自2022世界人工智能大會（WAIC）首次公開亮相后，晶泰科技自動化合成實驗室引起了業內外同仁的廣泛關注和好奇：

• 晶泰科技的自動化合成實驗室長什么樣？

• 它可以實現哪些功能?

• 相比傳統模式，自動化合成系統有哪些優勢和亮點？

• ……

是時候一起來了解一下晶泰科技的自動化合成實驗室了。

揭開晶泰科技自動化合成系統的神秘面紗

自2019年起，晶泰科技便開始探索自動化實驗室的自主研發之路，已在自動化化學合成等場景中成熟應用。

● 軟硬兼施：晶泰科技自主研發的自動化工站與控制系統

晶泰科技在上海和深圳兩地均建有一流的化學合成實驗室，目前面積約 7500 平方米，其中自動化實驗室面積超過 3000 平方米，配備自動化工作站 200 多臺 ，通過自主研發的云端軟件控制系統，可以遠程操控自動化工站和起串聯作用的AGV小車，并實時記錄實驗過程數據和結果，有效保證了實驗記錄的及時性、完整性、規范性和可追溯性。

自動化合成系統能做什么？

無論是在高通量平行反應，還是多步自動化合成反應，晶泰科技人機結合的自動化合成實驗系統都可大幅提高合成效率，助力客戶突破藥物研發項目的合成限速步驟，提高藥物研發的效率，而我們的終極目標是在所有的人工實驗場景中用自動化合成替代人工合成。

 ● 1．高通量平行反應

應用在化合物庫合成，催化劑篩選，反應條件優化和方法學研究等場景里面。

自動化合成在高通量反應或平行反應中，有明顯的優勢。那些重復、繁重而耗時的工作交給自動化機器來做，可以7*24h不停歇地開設反應，處理反應，以及純化產物，減少人為失誤和環境改變帶來的偏差，實驗結果更可控。

● 2．多步自動化合成

應用在苗頭/先導化合物的篩選和優化，多個骨架探索，以及大量SAR，同時探索多個基團替換等場景里面。

自動化合成，可以同時探索多條反應路線，其效率是普通人工所不能比擬的。

圖1   晶泰科技自動化化學合成服務應用場景

自動化合成系統有哪些優勢和亮點？

我們將通過一個案例帶你了解“人機結合”有怎樣的優勢。

項目背景：客戶購買了晶泰科技5個FTE，需要合成78個藥化分子（平均每個分子反應步數約為5步），每個交貨20mg，希望在20周內完成交貨（基于IP保護，我們不便透露客戶的名稱）

晶泰科技解決方案：采用“人機結合”的服務模式，FTE組合配備了：1個組長+3個研究員+1個自動化實驗室操作員。

 ● 1．人機結合，效率提升

此項目需要合成78個藥化分子，平均每個分子反應步數約為5步，那么總共需要合成推進390步。

傳統人工模式下，按每人每周同時推進兩條路線，每條路線上成功推進兩步來計算，一個5人組需要將近20周完成（390/(5X4)=19.5）。

而人機結合模式下，5人+3臺自動化合成工站（自動化工站還沒有滿負荷運行），不到10周就完成了，成功交付72個分子，交付率92%，效率提升到傳統人工模式的2倍。

圖2  該項目中其中一條線路（基于該項目的IP保護，已對分子結構進行模糊處理）

眾所周知，每個化學反應的難易程度和復雜度情況不一，這里我們只是列舉了一個代表多步反應且難度中等的例子，效率提升至人工的2倍；如果是高通量的平行反應，用自動化合成工站來做，效率大概能在多步自動化合成場景基礎上再額外提升50%~100%。

 ● 2．質量穩定，復現率高

可復現率代表了實驗交付的穩定度， 當采用人工方式進行化學合成時，同一反應由不同的人來操作，或者相同的人在不同的時候甚至是不同的天氣來操作的話，反應結果都可能會有一些差別。

而切換到人機結合的自動化合成場景下，在自動化系統的高效加持下，可實現高通量，自動化，穩定高效。經過晶泰科技自動化系統近10000個反應的測試，系統質量穩定，實驗可復現率大于95%。

圖3  高通量、自動化的化學合成

 ● 3．可承擔危險反應，安全防護

安全性是所有工作中最重要的一項內容。在保障實驗人員的人身安全、減少實驗人員直接接觸放射性/易燃易爆等危險實驗這一方面，自動化機器展現了明顯的優勢。自動化工站可代替人工進行高危實驗，避免實驗人員直接接觸。而一些易燃易爆危險性反應如果能用機器做，其作用就像排爆機器人，對實驗人員有很好的保護。

 ● 4．可覆蓋80%常見反應類型，普適性高

晶泰科技的自動化合成系統可覆蓋酰胺合成、Suzuki，Buchwald等金屬參與的偶聯反應、親核取代等80%常見反應類型，可控制反應溫度從0 到150攝氏度的變化，兼容固體和液體的精準計量，實現了LCMS自動監測反應，利用自動化手套箱工站，可進行無水無氧操作等等。

實現了無水無氧操作的自動化，除了能拓展自動化覆蓋的有機反應范圍，以及獲得更好的實驗結果外，更重要的是，自動化手套箱工站成為了一件人人都能上手的設備和工具，把無水無氧操作的門檻降低了。類似的例子還有不少，自動化合成系統，某種程度上就像電子游戲中功能強大的武器裝備，一旦擁有，將極大提高玩家的戰斗力。即使是剛參加工作的畢業生，在自動化合成系統的加持下，也能很快達到有數年工作經驗的合成人員的產出。

圖4 晶泰科技手套箱工站

 ●5．結合AI模型，提升反應成功率

在晶泰科技自主研發的智能化自動化藥物研發平臺中，物理模型產生的干實驗數據為AI建模提供了支持，而人機結合的自動化合成實驗，不僅能實現7*24小時不間斷工作，減少人為失誤和依賴，保證高效并行，更重要的是能產生更多標準化、高質量的濕實驗數據，反饋給AI模型并持續迭代優化，從而進一步提升反應效率和成功率。

不久的未來，晶泰科技還將繼續擴大自動化實驗室的規模，屆時，涵蓋數千臺工站的自動化工站集群，將與人工智能計算平臺，以及經驗豐富的專家團隊一起，實現更大規模的資源調度和更多研發場景的自動控制，為更多創新藥物研發增速提效，保駕護航。