什么是 Stunner 自动化整合?从单机到机械臂工作站
系列指南 · 第 1 篇
什么是 Stunner 自动化整合
Stunner 既可以当作一台普通的台式仪器,用 USB 线连一台电脑、在 Stunner Client 软件里手动操作;也可以接到液体工作站、机械臂或者 LIMS 这类自动化系统上,让它们的脚本远程调用。前一种用法,官方手册里叫单机模式(stand-alone);后一种叫集成模式(integrated)。
先认识几个名词
- Stunner Client — Stunner 自带的 PC 端控制软件。所有手动操作、首次配置、校准都在这里完成。
- API — 一组让外部脚本调用 Stunner 的函数接口。要先用 License 激活才能用。
- Stunner.dll — API 的 Windows 动态链接库。客户脚本通过加载这个 DLL 来调用各条命令。
- .bin 文件 — Stunner 测完一板之后输出的原始数据。需要用 Stunner Analysis 软件打开或解析。
- DLS / RADLS — 两种粒径测量方式。DLS 是动态光散射;RADLS 是 Stunner 自带的多角度散射,数据更全但耗时更长。
- LIMS — 实验室信息管理系统。实验室用它统一管理样品、流程和结果数据。
两种使用模式
单机模式开箱即用;集成模式需要先向 Unchained Labs 申请一份 API License,激活之后才能启用。
单机模式(stand-alone) / 集成模式(integrated)
硬件连接:单机模式(stand-alone) USB 线连一台 PC;集成模式(integrated) 网线接到局域网
谁控制仪器:单机模式(stand-alone) 用户在 Stunner Client 界面里手动操作;集成模式(integrated) 用户脚本通过 Stunner.dll 远程调用
License:单机模式(stand-alone) 出厂默认包含;集成模式(integrated) 向 Unchained Labs 申请,按仪器序列号绑定激活码
数据存到哪:单机模式(stand-alone) 本地 PC 上的 Stunner Analysis 软件;集成模式(integrated) 脚本指定的网络共享目录里写 .bin 原始数据;同时把文本结果作为字符串返回给脚本
适合场景:单机模式(stand-alone) 日常单机使用、首次配置、校准、软件升级;集成模式(integrated) 液体工作站、机械臂、LIMS、批量筛选
注意:两种模式不能同时使用。如果 USB 和网线同时接在 Stunner 上,会出现参数加载错误。要在两种模式之间切换,需要先把仪器断电重启一次。
什么时候需要整合
以一板 96 个孔为例,Stunner 单机只测浓度大约 12 分钟,加上 DLS 大约一小时。再加 RADLS 多角度散射,一板大约要两小时多。会想到接上自动化,通常是样品量和测量节奏已经超过单机人工能跟上的范围,常见的有下面四种场景。
- 液体工作站联动 — Tecan、Hamilton、Beckman 等液体工作站负责配方筛选、稀释、点样,点完直接把板送进 Stunner 测量。结果回到工作站,决定下一轮配方。
- 机械臂调度 — 多台仪器并排在工作台上(比如 Stunner、Aunty、HPLC、离心机),由一个机械臂统一搬板。Stunner 需要按脚本指令开关托盘、启动测量、回传结果。
- LIMS 自动入库 — QC 流程要求样品的浓度、粒径、EE%(包封率) 等结果直接进入 LIMS,而不再手工导 Excel。脚本测完即按 LIMS 字段整理并提交到数据库。
- 自研研发平台 — CRO 或工艺开发团队自己写了样品管理或调度系统,Stunner 是其中一个测量环节。比如 LNP 工艺优化平台按 DOE(实验设计)排样、测量、出 CQA(关键质量属性)。
这四种里,前两种主要是物理集成:把板从工作站准确放进 Stunner 的托盘里。后两种主要是软件集成:把脚本调度和数据解析做扎实。一个实际项目里,通常这两类工作都涉及。
液体工作站针往 Stunner Plate 的 96 个加样孔(input well)里加样。整套加样动作由工作站脚本调度,Stunner 在旁边按指令配合开关托盘、启动测量。
整合需要哪些条件
做集成之前,有 5 件事需要先确认。每一项在后面几篇里详细展开。
整合后的工作流
集成之后,Stunner 由脚本调用。从脚本这一侧看,一次典型测量大致按下面这 9 步进行,连续发出的命令合在同一行(如 Close_Tray → Measure)。命令逐条拆开、写成单板最小脚本是 13 步,见第 4 篇。左列是脚本通过 API 发出的命令,右列是同一时刻仪器或机械臂在做的物理动作。
步 / 脚本侧(API 命令) / 仪器 / 工作台
- 访问权是独占的。同一时刻只有一个脚本能控制 Stunner。多台机器人或多个脚本共用一台仪器时,排队由上层调度负责,API 这一层不会自动处理。
- Measure 不会等结果。其它 18 个命令发出去之后,会一直等到执行完才返回;Measure 一调就立刻返回"启动成功",真正测完没,需要靠脚本循环调 Get_Status 自己确认。轮询频率一般在 1–2 秒一次比较合适。
机械臂在工作台上搬动 Stunner Plate 进出 Stunner 仪器。整个测量循环由上面那 9 步的脚本驱动。
- when-integrate · 什么时候需要整合
- requirements · 整合需要哪些条件
- Stunner Client · Stunner 自带的 PC 端控制软件。所有手动操作、首次配置、校准都在这里完成。
- API · 一组让外部脚本调用 Stunner 的函数接口。要先用 License 激活才能用。
- Stunner.dll · API 的 Windows 动态链接库。客户脚本通过加载这个 DLL 来调用各条命令。
- .bin 文件 · Stunner 测完一板之后输出的原始数据。需要用 Stunner Analysis 软件打开或解析。
- DLS / RADLS · 两种粒径测量方式。DLS 是动态光散射;RADLS 是 Stunner 自带的多角度散射,数据更全但耗时更长。
- LIMS · 实验室信息管理系统。实验室用它统一管理样品、流程和结果数据。
- 液体工作站联动 · Tecan、Hamilton、Beckman 等液体工作站负责配方筛选、稀释、点样,点完直接把板送进 Stunner 测量。结果回到工作站,决定下一轮配方。
- 机械臂调度 · 多台仪器并排在工作台上(比如 Stunner、Aunty、HPLC、离心机),由一个机械臂统一搬板。Stunner 需要按脚本指令开关托盘、启动测量、回传结果。
- LIMS 自动入库 · QC 流程要求样品的浓度、粒径、EE%(包封率) 等结果直接进入 LIMS,而不再手工导 Excel。脚本测完即按 LIMS 字段整理并提交到数据库。
- 自研研发平台 · CRO 或工艺开发团队自己写了样品管理或调度系统,Stunner 是其中一个测量环节。比如 LNP 工艺优化平台按 DOE(实验设计)排样、测量、出 CQA(关键质量属性)。
- 仪器 · 型号与序列号 · 集成模式适用于 Stunner RADLS 和 Stunner AF,要求序列号(S/N)在 902000 及以上、软件版本 v10.1 及以上。更早的批次,可联系 Unchained Labs 确认升级路径。
- 软件 · API License · 让外部脚本远程调用 Stunner 的能力许可。这部分能力不包含在出厂标配里,需要单独向 Unchained Labs 申请激活码。激活码按仪器序列号绑定生成,因此申请时需要把序列号一起提供。
- 网络 · 局域网与共享目录 · Stunner 通过网线接入局域网,IP 可以走 DHCP 自动分配,也可以设固定 IP。另外需要准备一个网络共享目录用来存原始数据(.bin 文件),路径必须以 \\ 开头,不能写本地盘符。
- 脚本 · 调度 PC 与脚本 · 另外加一台 PC 跑客户脚本,通过 Stunner.dll 调用 API。语言不限,C#、Python、LabVIEW 都可以,只要能加载 DLL 函数。现成的工作站调度软件一般已经带了 Stunner 驱动包,如 Tecan EVOware、Hamilton VENUS、Beckman Biomek BWS。用这类软件,脚本侧主要剩字符串和流程编排。
- 工作台 · 定位销孔(若用机械臂) · Stunner 底部有 2 个直径 12 mm 的定位销孔。工作台对应位置需要装两根销,规格 12m6/DIN7(12 mm 直径、ISO 公差等级 m6),高度 22–30 mm(目标 25 mm)。详细坐标在第 2 篇里有图。
- 2 · 把实验定义、样品定义两段字符串发给仪器
- 4 · — · 机械臂或液体工作站把 Stunner Plate 放进托盘
- 6 · 每 1–2 秒查一次状态,直到测量完成
- 7 · 取出测完的板;多板实验在托盘打开时换上新板,回到第 5 步
- 8 · 所有板测完后拿回文本结果,.bin 原始数据写到共享目录;脚本解析后写进 LIMS 或数据库
- 9 · 释放访问权,把仪器让给下一个脚本
- 机械臂或液体工作站把 Stunner Plate 放进托盘
- 取出测完的板;多板实验在托盘打开时换上新板,回到第 5 步
- 所有板测完后拿回文本结果,.bin 原始数据写到共享目录;脚本解析后写进 LIMS 或数据库