥、新能源和新材料等領域不斷取得進展,。在這些領域中,,很多化學反應對實驗過程中的水分和氧含量要求十分嚴格,比如 Buchwald-Hartwig 偶聯(lián)反應,;也有一些化合物和試劑對空氣中的水分和氧氣極為敏感,。科研工作者為了能夠高效的開展研究,,必須借助特殊的設備和技術來進行無水無氧操作,。如果操作不當,即便反應路徑和條件設計得當,,也可能無法得到期望的產(chǎn)物,。因此,無水無氧技術在科學研究中占據(jù)了重要位置,,已經(jīng)得到了廣泛應用,。
目前,無水無氧操作主要有以下三種方法:
高真空線操作(Vacuum-line):適用于對無水無氧條件要求不是很高的體系,,通過直接用惰性氣體置換反應體系中的空氣,,這種方法簡單實用,適用于多種常規(guī)反應,,是最常見的保護方式,。
Schlenk 線操作:在需要進行無水無氧的回流,、蒸餾和過濾等操作時,,使用 Schlenk 線技術較為便捷。
手套箱操作(Glove-box):對于需要稱量,、物料轉移,、稀釋和過濾等更為復雜的操作體系,通常在充滿惰性氣體的手套箱中進行,。手套箱已在科研實驗室中被應用在有機合成,、OLED 封裝、鋰電池制作與研究、對水氧敏感的試劑的存儲與分裝以及生物領域如厭氧菌培養(yǎng),、細胞低氧培養(yǎng)等方面[1] ,。
XmartChem®智能合成工作站
(手套箱工站)
晶泰科技將自動化技術與手套箱有機結合,研發(fā)的機器人工作站系列——XmartChem® 智能合成工作站(手套箱工站),,自動完成合成實驗中投料,、反應、產(chǎn)物稀釋,、過濾全過程,,實現(xiàn)無水無氧操作體系下化學合成實驗操作流程自動化,專門為化學人員研發(fā)的軟件系統(tǒng) ,,直觀易用,。突破高通量合成篩選的瓶頸,降低操作門檻,,提高實驗的效率和安全性,,增加科學研究產(chǎn)出。
• 無水無氧操作體系:具備高效的氣體凈化系統(tǒng),,O2 & H2O < 1ppm,;
• 高通量全自動:自動化完成合成實驗中投料、反應,、產(chǎn)物稀釋,、過濾全過程,突破高通量合成篩選的瓶頸,,降低操作門檻,,提質增效;
• 人機協(xié)作 :系統(tǒng)高效穩(wěn)定,,7×24 小時不間斷安全運行,;
• 信息溯源:支持條碼掃碼,樣品信息可溯源,;
• 可視化軟件系統(tǒng):觸屏式操作界面,,輕松訪問資源、方法,、任務及數(shù)據(jù)等功能信息,;資源配置界面與設備內(nèi)部布局一致,操作方式直觀,,充分降低學習成本,,易于使用;
• 簡化工作流程:可直接創(chuàng)建或調(diào)用模板實驗設計流程方法,,輕松設定參數(shù),,節(jié)約時間,;支持批量實驗參數(shù)導入,簡化操作,;
• 用戶權限設定:軟件系統(tǒng)支持劃分用戶權限,,維護實驗方法、數(shù)據(jù)安全,;
• 完整數(shù)據(jù)記錄:實時自動采集反應條件,、實驗控制以及數(shù)據(jù),確保完整實驗流程可追溯,;
• 數(shù)字化平臺:支持接入 LIMS 系統(tǒng),,并兼容晶泰數(shù)字化軟件(ELN、數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)等),;
• 立體倉儲物料架:多層自動化控制,,適用于多種物料存放;
• 人工操作位設計:惰性氣體手套箱一機多用,,用于敏感試劑的人工備料和存儲,;自動物料架,實驗過程中按需補料,;
• 開放集成:支持多種第三方設備如 LC-MS 等集成到工作站,,實現(xiàn)產(chǎn)物的快速鑒定;
• 固體投料
• 液體投料
• 控溫攪拌反應
• 稀釋過濾
參考文獻
[1]鄭杰,,張福平,,李玉佳. 無水無氧手套箱在實驗室安全運行與管理中的探索與實踐[J]. 大學化學,2023,,38(10):300-305.
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