無水無氧操作體系 | XmartChem®助力化學合成科研創(chuàng)新

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。

● 產(chǎn)品特點

• 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；

● 工作流程

• 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.