Automated solubility screening platform using computer vision.
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DOI：
10.1016/j.isci.2021.102176
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发表时间：
2021-03-19
期刊：
影响因子：
5.8
通讯作者：
Hein JE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shiri P;Lai V;Zepel T;Griffin D;Reifman J;Clark S;Grunert S;Yunker LPE;Steiner S;Situ H;Yang F;Prieto PL;Hein JE
溶解性筛选是一个基本的、常规的过程，通常是劳动密集型的。机器人平台已经被开发出来，以自动化所涉及的体力劳动的某些方面。然而，许多现有的系统依赖于传统的分析技术，如高效液相色谱，这需要对每种化合物进行预校准，而且可能会消耗资源。此外，自动化通常不是端到端的，需要用户干预来移动小瓶，为每种化合物建立分析方法，并解释原始数据。我们开发了一个闭环、灵活的机器人系统，具有集成的固体和液体给药能力，依靠计算机视觉和迭代反馈成功地测量咖啡因在多种溶剂中的溶解度。在最初的研究人员输入(<；2分钟)后，系统自动运行，筛选出五种不同的溶剂系统(每个20-80分钟)。结果得到的溶解度值与使用传统手动技术获得的值相匹配。我们展示了一种用于溶解度筛选的模块化、闭环式机器人平台。自动溶剂滴定由计算机视觉和浊度监测提供信息，在实验循环过程中不需要人工干预或高效液相分析，该系统获得的溶解度值与通过传统方法获得的溶解度值相匹配有机化学、有机合成、绿色化学、工程、自动化
Solubility screening is an essential, routine process that is often labor intensive. Robotic platforms have been developed to automate some aspects of the manual labor involved. However, many of the existing systems rely on traditional analytic techniques such as high-performance liquid chromatography, which require pre-calibration for each compound and can be resource consuming. In addition, automation is not typically end-to-end, requiring user intervention to move vials, establish analytical methods for each compound and interpret the raw data. We developed a closed-loop, flexible robotic system with integrated solid and liquid dosing capabilities that relies on computer vision and iterative feedback to successfully measure caffeine solubility in multiple solvents. After initial researcher input (<2 min), the system ran autonomously, screening five different solvent systems (20-80 min each). The resulting solubility values matched those obtained using traditional manual techniques. We demonstrate a modular, closed-loop robotic platform for solubility screening Automated solvent titration is informed by computer vision and turbidity monitoring No human intervention or HPLC analysis is required during the experimental loop Solubility values obtained by the system match those obtained via traditional methods Organic chemistry; organic synthesis; green chemistry; engineering; automation
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