高效、省时地自动加液

Mark Enders，Siegfied Tuchborn 0 2021-02-26

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拜耳公司的综合开发部门也是每天都在重复这项工作。本文将介绍一种全自动的、可持续发展的加液方式—Solvidos溶剂加液架，加液架的应用大大地减轻了实验人员的工作强度，提高了实验室工作的安全性，也促进了实验室工作环境的干净整洁。

药物研发的合成工艺是药物从实验室到大批量生产的重要前提条件，这里的合成工艺指的是一种能按照工业化批次生产或者连续性生产模式，经济、便捷地生产出实验室所研发的药物有效成分的大规模生产方式。合成工艺中有一项非常重要的工作就是测定固体物质溶解度。在测定溶解度时，将一定量待溶解的固体物质放置在样品容器中，加入溶剂，并按照规定的温度、时间条件进行混合，当规定的混合时间一到，从混合容器中吸取一定量的样品，过滤掉其中的固体成分，利用高效液相色谱法（HPLC）进行待测液分析，必要时可以按照规定，进行样本稀释。在制药工业领域中，待测的样品通常是非常昂贵的，所以样品量都非常小，所使用的混合容器通常也只需要一个安培瓶就可以了。一般情况下，固体物质质量最多只有100毫克，使用的溶剂容量也只有0.5毫升至10毫升。

传统的手工加液

Wuppertal-Elberfeld市的Bayer股份公司的研发实验室一直还都是手动将溶剂加到每一个样品瓶中。实验人员必须将样品瓶拿到通风柜处，然后一一地向每一个样品瓶中添加溶剂，而且加液器都是一次性的，每次加液完成后，所使用的溶剂都要重新送回化学品安全柜，这一过程既麻烦又耗时，并且存在着一定的安全风险，例如，瓶子掉到地上或者被其他利器碰碎，又或者在加液过程中将溶剂误加到别的样本瓶中，等等。

全自动的加液方法

特种设备制造厂Simatec公司与Bayer公司的产品开发部合作，共同设计、制造了一种名为Solvidos的溶剂加液架，溶剂加液架的应用使加液过程变得简单、快捷、安全可靠。溶剂加液架与所使用的安瓿瓶、安瓿瓶架相互匹配，最多可以同时完成32种不同的溶剂的添加工作。这一系统的核心部件是32个微量加液单元，见图1。有24加液单元是已经配置好了的，可以完成24不同溶剂的加液的任务，还有八个安瓿瓶的备用位置，以便随时更换。每一个微量加液单元都有一根单独的加液管，并与最大容积为100毫升的溶剂储存瓶连接，每一根加液管都准确的对准加液架中的相应样品安瓿瓶，因此加液架上的每一个安瓿瓶都有一个与之对应的“专用溶剂库”。

图1 Solvidos溶剂加液架的前视图

加液架的加液任务的控制系统由西门子公司负责开发的，实验人员可以通过设备上的触摸屏或者通过计算机远程遥控来选择溶剂，控制加液量，启动或者暂停加液任务，见图2。一般情况下，各种不同溶剂的加液是同时开始的。

图2 加液的控制系统截屏

比机器人更加紧凑、更可持续发展

溶剂加液架的占地面积非常小（长460毫米、宽500毫米、高1100毫米），可以轻松地放置在实验室的通风柜中。与市场上常见的移液机器人相比，加液架更加紧凑，机械运动部件也更少，不易发生机械故障。溶剂加液架还具有可持续发展性，加液任务不再需要使用一次性移液器，最大程度地避免了溶剂的浪费，而且节约了实验室耗材。

快捷而又简单

溶剂储存瓶的容量足够大，可以使用数周不需更换。溶剂储存瓶瓶盖中集成了排气阀、PTFE材料的薄膜，只有在取出溶剂时才打开。当需要向某一溶剂储存瓶添加溶剂液体时，反转加液阀的流动方向，通过吸管吸取溶剂储存瓶中的空气，专用加液管中的溶剂就会倒流进到溶剂储存瓶中。整套加液架可以安装在旋转底座上，使得加液架背面的安瓿瓶也可以向前面的安瓿瓶一样便于操作。

加液架中的每个加液单元都可以单独的计量校准，确保即使是微小的加液量也不会因环境温度变化而出现偏差。校准时，首先按照规定的加液量加液，然后称重，将称得的重量经触摸屏输入到加液控制系统中去，系统会自动显示加液过程中使用的校准因子。重复这一过程，直到显示的校准因子接近1为止。

除了校准功能之外，加液系统控制软件还有冲洗清洁功能。如果某种溶剂长期没有使用，或者在向溶剂储存容器补充液体溶剂时抽空了加液管，则需要用溶剂冲洗加液管，直到管中没有空气为止，冲洗加液管的最大冲洗量约为1.5毫升。

加液系统的其他应用

除了加液之外，这种自动化溶剂加液架还有许多其他用武之地。在生物技术领域中，它还可以测定培养基中酶或者微生物在某些特定条件（酸碱度pH值、盐度等）下的稳定性。系统中使用的微量加液控制阀能够抵抗大多数溶剂和化学品的腐蚀，具有很好的耐受性。当然，输送的液体中不能含有粒度50微米以上的颗粒，并且不能有结晶或者溶解物沉淀。

内容来源：实验与分析

责任编辑：展源

审　　核：何发