配方与多晶型筛选

面临的挑战

在对活性药物成分 (API) 进行表征时,许多化合物可结晶形成不同的固体形态 (即多晶型)。每种晶型均具有独特的溶解度、生物利用度与稳定性特征。明确存在的晶型种类,并确认其中最稳定的形态,对于药物性能、可生产性及知识产权保护至关重要。

寻找这些晶型需要筛选数百种结晶条件:包括溶剂、盐、添加剂及共晶物,它们均会改变药物结构与稳定性。这一过程劳动强度极大,通常需要大量人工操作与数不清的实验板。传统自动化设备虽能增加实验通量,却无法帮助你优化实验设计,也无法更快解析数据。

解决方案

Stuntman是一款高度灵活的自动化平台,通过内置人工智能,彻底简化制剂与多晶型筛选的繁琐流程。只需自然语言指令,即可生成可执行脚本,实现从起点到终点的闭环自动化调度。Stuntman AI可助力实验规划与组织、结果解析及进程指导。借助 Stuntman AI、直观的拖拽式界面或支持完整API调用的Python。

可根据需求自定义配置平台,实现实验搭建自动化,高效探索庞大的条件空间——包括离散或连续变量、溶剂或共晶配体、温度或浓度,并在结晶过程中实时采集所有数据点。从精准称量、溶剂处理,到控温、混合与蒸发控制,Stuntman均可执行微量化筛选,以更少的耗材与时间,获得更多晶型与制剂信息。

实验论证

粉体分配

所有催化剂筛选流程都始于一个简单的事实——每次都必须精准定量添加催化剂与反应物。Stuntman配备两种料斗规格:经典型 (Classic) 与储料瓶型 (SV),覆盖从亚毫克级催化剂投加到克级试剂添加的全量程需求。无论是流动性良好的粉体,还是难以处理的块状固体,它都能轻松应对。在平台上搭载任意组合的料斗,Stuntman的自适应算法会学习每种粉体的流动特性,实现精准、可重复的分配。

经典料斗 (10、25、50、100 mL) 适用于同一种粉体分配至多个反应孔的一对多分配场景。SV储料瓶料斗,专为包含数十种独特试剂或材料的大规模筛选而设计,采用标准4 mL玻璃瓶与一次性分配头。可在平台上堆叠数十个,平台外还可储备数百个,并对每一次分配进行全程可追溯记录。紧凑、灵活、可重复使用的料斗,是高通量化学实验的理想配置。

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液体分配

Stuntman提供多种液体分配方案。正置换吸头 (PDTs) 可处理从挥发性溶剂到粘稠试剂、浆料在内的各类液体,量程覆盖10 µL至10 mL。宽口径吸头可确保浆料与悬浮液顺畅分配,不发生堵塞。溶剂可取自平台内置或外置储液源,用量从数微升至数百毫升不等。每种液体均单独校准,确保每次分配精准达标——无滴漏、无浪费、无偏差。对于pH敏感的成盐筛选,Stuntman可在溶液配制过程中调节并监测 pH,确保在结晶开始前达到正确的离子化状态。

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可加热和Y轴间距可调的6通道机械臂最高加热温度可达120 °C,在对温度敏感的实验流程中保持试剂处于溶解状态。钢针之间Y轴的间距可在9–20 mm之间调节,适配从96孔板到大容量样品瓶的各类容器,轻松在研发探索与工艺开发场景间切换。6通道机械臂配备可伸缩单通道,满足单次单溶液移液操作需求;如需同时处理多种溶液,可切换为四通道模式。

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加热过滤

有机溶剂往往难以处理——易挥发、蒸发快,且溶液遇冷就会析出结晶或造成堵塞。Stuntman的加热式液体分配模块可使试剂保持溶解状态,实现洁净分液,确保每次筛选都能正常启动。

结晶过程对晶种 (成核剂) 的存在极为敏感,成核剂会直接导致实验结果难以重复。当结晶实验需要保持无颗粒状态时,可通过加热分配机械臂和加热过滤模块的组合,自动去除固体杂质,该模块可直接加装在Stuntman平台上。这种由滤膜与密封垫片组成的夹层结构,最高可加热至120 °C,在进行微量多晶型筛选实验时,能够有效密封、防止挥发与溶液析出沉淀。

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结晶控制

均匀的温度控制和混合对于实现可重复的结晶过程至关重要,而Stuntman的加热/冷却/搅拌位 (Heat/Cool/Stir Bays) 为您提供全方位的控制。每个工位均可对温度、搅拌和蒸发进行精确且独立的控制,因此您可以在单个台面上同时在不同条件下运行多个结晶实验。

操作温度范围可从零下至180 °C,适用于温度驱动或过饱和度研究。您可以直接在台面上进行慢速溶剂挥发结晶,并行对比温度、搅拌方式或溶剂选择对晶体形成的影响。如果您倾向于使用轨道涡旋混合,可配备涡旋工作站,以实现一致且低剪切的搅拌效果。

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结晶过程直接在加热/冷却/搅拌位上的结晶器模块中进行,因此晶体生长完成后无需转移。每个模块采用塑料管密封在玻璃基底上,晶体在此形成并沉降。为了实现受控生长,Stuntman系统可自动化缓慢添加反溶剂,从而精确管理过饱和度和晶体成核。实验结束后,只需拆卸模块,即可将玻璃基底直接送至 XRD (X 射线衍射)、拉曼光谱或成像设备进行分析,而不会扰动晶体。

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成像与透瓶拉曼光谱

每一颗晶体都诉说着一个故事——它的晶型、生长过程以及稳定性。Stuntman系统让您无需打开样品瓶即可捕捉这一完整故事。台面集成的视觉成像系统与内置拉曼探头,使您能够轻松观察并识别所形成的每一颗晶体。

高分辨率成像可独立追踪每个样品瓶,记录其澄清度与浊度变化;透瓶拉曼光谱则能直接确认密封瓶内的固体晶型。两者结合,为您提供反应过程的全景视图:明确何种条件诱发了晶体成核、出现了哪些晶型,以及这些晶型随时间如何演变。

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对于对pH敏感的系统,Stuntman能够同步采集pH数据,并将其与成像及拉曼光谱结果进行关联分析,从而将晶体形貌、结构特征与溶液条件整合到同一数据集中。

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借助Stuntman,集成与拓展能力无限

您可以通过Stuntman内置人工智能Python API,与自有工具、数据系统,或人工智能及机器学习平台无缝对接。按需搭载所需模块,或连接至第三方系统进行样品制备、处理与分析。随您的科研发展持续扩展。

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Stuntman

Stuntman凭借人工智能技术,重塑实验室自动化的行业格局——实验的设计、执行、分析与迭代,全程高效推进、永不中断。系统可自主筛选最优实验方案,确保每一次闭环迭代都按计划推进。助力化学、生物制药与材料领域的研发突破加速实现,从容应对各类全新的研发挑战。

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