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処方開発自動化ソリューション

粉体や高粘性液体などサンプル形状を問わない分注ツールと
高機能処方ベッセルで医薬品・パーソナルケア製品・塗料などの処方開発を完全自動化

将来的な労働力の減少が予想される中、R&Dにおいても省力化および労働力の代替として機械による実験フローの自動化が求められています。
しかしながら処方開発は非常に複雑で、複雑な組成物と感度の高い処方プロセスを同時に最適化しなければなりません。このため通常は高い計画性と膨大な数の実験が必要となり、時間的にも人的にも相当なコストを要します。
ラボオートメーションシステム「CHEMSPEED」が提供する自動化ソリューションのひとつには、処方開発の自動化もございます。高精度の秤量機能付き自動分注ツールと処方開発用の高機能処方開発ベッセルを組み合わせて、ハイスループットかつハイアウトプット(高品質)なラボラトリーオートメーションを実現いたします。


処方開発の主な対象分野

・化粧品・パーソナルケア製品
・ホームケア製品
・医薬品
・塗料
・OLED、OPV、燃料電池インク
・バッテリーペーストと電解液
・エンジンオイルとグリース
・触媒ペーストの製造

ロート製薬株式会社様にてCHEMSPEED処方開発自動化システム導入

先日CHEMSPEEDを導入いただきましたロート製薬株式会社様より、自動秤量分注機能などを備えたロボットとしての処方開発用のシステムでは国内化粧品メーカー様では初となる導入のニュースリリースをいただきました。

国内化粧品業界初・自動製剤調合ロボットを導入~パーソナライズ化粧品の実現を視野に共同開発~

ラボオートメーションの究極形ーR&Dサイクルの完全自動化

CHEMSPEEDは研究開発における各ステップで
ハイスループット&ハイアウトプットな自動化を実現します

CHEMSPEEDは、R&Dにおける各ステップをオートメーション化するプラットフォームシステムです。
サンプル前処理から合成、プロセスリサーチ、処方開発、テスト(品質管理)といった複雑で高精度を求められる工程において、それぞれの実験のために開発された高機能モジュールをラインナップ。多様なオプションと組み合わせることで、ユーザーのニーズに合わせた独自の自動化装置としてご提供いたします。

ウェビナー

日本語字幕を追加いたしました

Combining AI and Automation Towards The Prediction of Crystal Structure Landscape-デジタル設計と機能性材料の発見-

本動画はChemspeed TechnologiesによるR&DおよびQCラボの自動化・デジタル化に関するウェビナ―に日本語字幕を追加したものです。

研究開発の自動化をテーマとしたウェビナーをアーカイブで公開中

製造メーカーChemspeed Technologiesでは様々な業界における研究開発の自動化をテーマにウェビナーを開催しております。過去に開催されたウェビナーはアーカイブでご覧いただけます。

ARTIFICIAL INTELLIGENCE DRIVEN AUTONOMOUS LAB BY IBM & CHEMSPEED

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The IBM and Chemspeed collaboration opens doors for a new era in synthetic chemistry with wide implications for the pharmaceutical and chemical industry.
Teodoro and his team push the boundaries of AI-driven lab-automation at IBM Research Europe and have successfully implemented predictive retro-synthesis in silico with the autonomous execution by a Chemspeed automated synthesis workstation.


HOW TO BENEFIT FROM DIGITALIZATION IN REGULATED COSMETICS QUALITY CONTROL

視聴はこちらから(外部サイト)

The cosmetics industry is experiencing a historic disruption. This requires timely adaptation in R&D and QC due to harsher regulations and fast changing formulations.


DATA SCIENCE-DRIVEN AUTONOMOUS REACTION OPTIMIZATION BY UBC, MERCK CO., INC. AND CHEMSPEED

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Data driven high-throughput experimentation is enabling accelerated screening within pharmaceutical companies. New data science tools combined with machine learning are being implemented to efficiently tackle multivariate reaction optimization challenges.
Melodie Christensen, from Merck & Co., Inc., and UBC will give an overview of the use of automation in her Data Rich Experimentation (DRE) lab and her move towards autonomous reaction screening in conjunction with digitalization.


MACHINE LEARNING-DRIVEN DIGITAL TRANSFORMATION OF THE COATING INDUSTRY

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We are pleased to announce Dr. Jost Göttert and Dr. Christian Schmitz from the HIT Institute of Surface Technology based at the Hochschule Niederrhein in Krefeld.
Our guests will present recent advances in digital chemistry related to high throughput experimentation and machine learning which enables acceleration and optimization of coatings formulation development.
They will illustrate their “iHIT Solution Engine” process with practical examples, and discuss how to use the Digital Model Information.


ACCELERATED MATERIALS DISCOVERY ENABLED BY SYNTHETIC SYSTEMS

視聴はこちらから(外部サイト)

ACCELERATED MATERIALS DISCOVERY ENABLED BY SYNTHETIC SYSTEMS Dr. Alan Aspuru pushes the boundaries of autonomous lab work by combining computation, machine learning and workflow solutions. Together with collaborators around the globe he conceives platforms with the ability to self-optimize their output and, bit by bit, decrypt the art of chemistry.
Alan will present a DARPA-funded collaboration involving the groups of Lee Cronin, Jason Hein, Bartosz Grzybowski and Marty Burke that aims to create self-driving laboratories and make better optoelectronic materials. We will discuss the project alongside recent progress in AI for chemistry.

CHEMSPEED処方開発自動化システム「FORMAX」

CHEMSPEEDのFORMAXシステムは、パーソナルケア製品関連のラボ向けに開発された処方開発自動化システムです。
FORMAXの処方モジュールは、個別に制御された高精度のワークステーションで構成されています。各ワークステーションには、ベッセル/ブレンダー、フィードベッセル、シリンジポンプが設置されており、温度、粘度、pH、攪拌速度などの条件設定をそれぞれ独立した制御が可能です。
高精度秤量機能付き分注ツールでは固体・粉体・液体のほかに、高粘性の液体やペースト状、ワックス状でもサンプルの形状を問わず分注します。処方ベッセルで混合・加熱リフラックス・冷却・測定をしながら直接分注が可能です。

主な特長

・処方ベッセルの容量は100 mL、1 Lの2サイズから選択
・処方ベッセル、ブレンダー及びスターラーはステンレス鋼(その他の素材はリクエストに応じて選択可能)
・スクレーパーの回転数は20 rpm~200 rpmで両方向から攪拌でき、位置・向きなどの調整も可能。材質はPTFE、PEEKから選択
・多彩なスターラー・スクレーパーを使い分け可能(ディゾルバーディスク、ローターステーターなど)
・ひとつのモジュールには最大6つの処方ベッセルを搭載。それぞれの処方ベッセルには、加熱、冷却、還流、攪拌、スクレイピングなどの条件を個別で設定し、制御することが可能
・加熱、冷却、還流、撹拌などをしながら、ベッセル内に粘性液体や粉体を自動秤量分注が可能(1,000 Pa.sで最大6,000 rpmまたは600+ rpmまでの撹拌※撹拌性能は仕様により異なります)
・pH測定、粘度測定や温度・圧力の制御
・加熱・冷却の温度範囲は-20℃~250℃、還流の温度範囲は冷却溶媒に依存
・脱気、抽出、蒸発のための真空接続
・異なるガス供給(例:不活性ガスまたは他のガス)
・掃除が簡単で再利用可能
・分注量、撹拌速度、温度、時間などのデータは読み取り専用のログファイルに保存
・内部およびジャケットの温度、撹拌速度、粘度、圧力、スクレイピング速度、不活性雰囲気での還流、pHなどのすべての条件のリアルタイムモニタリング

処方開発自動化のワークフロー例

FORMAX基本構造

モジュール構成

FORMAXのワークステーションには、100mLのベッセルを6つまで、もしくは1Lのベッセルを3つまで搭載可能。
写真上が100mL用ベッセル、中央が1L用ベッセル、写真下はモジュール全体写真(100mL用)

処方ベッセル・分注ユニットの構成

ロボットインターフェースによる各種ツール自動交換機能と、
高精度秤量機能を搭載した分注ユニットがシステム内を移動しながらサンプルハンドリング

高精度秤量機能付き分注ツール「SWILE」「SWIP」「GDU(The Gravimetric Fine Dispensing Unit)」モデルは、秤量機能を搭載したツールがシステム内を移動して0.1mgまたは1mg単位での高精度な秤量と分注を同時に行うため処理時間の短縮になります。重量ベースでの秤量となり、秤量精度・分注量はツールにより異なります。
ロボットインターフェースによる自動交換機能で、サンプル形状に合わせた分注ツールを自動で持ち替えます。固体・粉体・液体・粘性液体(1 mPa・s~500Pa・s)や ペースト状・ワックスなどサンプル形状を問わないハンドリングが可能です。


4つのシリンジポンプ付き液体分注ツール
1mPa・s~100mPa・sの粘度の液体をハンドリング

シリンジポンプ付き液体ハンドリングツール「4-Needle Head」は体積ベースで液体分注を行います。
シリンジ容量は1mL、10mL、25mLの3種。


処方ベッセルでは撹拌・加熱・冷却・還流などの各種条件で混合
高粘度の液体でもスターラー・スクレーパーによる均一な撹拌が可能

ベッセル内でスクレーパーおよびスターラーによる撹拌を行います。スクレーパーがベッセルの内壁に密着して掻き取りながらサンプルを混合するため残留物や不均一性を回避します。
加熱、冷却、還流などの動作中でも分注が可能。

処方ベッセルの構造

加熱・冷却による温度範囲:-20~250 ℃
還流:還流による温度範囲は冷却溶媒に依存
スクレーパーの回転数:20~250 rpm
スターラーの回転数:~6,000 rpmの撹拌。もしくは250,000 mPa・sの粘度で最大2,000 rpmの撹拌が可能。
pH測定
粘度測定
圧力、温度制御など

ベッセルの容量は100mLと1Lの2サイズ

容器サイズは100mLまたは1Lから選択。

スクレーパーがベッセルの内壁を掻き取りながら混合

スクレーパーがベッセル内壁を掻き取るように混合するため、高粘性の液体サンプルでも均一な混合が可能です(写真1~4参考)。
位置や向きなどの調整も可能。材質はPTFEまたはPEEKから選択。

スターラー形状は用途に応じて選択可能

スターラー形状(撹拌子、分散ディスクなど)は選択可能

各機能の動画

FLEX FORMAXシステム

「FLEX FORMAX」は機能を絞ったプラットフォーム。低コストで省スペース
液体・固体・粉体、ペースト状のサンプル分注と、撹拌機能の紹介

装置構成例

CHEMSPEEDのプラットフォームサイズは搭載するシステム類によって選択可能で、お客様のニーズに基づいて必要な機能を搭載して提供します。

実験ステップごとに選べるシステム

・サンプル調製…LIQUIDOSE / SWIP / POWDERDOSE / SWILE
・合成…ISYNTH
・プロセスリサーチ…MULTIPLANT / AUTOPLANT
・処方開発…FORMAX
・アプリケーションまたはテスト…APPLICATOR、INVESTIGATOR
これらの特定のタスク専用のシステムをベースにカスタマイズして統合プラットフォームシステムを組み上げます。

プラットフォームのサイズ(W×D×H)

・FLEXプラットフォーム:90×90×200 cm
・SWINGプラットフォーム:148×91×186 cm
・SWING XLプラットフォーム:235×95×192 cm

また、FLEX同士を組み合わせることで、製品開発全体のソリューションを自動化する統合型ステーション「FLEXSHUTTLE」もございます。詳しくはお問い合わせください。

FLEX FORMAX

SWING FORMAX

ソフトウェア:AutoSuite

CHEMSPEEDのソフトウェア「AutoSuite」は、前処理・合成・処方開発・プロセスリサーチなど様々なシステムのワークフローの構築・コントロールが可能。すべてのCHEMSPEEDプラットフォームと3rdパーティシステムのソフトウェア・ハードウェアを制御します。

固体・粉体・粘性液体用の高精度秤量付分注ユニット

固体・粉体サンプルの分注

GDU-P

1 mg~100 g
(秤量の精度:1mg 備え付けの天秤で10μg)

GDU-P(fd)

0.1 mg~20 g
(秤量の精度:0.1mg 備え付けの天秤で10μg)

SWILE

0.1 mg~30 mg
(秤量の精度:0.1mg 備え付けの天秤で10μg)

液体~粘性液体の分注

GDU-V

1 mg~100 g(重量ベース)
粘度範囲:1mPa・s~15Pa・s程度
調剤コンテナ容量:100μLから12.5 mLまでの使い捨ての容積式シリンジ

GDU-HV

1 mg〜100 g
粘度範囲:1 mPa・s〜500'000 mPa・s
加熱時の粘度範囲:ワックスまたは溶融粘度が500'000 Pa・s未満の物質まで
調剤コンテナ容量:65 mL

4 Needle Head

1 mL、10 mL、25 mL(体積ベース)
粘度範囲:1 mPa・s〜200 mPa・s
・HPLCへのインジェクション
・pH測定
・有機層除去(液液抽出)

製品カタログ・資料

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