高通量固态筛选系统及方法与流程

1.本发明涉及实验室检测设备技术领域，尤其涉及一种高通量固态筛选系统及方法。


背景技术：

2.实验室脱敏实验通过筛选实验得到结晶性好、低吸湿性、稳定性好的盐型，改善可离子化化合物成药性质。反离子、溶剂和结晶是影响筛选结果和最终盐型选择的二个关键因素。其原理是，在溶液中，离子化的化合物和离子化的反离子，因为静电作用形成离子对，在一定条件下，从溶液中析出成为固体。
3.要完成上述实验，则要求对试剂、化合物进行精密称量后混合振荡，称量精度达到液体为1ul,固体为0.1mg,实验过程要对几十种上百种配方进行处理。现有的人工处理的方式，在称量、注液等步骤中，很难做到多组实验的操作一致性，而且工作量巨大，实验时间长，影响实验结果的精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高通量固态筛选系统及方法，通过自动化模块化设计，实现高通量快速高效筛选的实验过程。
5.本发明采取的技术方案是：一种高通量固态筛选系统，其特征是，包括设置在机架内的固体称量单元、移液单元、振荡单元、固体供料单元、液体供料单元和操作单元，所述液体供料单元和固体供料单元位于系统的两侧，中间为固体称量单元和振荡单元，所述固体称量单元位于固体供料单元一侧，振荡单元位于液体供料单元一侧，所述移液单元设置于液体供料单元上方的机架上，所述操作单元设置于固体供料单元、称重单元的一侧以及上方的机架上，所述振荡单元上布置进样小瓶阵列，所述移液单元将液体供料单元的液体定容积移液至进样小瓶，所述操作单元通过固体称量单元将固体供料单元的固体定质量移至进样小瓶，所述振荡单元将完成筛选配料的进样小瓶进行振荡筛选。
6.进一步，所述固体供料单元包括供料盘架，所述操作单元包括转移机械臂和供料机器人，所述供料盘架内布置有加料头阵列，所述转移机械臂设置于振荡单元上方的机架上，所述转移机械臂将进样小瓶开盖后送至称重单元，所述供料机器人从供料盘架上抓取加料头送至所述称重单元，对进样小瓶进行称重加料。
7.进一步，所述液体供料单元包括试剂瓶料盘、吸头盒，所述移液单元包括移液机械臂和移液枪，所述移液机械臂驱动移液枪，通过吸头盒的吸头，将试剂瓶中的试液移至振荡单元的进样小瓶中。
8.进一步，所述振荡单元一侧设置开合盖模块，所述移液单元移液前，所述转移机械臂将振荡单元的进样小瓶移至开合盖模块后进行开盖，移液后合盖，所述转移机械臂将进样小瓶在开合盖模块位置开盖后送至称重单元，称重加料完成后在开合盖模块位置合盖。
9.进一步，所述移液机械臂上还设置试剂瓶开盖吸头，所述试剂瓶料盘上设置卡装机构，所述移液机械臂移液前，对试剂瓶进行开盖动作，所述移液机械臂吸液完成后，对试剂瓶进行合盖。
10.进一步，所述吸头盒的一侧设置吸头回收盒，在所述振荡单元一侧还设置回收站。
11.进一步，所述称重单元包括精密天平和安装座，在所述机架内设置安装通道，所述安装座穿过安装通道单独固定，所述安装座上设置加重台，所述精密天平安装在加重台上。
12.进一步，所述固体供料单元包括两个供料盘架，每个供料盘架内设置超过40个加料头，所述进样小瓶的数量不小于100个，所述振荡单元包括多个振荡器，对进样小瓶分批进行振荡。
13.进一步，所述机架相对密封设置，所述机架上设置风扇，所述风扇在液体试剂均合盖时对机架内进行换气。
14.一种高通量固态筛选方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将进样小瓶从振动盘上移至开合盖模块后，开盖；（2）将开盖后的进样小瓶送至称重单元的精密天平内；（3）从固体供料单元中取出加料头送至称重单元，对进样小瓶进行定量加料；（4）加料完成后，将进料小瓶送回至开合盖模块；（5）移液单元将液体供料单元的试剂瓶开盖后，通过吸头吸取定量液体；（6）对开合盖模块的进样小瓶进行定量注液；（7）对进样小瓶进行合盖；（8）将进样小瓶送回至振荡单元；（9）按规定时间，对进样小瓶进行振荡。
15.本发明的有益效果是：（1）满足不同的筛选要示，高效高精度完成筛选实验；（2）不少于100个进样小瓶的高通量实验，在5小时内完成；（3）活塞式吸头精确吸液，精密天平不受设备影响，高精度称量，保证实验结果的准确性；（4）各单元模块功能独立，均可实现单独运行，配置不同的实验过程。
附图说明
16.附图1是本发明筛选系统的外型结构示意图；附图2是本发明的筛选系统的内部结构示意图；附图3是液体处理部分的局部放大图；附图4是振荡单元部分的局部放大图；附图5是固体处理部分的局部放大图；附图6是称重单元的局部放大图。
17.附图中的标号分别为：1.机架； 2.工作台；3.电脑； 4.透明推门；5.空气调节孔； 6.扫码模块；
7.移液单元； 8.吸头盒；9.吸头回收盒； 10.液体供料单元；11.进样小瓶开合盖模块； 12.振荡单元；13.称重单元； 14.固体供料单元；15.机械臂； 16.振荡器；17.安装座； 18.加重台；19.精密天平； 20.操作单元；21.机器人； 22.回收站。
实施方式
18.下面结合附图对本发明高通量固态筛选系统及方法的具体实施方式作详细说明。
19.参见附图1,高通量固态筛选系统为立柜式结构，机架1前方为操作工位，中间设置工作台2，工作台2下方用于布置电气设备，配备操作电脑3对设备进行操作。机架1的前方设置透明推门4，用于对系统内的部件进行操作和维护，在机架1的顶部设置空气调节孔5，用于安装风扇等通风设备。
20.参见附图2,在机架1的工作台2上，从左至右依次设置扫码模块6、移液单元7、吸头盒8、吸头回收盒9、液体供料单元10、进样小瓶开合盖模块11、振荡单元12、操作单元20、称重单元13、固体供料单元14等。
21.参见附图3,扫码模块6位于最左边，配合固位扫码位，对进样小瓶进行扫码。移液单元7包括位于机架1上方的机械臂15，配合机械臂15上设置的抓取头、开盖吸头、喷码头和移液枪，对液体供料单元10的试剂瓶进行开盖、对进样小瓶进行喷码、抓取、将试剂瓶内的液体进行定量移液至进样小瓶等操作。
22.液体供料单元10的试剂瓶均设有塞盖，通过液体供料单元10的卡装机构固定试剂瓶后，由开盖吸头实现在试剂瓶的开盖和合盖。液体供料单元10采用抽拉式配装方式，方便试剂瓶料盘的输入输出。
23.吸头盒8布置有吸头，移液枪装取吸头后进行移液，吸头回收盒9收集使用过的吸头。
24.参见附图4,振荡单元12包括并排设置的多个振荡器16，每个振荡器16上设有若干个进样小瓶，进样小瓶设置成阵列排布，每个振荡器16上设有30个进样小瓶，振荡器16通过控制器控制。在振荡单元12的一侧设置开合盖模块11，开合盖模块11通过对进样小瓶的夹持，通过操作单元20的开合盖夹爪进行开合盖操作。在振荡单元12的后侧设置回收站22，用于实验过程中的不合格的进样小瓶以及供料单元的容器的回收。
25.参见附图5,固体供料单元14设置在工作台2的最右边，可设置多个，通过机器人21从固体供料单元14抓取加料头，送至称重单元13。固体供料单元14在图中为两个，其为密封结构，在顶部连接制氮机，使固体供料单元14内充满正压氮气，对固体样品进行保护。称重单元13与加料头为配套产品，称重单元13内设置进样小瓶放置位，加料头设置微量出料口，机器人21将加料头送至称重单元13后，称重单元13对进样小瓶进行加料，同时精确称量，直到进样小瓶加到预定的克重。
26.参见附图6,为了保证称重单元13称量不受干扰，称重单元13的安装座17单独布
置，在机架1内设置安装通道，安装座17穿过安装通道单独固定，安装座17上设置加重台18，精密天平19安装在加重台18上。加重台18减少固振对称重的影响，由于安装座17与机架1之间不接触，机架1上产生的振动不会影响称重。
27.本专利的高通量固体筛选系统实现五小时完成100个进样小瓶的筛选操作。
28.本专利主要实现以下功能：移液单元7将液体供料单元10的液体定容积移液至进样小瓶，操作单元通过固体称量单元将固体供料单元14的固体定质量移至进样小瓶，振荡单元12将完成筛选配料的进样小瓶进行振荡筛选。
29.通过定制上述功能和顺序或者重复相关步骤，实现多种实验流程。
30.实验一：固体+固体+溶剂。
31.称量api（活性药成分）至进样小瓶，然后加入固体配体，最后加入定量溶剂，放至振荡器16中振荡。具体步骤如下：（1）将进样小瓶从振动盘上移至开合盖模块11后，开盖；（2）将开盖后的进样小瓶送至称重单元13的精密天平19内；（3）从固体供料单元14中取出加料头送至称重单元13，对进样小瓶进行定量加料；（4）加料完成后，将进料小瓶送回至开合盖模块11；（5）移液单元7将液体供料单元10的试剂瓶开盖后，通过吸头吸取定量液体；（6）对开合盖模块11的进样小瓶进行定量注液；（7）对进样小瓶进行合盖；（8）将进样小瓶送回至振荡单元12；（9）按规定时间，对进样小瓶进行振荡。
32.实验二：固体+溶剂+固体。
33.称量api（活性药成分）至进样小瓶，然后加入定量溶剂，最后加入固体，放至振荡器16中振荡。其实现步骤与实验一相类似，只是顺序不同。
34.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高通量固态筛选系统，其特征在于：包括设置在机架内的固体称量单元、移液单元、振荡单元、固体供料单元、液体供料单元和操作单元，所述液体供料单元和固体供料单元位于系统的两侧，中间为固体称量单元和振荡单元，所述固体称量单元位于固体供料单元一侧，振荡单元位于液体供料单元一侧，所述移液单元设置于液体供料单元上方的机架上，所述操作单元设置于固体供料单元、称重单元的一侧以及上方的机架上，所述振荡单元上布置进样小瓶阵列，所述移液单元将液体供料单元的液体定容积移液至进样小瓶，所述操作单元通过固体称量单元将固体供料单元的固体定质量移至进样小瓶，所述振荡单元将完成筛选配料的进样小瓶进行振荡筛选。2.根据权利要求1所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述固体供料单元包括供料盘架，所述操作单元包括转移机械臂和供料机器人，所述供料盘架内布置有加料头阵列，所述转移机械臂设置于振荡单元上方的机架上，所述转移机械臂将进样小瓶开盖后送至称重单元，所述供料机器人从供料盘架上抓取加料头送至所述称重单元，对进样小瓶进行称重加料。3.根据权利要求2所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述液体供料单元包括试剂瓶料盘、吸头盒，所述移液单元包括移液机械臂和移液枪，所述移液机械臂驱动移液枪，通过吸头盒的吸头，将试剂瓶中的试液移至振荡单元的进样小瓶中。4.根据权利要求3所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述振荡单元一侧设置开合盖模块，所述移液单元移液前，所述转移机械臂将振荡单元的进样小瓶移至开合盖模块后进行开盖，移液后合盖，所述转移机械臂将进样小瓶在开合盖模块位置开盖后送至称重单元，称重加料完成后在开合盖模块位置合盖。5.根据权利要求4所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述移液机械臂上还设置试剂瓶开盖吸头，所述试剂瓶料盘上设置卡装机构，所述移液机械臂移液前，对试剂瓶进行开盖动作，所述移液机械臂吸液完成后，对试剂瓶进行合盖。6.根据权利要求3所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述吸头盒的一侧设置吸头回收盒，在所述振荡单元一侧还设置回收站。7.根据权利要求1至6中任一项所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述称重单元包括精密天平和安装座，在所述机架内设置安装通道，所述安装座穿过安装通道单独固定，所述安装座上设置加重台，所述精密天平安装在加重台上。8.根据权利要求1至6中任一项所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述固体供料单元包括两个供料盘架，每个供料盘架内设置超过40个加料头，所述进样小瓶的数量不小于100个，所述振荡单元包括多个振荡器，对进样小瓶分批进行振荡。9.根据权利要求1至6中任一项所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：所述机架相对密封设置，所述机架上设置风扇，所述风扇在液体试剂均合盖时对机架内进行换气。10.一种高通量固态筛选方法，应用如权利要求1至9中任一项所述的高通量固态筛选系统，其特征在于：包括如下步骤：（1）将进样小瓶从振动盘上移至开合盖模块后，开盖；（2）将开盖后的进样小瓶送至称重单元的精密天平内；（3）从固体供料单元中取出加料头送至称重单元，对进样小瓶进行定量加料；（4）加料完成后，将进料小瓶送回至开合盖模块；
（5）移液单元将液体供料单元的试剂瓶开盖后，通过吸头吸取定量液体；（6）对开合盖模块的进样小瓶进行定量注液；（7）对进样小瓶进行合盖；（8）将进样小瓶送回至振荡单元；（9）按规定时间，对进样小瓶进行振荡。

技术总结
本发明涉及实验室检测设备技术领域，公开了一种高通量固态筛选系统，包括设置在机架内的固体称量单元、移液单元、振荡单元、固体供料单元、液体供料单元和操作单元，所述液体供料单元和固体供料单元位于系统的两侧，中间为固体称量单元和振荡单元，所述固体称量单元位于固体供料单元一侧，振荡单元位于液体供料单元一侧，所述移液单元设置于液体供料单元上方的机架上，所述操作单元设置于固体供料单元、称重单元的一侧以及上方的机架上，所述振荡单元上布置进样小瓶阵列。本发明还公开了筛选的方法。本发明通过自动化模块化设计，实现高通量快速高效筛选的实验过程。快速高效筛选的实验过程。快速高效筛选的实验过程。


技术研发人员：刘家朋
受保护的技术使用者：上海汇像信息技术有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/7/21