Publication: Роботизированная система для выполнения химических синтезов с анализом продуктов
Дата
2025
Авторы
Серов, Н. Ю.
Адыгамов, М. Ш.
Голубь, А. О.
Гимадиев, Т. Р.
Journal Title
Глобальная ядерная безопасность
Journal ISSN
Volume Title
Глобальная Ядерная Безопасность
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
В данной работе описана роботизированная установка для выполнения химических синтезов с анализом продуктов, выполненная с целью создания прототипа робота-химика. Основой послужила автоматизированная система «LifeBot» от российско-японской компании Эвотэк-Мирай Геномикс. Система «LifeBot» была изначально разработана для выделения нуклеиновых кислот и приготовления смесей. Для перепрофилирования системы под химические задачи были сделаны различные модификации, в том числе увеличение числа хранящихся растворителей и растворов, дозируемых через дополнительно установленные перистальтические насосы, расширение числа доступных реагентов через модификацию хранилища и добавление манипулятора и стойки с хранилищами. Наиболее существенной модификацией стало оснащение установки самодельным смесителем с нагревом и контролем температуры, который и позволяет осуществлять параллельные химические синтезы. Еще одной важной модификацией стало добавление интерфейса взаимодействия с жидкостным хроматографом, благодаря чему возможно выполнение анализа реакционных смесей после синтеза. Программное обеспечение написано на языке Python и позволяет осуществлять как прямой контроль над физическими аспектами роботизированной системы, так и проводить параллельные синтезы в автоматическом режиме, начиная с расчета требуемых объемов реагентов, их отбора и приготовления реакционных смесей, продолжая перемешиванием в течение установленного для синтеза времени с нагревом до требуемой температуры и заканчивая отбором и разбавлением проб для анализа и их отправкой на хроматограф. Таким образом, присутствие человека требуется только во время подготовки к синтезу (загрузка растворов в хранилища, установка чистых наконечников дозатора и реакторов) и после завершения синтеза (удаление использованных реакторов и наконечников), что является перспективным в плане минимизации контакта человека при работе с вредными и/или опасными веществами. Автоматизированное выполнение синтезов на роботизированной установке с последующим анализом продуктов было проверено на реакциях образования олигопептидов глицина под действием триметафосфата натрия, в которых варьировались условия синтеза: соотношения реагентов, температура, время процесса.
Описание
Ключевые слова
Органические реакции , Хемоинформатика , Искусственный интеллект , ВЭЖХ-анализ , Автоматизация химических процессов , Анализ продуктов , Химический синтез , Робототехника
Цитирование
Серов Н.Ю., Адыгамов М.Ш., Голубь А.О., Гимадиев Т.Р. Роботизированная система для выполнения химических синтезов с анализом продуктов. Глобальная ядерная безопасность. 2025;15(4):19-29. https://doi.org/10.26583/gns-2025-04-02. EDN: RWUQOK