高效、精準、低成本：當化學合成按下自動鍵

自動化實驗室

● 無人化全天候運行：實驗室流程由機器人、自動化設備完成，無需人員在場，可24小時連續高效運行，顯著提升效率和精準度。

● 智能化自主決策與優化：通過AI算法自主設計實驗方案、優化參數、分析結果并調整后續步驟，具備自學習能力，不斷提高成功率和實驗質量。

● 全流程閉環操作：從樣本處理、實驗執行到數據分析形成完整自動化閉環，減少人為誤差，確保結果可靠性和一致性。

● 高精度與高安全性：采用高精度機器人及自動化設備，精準完成復雜操作，重復性高；同時避免人員接觸危險物，大幅降低實驗風險。

● 實時監控與數據集成：支持實驗過程實時可視化、遠程監控與報警，數據可追溯、可導出，強化數據管理。

● 廣泛適用且降本增效：可應用于化工、生物制藥等多領域，長期幫助企業降本增效。

自動化實驗室的出現，為化學合成開啟了“加速引擎"，以其高效、精準、低成本的核心優勢，重塑傳統科研與生產模式。這些兼具自動化、智能化、微化工等技術優勢的自動化體系，并非只是停留在理論層面的構想，而是已在實踐中展現出巨大潛力。

早在2015年，美國默克公司的化學家團隊便開創性地開發了一個高通量化學反應篩選平臺，用于納摩爾級的Buchwald-Hartwig偶聯反應的底物和反應條件篩選，每天能夠高效處理超過1500個反應，展示了其篩選能力。然而，該系統基于微孔板的設計也存在一定的局限性，在反應過程中僅能使用高沸點溶劑二甲基亞砜，且反應過程無法加熱，這在一定程度上制約了此平臺的廣泛應用。盡管如此，這一技術仍是化學合成領域的一個重大突破，為藥物研發和其他化學研究提供了有力工具。

受此工作啟發，輝瑞的研發人員做出重要突破，開發了一種可在不同溶劑、溫度、壓力等條件下進行自動化化學反應篩選的平臺[1]。以流動化學（flow chemistry）技術與超高效液相色譜-質譜聯用（UPLC-MS）技術為基礎，通過兩臺UPLC-MS裝置的交替檢測，每隔45秒進行一組反應篩選。反應中的物料流速、停留時間、取樣、進樣、反應溶劑切換等由計算機全程控制，在1天內篩選超過1500多個納摩爾量規模的Suzuki-Miyaura偶聯反應。在一組特定的硼酸酯和溴代吲哚底物的Suzuki-Miyaura偶聯反應，8小時內完成了576組反應條件的篩選，僅消耗了50 mg的溴代吲哚原料，就給出了zuijia條件。在此條件基礎上，對物料比例、反應濃度和反應時間稍作調整，順利將反應放大到0.41 mmol規模，收率81%。

相較于人工手動合成，自動化實驗室合成在碳排放降低、時間成本壓縮及金錢成本節約方面均展現出明顯的優勢[2]。在一個自動化光催化反應系統中評估了它在進行碳—碳鍵形成、有機污染光催化降解和固氮反應任務時，相比手動合成方法在碳排放、時間與金錢成本上的優勢。由于自動化實驗室具備自我優化能力、實驗試劑的消耗量顯著減少、機器運行的成本低于人工成本，而且機器能夠每天24小時不間斷地工作，即便人力每天工作14小時，自動化合成系統也可將碳排放減少至手動合成實驗室的5%，同時節省超過一半的時間，其成本還不到手動合成的20%。

自動化實驗室在成本、效率與環保層面的多重價值，正驅動行業加速從 人工依賴向自動化轉型，而在這一轉型過程中，本土企業憑借核心技術的自主研發，走出了一條全流程自動化的創新路徑。

歐世盛公司基于過去十幾年來對自動化核心零部件、智能化微反應器、在線檢測儀器的原創性開發，實現了從單步連續反應到多步連續反應的自動完成，實現了反應流程與在線檢測全流程自動化的質的飛躍。歐世盛自動化實驗室方案正將化學合成從“經驗驅動"轉向“數據與智能驅動"。自動化與高通量的結合進一步為AI和機器學習技術在化學領域的應用鋪平了道路，自動化實驗室的建立也為大規模化學合成、新藥研發及材料科學等領域的研究提供了強有力的支持。

參考文獻

[1] Science, 2018, 359, 429.

[2] Journal of Nanjing Tech University(Natural Science Edition), 2025, 47, 115.