拿到 Sunshine,怎么从零搭起来跑实验
操作指南Sunshine 快速开机
拿到 Sunshine,怎么从零搭起来跑实验
刚拆箱的 Sunshine 是六个独立模块,从组装到跑完第一批 LNP 实验共 13 步。先组装硬件和接管,再准备驱动液、在软件里初始化和润洗,最后用 Excel 模板导入实验。
Sunshine 自动化了哪段流程
做核酸递送研发,要把水相(核酸载荷)和有机相(脂质前体)快速混合。混合要在毫秒级的时间尺度里完成,目标是得到粒径均一的脂质纳米颗粒(LNP)。要找到合适的工艺窗口,就得系统地扫流速比(FRR)和总流速(TFR)的组合。手动做既慢,批间也不稳定。
Sunshine 把整条流程自动化:两路反应物先装进进样环。四联注射泵从储液台抽驱动液(通常是 DI 水和乙醇;稀释液另走一路),把反应物推进 Sunny 微流控芯片汇合混合。自动收集器再一管一管接到预设的瓶位里。一次运行可以按 Excel 模板自动跑几十条实验,每条的 FRR / TFR / 稀释比可以不同。装好试剂按 Start,后续步骤由仪器自动执行。
Sunshine 整机外观:左起依次是储液台、两台四联注射泵、自动进样阀和自动收集器。
六个功能模块
Sunshine 由六个独立模块叠在一起。其中储液台和 Sunny 导轨不用电;两台四联注射泵和自动收集器各插一根电源线,自动进样阀由自动收集器背面引出的一根短线供电。这四个带电模块各用一根线接 USB hub。
- 储液台(Fluid Store):一个带防漏托盘的开放式架子,最多能放 4 个 250 mL 的试剂瓶。瓶子里不加压,液体完全靠注射泵主动往外抽。瓶盖上有两个 1/4"-28 接口,用不到的那个要装上堵头防尘,不然空气进去会扰乱进液节奏。
- 四联注射泵(Quad Pump)×2:每台有两个独立通道。每个通道由一套阀体、一个压力传感器和一对注射器(5 mL + 2.5 mL)组成。两支注射器循环交替工作,这样才能保证连续出液不脉动。Pump 1 的通道 1A 抽水相驱动液,1B 抽有机相驱动液;Pump 2 的通道 2A 抽稀释液,2B 是手动备用,平时不用。
- 自动进样阀(Automated Sample Valve,ASV):里面有两个独立的 6 通分配阀,叫 Valve 1 和 Valve 2。每个阀上挂一个进样环。实验前,操作者从前面板的 Luer 接口手动把反应物打进进样环。跑实验时,阀自动切换,把反应物送到 Sunny 芯片。
- Sunny 导轨 + Sunny 芯片:导轨(Sunny Mounting Rail)挂在自动收集器的正面,用来承载芯片。Sunny 芯片是实际做混合的那块玻璃微流控片。标准配置是 Sunny 490 Trident T。也可以换成 100 X、190 X、275 X、50 Micromixer、150 3D 等型号,Sunny 系列一共 9 种规格,完整清单见 Sunny 数据手册。
- 自动收集器(Automated Collector):顶部的 X-Y 机械臂上挂着三通阀和收集针。下方是可以更换的瓶架,有 2 mL、8 mL、15 mL 三种规格。机械臂把收集针移到目标瓶位,三通阀决定液体是走废液还是走收集针。
模块堆叠成最终形态后的位置关系。日常使用只从正面操作。
液流路径概览
接管之前先看清整条液流的路径,后面每根管的两端接哪里,都能从这张图上找到。
Sunshine 流路示意图。驱动液从储液台经四联注射泵推出。它把进样环里预装的水相 / 有机相反应物送进 Sunny 芯片混合,再经三通阀分流到瓶架收集。
跑一条实验的时候液体是这样走的:
- Pump 1 的通道 1A 从储液台抽水相驱动液,推到自动进样阀的 Valve 1。
- Pump 1 的通道 1B 从储液台抽有机相驱动液,推到自动进样阀的 Valve 2。
- 进样环 1 装在 Valve 1 上,里面预先打好了水相反应物。驱动液把水相反应物顶出来,沿 4A 管送到 Sunny 芯片。
- 装在 Valve 2 上的进样环 2 里是有机相反应物,同样被顶出来沿 4B 管送到 Sunny 芯片。
- 两股液流在 Sunny 芯片的混合结上汇合,瞬间混合完成:LNP 就是在这里形成的。
- 如果这条实验开了稀释,Pump 2 的通道 2A 会同步从 4D 管往芯片下游注入稀释液,在线稀释。
- 混合产物沿 4E 管流到自动收集器的三通阀。液流刚开始和快结束那两段不稳定,三通阀把它们导向废液口;中间稳定的那段才导向收集针。
- X-Y 机械臂把收集针移到这条实验对应的瓶子上方,液体滴进瓶里。
第 1 步:模块堆叠
先把六个模块按最终位置摆到台面上,接管时就不必再挪动这些大件。
- 把四联注射泵 1 放到台面最左边。
- 把储液台叠在 Pump 1 顶上。储液台是开放式托盘,无需固定。
- 把四联注射泵 2 放到 Pump 1 右边。
- 把自动进样阀放到最右边。放之前先把它底部的运输螺栓拆掉(详情看下面的警示框)。
- 把自动收集器叠到自动进样阀顶上。
⚠ 先拆掉自动进样阀的运输螺栓。把自动进样阀放到台面或其它模块上之前,一定要先翻过来拧下底部这对螺栓。未拆螺栓就通电,托盘会卡死并损坏。这对运输螺栓(transit bolts)出厂时锁在底部,从下面固定进样环托盘,防止运输过程中窜动。拆下的螺栓单独放一个袋子收好,以后仪器要搬动还得用回去。
第 2 步:储液台装液
储液台里要放三个瓶子:水相驱动液、有机相驱动液和稀释液。不用稀释功能的话第三瓶可以省掉。每瓶 250 mL。
驱动液负责把进样环里的反应物推到 Sunny 芯片,本身不参与反应。典型组合是 DI 水推水相、乙醇推有机相。稀释液(如缓冲液)不经过进样环,由 Pump 2 直接注入芯片下游。
每个瓶子都这样装:
- 拧开瓶盖。
- 把过滤好的驱动液倒进去。驱动液提前用 0.22 µm 过滤器过滤。第一次开机推荐每瓶倒 150 mL 以上,润洗时才够用。如果装了选配的 10 µm PTFE 内嵌过滤器,液面要高过过滤器顶端。
- 盖紧瓶盖。瓶盖上有两个 1/4"-28 接口,其中一个接吸液管,另一个要装堵头,堵头随瓶子一起提供。没装堵头的话空气会漏进去打乱进液节奏。
- 把吸液管接到瓶盖上。吸液管是套件里标了 1A / 1B / 2A 的那几根粗管(1/8" OD × 1.5 mm ID)。先接好瓶子这头,另一头先悬着。等下一步装好注射泵,再接到泵上。
- 把瓶子放回储液台托盘里坐稳。
瓶子和泵通道的对应关系:
- 水相驱动液瓶 → Pump 1 通道 1A
- 有机相驱动液瓶 → Pump 1 通道 1B
- 稀释液瓶 → Pump 2 通道 2A
- Pump 2 通道 2B 是手动备用通道,标准实验下不接瓶
第 3 步:装四联注射泵
接下来装两台四联注射泵。每一台都要做同样几件事:塞注射器、把阀体装回去、接上下游的两根管。装好后泵本身就位了,但先不通电,电要等所有硬件都搭完再一起接。
四联注射泵正面:顶部绿色按钮为电源;中间可拆模块为阀体加压力传感器,由手拧螺丝固定;下方两个通道口接注射器对。
从 Pump 1 通道 1A 开始,每个通道都按下面这六步做:
- 拆下阀体组件。拧松通道下方的手拧螺丝。整块阀体加压力传感器就能向前抽出来,用手直接拔,不需要工具。
- 润湿活塞。注射器活塞先用 DI 水润一下再塞进套筒。干塞会把密封圈磨出毛刺,几小时后就开始渗液。这一步不能省。
- 装注射器。5 mL 那支(标 L)装到阀体的进液侧,2.5 mL 那支(标 R)装到阀体的出液侧。L / R 指阀体本身的进出液通道,与操作者站的方向无关:阀体正对自己时,进液口在左、出液口在右。装反了软件会报错,方案无法启动。
- 把阀体装回去。整块组件推回泵体到底,再把手拧螺丝拧回去。用手指拧到顶住即可,不要用扳手加力:FFKM 密封圈受压过大会变形漏液。
- 接上游的吸液管。第 2 步从瓶盖引出来的那根吸液管,另一头接到当前通道的 Valve Input 端口。
- 接下游的出样管。从 Valve Output 端口引出一根细管(1/16" OD × 0.8 mm ID)。它是套件里标号 3 的那根,标签写着 Injector Pump 1 to Sample Valve 1。这根管的另一头先空着,等第 4 步装完进样阀再接过去。
通道 1A 做完,按同样的流程做 1B。吸液管换成 1B 那根,出样管换成标签写着 Pump 2 to Sample Valve 2 的那根。注意这个标签上的 Pump 2 指自动进样阀上的 Valve 2,不是四联注射泵 2。
Pump 1 整台做完,挪到 Pump 2 前面。Pump 2 只装通道 2A 一个通道:吸液管接稀释液瓶,出样管用标号 4D 的那根(不是 3)。出样管另一头先悬着,等第 5 步直接接到 Sunny 芯片的稀释口上。通道 2B 什么都不装,它是手动备用通道,跑标准自动实验用不上。标准实验不用 2B,空置可减少磨损和漏液点。
⚠ 运行方案时不要触碰注射器。泵一开始工作,注射器组件就会上下高速运动。这时伸手去碰注射器或它和泵体的连接位置,很容易夹到手。任何时候想调整什么东西,先回软件把方案停下来。
第 4 步:装进样环和 ASV 接管
这一步先把两个进样环装进自动进样阀顶部的托盘,再接好自动进样阀上下游的几根管。
自动进样阀特写:6 通分配阀、10-32 锥形接头、进样环,以及前面板用于手动注样的 Extended Luer Fitting。
自动进样阀上所有液路接头都是 10-32 锥形接头(PEEK Conical Fitting),而且接头位置是斜着偏角布置的。拧的时候要顺着螺纹角度进,指尖能感觉到密封就停,别加力。拧得过紧会压坏 ferrule,之后就拆不下来。
- 装进样环。把进样环往托盘里一插,管口朝外,听到"咔哒"一声就到位了。然后把管口轻轻往外拉一点点留出余量,这样后面接到分配阀上时管子不会被拉紧或者拗折。
- 把进样环两头接到分配阀上。按自动进样阀前面板内侧贴的那张流路示意卡片接到 To loop / From loop 两个端口。
- 接泵到自动进样阀之间的管。第 3 步从 Pump 1 的 1A、1B 两个通道各引出一根出样细管。把通道 1A 那根接到 Valve 1 的 from Pump 端口。把 Pump 1 通道 1B 那根接到 Valve 2 的 from Pump 端口。
- 接废液管。套件里有两根标号 2 的管。把它们分别从两个分配阀的 To Waste 端口接出来。用自动收集器侧面的管夹固定一下,最后汇到废液瓶里。
分配阀两种位置:Fill 位置时泵推液体经进样环流到废液(装样和润洗时使用);Inject 位置时泵推液体经进样环送到 Sunny 芯片(实验运行时使用)。运行时软件自动切换这两个位置,无需手动干预。
第 5 步:装 Sunny 芯片到导轨上
现在装 Sunny 芯片:把芯片夹进顶部接口、接上四根定标管、再把整套挂到 Sunny 导轨上。定标管路套件出厂时已按标准配置预组装好两个部件:线性连接器(Linear Connector,货号 7206043)和顶部接口(Sunny Top Interface,货号 7206095)。
Sunny 490 Trident T 装进顶部接口后的样子。四个接头分别对应两股反应物进样(4A、4B)、一路稀释液(4D)和一路混合产物输出(4E)。
线性连接器上有四个端口,对应四根标好号的定标管:
- 4A 管,水相反应物进样。从自动进样阀 Valve 1 的 To Reactor 端口接到线性连接器最下面那个进样口。
- 4B 管,有机相反应物进样。从自动进样阀 Valve 2 的 To Reactor 端口接到线性连接器再上一格。
- 4D 管,稀释液。从 Pump 2 通道 2A 的 Valve Output 端口接到线性连接器的稀释口。
- 4E 管,混合产物输出。从 Sunny 芯片的输出端经线性连接器引出来。另一头接自动收集器三通阀的侧口,留到下一步再接。
俯视 Sunny 490 Trident T 的四根流路管:4A 和 4B 从两侧进入,4D 从右侧进入,4E 从顶部离开。
四根管都接好之后,把 Sunny 芯片夹进顶部接口:
- 松开顶部接口上的四颗手拧螺丝,把上盖撑开一点缝隙。
- 把芯片平放进去。让芯片上的进出口对准黑色 FFKM 密封圈下方的孔位。芯片是有方向的,按出厂预设的方位放:输入端朝向两根 4A / 4B 管来的那一侧。
- 对角顺序交替拧紧四颗手拧螺丝。四颗交替着一圈一圈加力,别把一颗拧到底再拧下一颗。这样密封圈才能在芯片表面均匀受压。用手指拧到位即可,不要用工具。
最后把整套芯片挂到 Sunny 导轨上:
- 把顶部接口推进 Mounting Plate 的卡口(单芯片版货号 7206094,双芯片版 7206141)。里面有球弹簧会自动咬住,听到"咔嗒"一声就锁定了。
- 再把 Mounting Plate 正面对准自动收集器正面的 Sunny 导轨水平推进去,同样听到"咔嗒"一声就卡到位了。
第 6 步:装收集器三通阀和废液
这一步先接好自动收集器的三通阀,再把所有废液管汇到同一个瓶子里,最后装上收样品的瓶架。
三通阀挂在自动收集器顶部的 X-Y 机械臂上。每条实验的头尾过渡段,它把液体导向废液口;中间稳定段,它把液体导向收集针。底部的收集针出厂已装好,无需调整。
三通阀挂在自动收集器的 X-Y 机械臂上,可随机械臂移动到任意瓶位上方。
- 接 4E 管到三通阀的侧口。就是上一步从 Sunny 芯片输出端引出来的那根管的另一头。
- 接废液管到三通阀顶口。把套件里标号 2 的那根管从三通阀顶口接出来。用自动收集器侧面的管夹固定一下,最后汇到废液瓶里。
三通阀特写:顶口接废液,侧口接 4E 管(来自 Sunny),底部是预装的收集针,下方是装好瓶子的瓶架。
除了三通阀这根废液管之外,还有两路废液也要汇到同一个瓶子里:
- 第 4 步装进样环时引出的那两根废液管。标签是 Sample Valve 1 To Waste 和 Sample Valve 2 To Waste,都接到同一个废液瓶盖上。
- 自动收集器清洗托盘的那根 Tygon 管。标签是 Collection Waste。把它从托盘底部的快接接口引出来,接到废液瓶盖上的倒钩接头。每次冲洗收集针的废液都走这根管。
自动收集器下方的 Collection Waste 管:从清洗托盘底部的快接接到废液瓶盖的倒钩。
四路废液(三通阀、两路自动进样阀、Collection Waste)全部汇到同一个废液瓶里。
- 装瓶架。根据接下来要跑的实验体积,挑对应规格的瓶架插到收集器里。可选 2 mL(35 瓶,5×7)、8 mL 或 15 mL(都是 20 瓶,4×5)。瓶架规格要和软件 Devices 面板里的 Rack Type 设置一致。不一致的话,机械臂会按错的位置走,收集针可能戳偏。
第 7 步:通电和 USB
硬件全部就位后,接电源线和通信线。
- 接电源线。两台四联注射泵和自动收集器背面各插一根电源线。自动进样阀不用单独接电源,用随机附带的一根短线从自动收集器背面取电。
- 接 USB 通信线。每个模块的 USB 线都汇到那只配套的 USB hub,hub 再接到 PC。两台四联注射泵和自动进样阀用白色串口线,自动收集器用黑色串口线。
- 打开后面板的摇杆开关。每个带电模块(包括自动进样阀)都有两处电源开关:背面一只摇杆,正面一颗绿色按钮。背面的摇杆只在第一次安装时打开,之后就不用再动;日常开关机全靠正面那颗绿色按钮。
- 按正面绿色按钮开机。绿灯亮起就说明这个模块已经就绪。
组装完成后的 Sunshine:背面电源和 USB 线汇总到仪器后方,正面只剩流路管和储液瓶。
第 8 步:在软件里识别硬件
硬件接好后,打开 Sunny Suite Software 识别硬件,并告诉软件装了什么规格的瓶架、进样环多大。这两个参数必须和实际硬件一致。否则后面 Excel 模板的容量校验过不了,实验就跑不起来。
- 打开 Sunny Suite Software,切到 Devices 标签页。所有通过 USB 接进来的模块都会列在这一页。
- 选瓶架规格。打开自动收集器卡片的 Info / Settings。把 Rack Type 下拉菜单改成实际插入的那一种(2 mL / 8 mL / 15 mL)。选错的话,机械臂会按错的瓶位间距走,收集针可能戳到瓶架的钢板上。
- 填进样环体积。在自动进样阀卡片的 V1 Loop Volume 和 V2 Loop Volume 两栏,分别填实际安装的进样环体积。可选 1 mL / 5 mL / 10 mL,默认 5 mL。
Devices 面板的自动收集器设置:Rack Type 下拉选实际装入的瓶架规格。
Devices 面板的 ASV 设置:V1 和 V2 Loop Volume 分别对应两个进样环。
设备没出现在 Devices 列表里?先查 USB hub 有没有通电、对应模块正面绿灯有没有亮。再查串口线插稳没有:白色线给两台四联注射泵和自动进样阀,黑色线给自动收集器。三样都正常还是没出现的话,重启 Sunny Suite Software。
第 9 步:系统初始化
Sunshine 每次通电后,第一件事都得跑一遍 System Initialize。它把所有注射器、分配阀和自动收集器的机械臂复位到初始位置。它还会把注射器里的残液全部排空。初始化完成之前,软件不允许运行其它方案。
Protocols 面板里 Sunshine 的三类方案:System Initialize、System Prime 和 Development。橙色锁头是出厂默认方案(只读),绿色锁头是从默认克隆或从 Excel 导入生成的可运行方案。
- 打开 Protocols 面板(软件左下角),选 Sunshine System Initialize → Default。
- 设 Apparatus(设备映射)。左边列着软件里的几个逻辑功能(Input 1 pump、Input 2 pump、Dilution pump、Automated collector、Automated sample valve)。把它们一条条绑到对应的实际硬件上。设过一次软件就会记住,直到 PC 和硬件断开为止。
- 选 Dispense Flow Rate Level(分液流速档位)。按导轨上当前安装的 Sunny 芯片型号选择: > 档位 每通道流速 适用 Sunny 芯片 > > Slow 2.5 mL/min Sunny 100 X、Sunny 50 Micromixer > Medium 5 mL/min Sunny 190 X、Sunny 150 3D > Fast 7.5 mL/min Sunny 275 X、Sunny 490 Trident T 如果同时装了两种不同型号,按更慢那一种选。用的是新型号或自定义芯片表里没列的,先试 Medium,过压报警再降到 Slow。下一步要做的管路冲洗那会儿芯片还没装回去,下游没有阻力,可以直接选 Fast。
- 点 Save 保存,再点 Start 启动初始化。整个过程一两分钟,注射器复位到 home 位置后就会停。
系统初始化方案的配置页面:左侧 Apparatus 和 Parameters,右侧执行控制区。
⚠ 稀释泵也会被初始化。不管这次实验用不用稀释,初始化都会同时驱动 Pump 2 通道 2A。如果当前流路没有把稀释泵接到 Sunny 芯片上,要先处理稀释泵的出口。启动初始化前,把它(4D 管)临时导到一个废液容器里。否则液体会喷到台面。近期不用稀释功能的话,可以把 2A 的吸液管从瓶中拔出、注射器拆下收好,减少磨损。
第 10 步:首次开机的管路冲洗
这一步只有第一次开机要做。平时日常使用(没换过管路)直接跳到第 11 步。
出厂管路里可能有一点装配过程留下的灰尘。第一次跑实验时,灰尘会被冲进 Sunny 芯片,堵住通道。所以先从顶部接口里取出芯片,让管路下游直接通到废液烧杯。跑一次 Sunshine Prime 把管路冲干净,再把芯片装回去。
- 取出 Sunny 芯片。松开顶部接口的四颗手拧螺丝,把芯片拿出来用洁净纸巾包好放一边,注意别碰到芯片表面。
- 把线性连接器的开口端放进废液烧杯里。如果用的是双 Sunny 配置,稀释口那边的线性连接器也一起放进烧杯。
- 检查储液瓶。水相、有机相、稀释液三个瓶子里都要有至少 150 mL 干净过滤过的 DI 水或者溶剂。
- 克隆一份 Sunshine Prime 方案。在 Protocols 面板选 Sunshine Prime,在橙色的 Default 上点右键克隆一份,进到克隆出来的那个绿色方案。Apparatus 和上一步一样填。Parameters 里两个地方要改: - Dispense Flow Rate Level 选 Fast。管路里现在没有芯片,下游没有阻力,最快档冲洗最充分。 - Dilution Pump Priming:稀释泵接到 Sunny 的选 Yes,没接的选 No。
- Save → Start。方案跑完,管路里就充满了清洁的驱动液。
- 把 Sunny 芯片装回去。按第 5 步的流程把芯片夹回顶部接口(对角拧紧四颗手拧螺丝),线性连接器也复位。
第 11 步:装芯片状态下的正式润洗
芯片装回去之后再跑一次 Sunshine Prime。这一次要让整条流路(现在包括芯片)从"有空气"变成"充满液体"。同时把芯片入口附近的气泡冲掉。方案配置和上一步几乎一样,只有一处要改:
- 克隆一份 Sunshine Prime 方案(也可以复用上一步克隆的方案,只改档位)。
- Dispense Flow Rate Level 这次要按实际安装的 Sunny 芯片型号来选(对照第 9 步那张表)。装的是 Sunny 490 Trident T 就选 Fast,装的是 Sunny 100 X 就选 Slow。这次芯片在位,档位选错会触发过压保护。
- Dilution Pump Priming 按实际配置选 Yes 或 No。
- Save → Start。
方案跑完之后系统就是"干净、充满驱动液、可以马上跑实验"的状态了。
什么时候需要重新跑一次 Prime?第一次开机要跑,仪器闲置超过 24 小时重新启用的时候也要跑。换驱动液要跑两次。先把吸液管从原来的瓶子里拔出来插在空气里,跑一次 Prime 把系统抽成空的。再插到新瓶里跑一次 Prime,把新液灌进来。
第 12 步:跑第一批实验
Initialize 和 Prime 都跑完后,就可以开始跑实验。Sunshine 的实验参数通过一份 Excel 模板导入,不在软件里一条条点。实验矩阵在这份模板里规划,软件也直接用它作为运行输入。整个流程走五个阶段。先从软件导出 Excel 模板,再在 Excel 里依次填 User Inputs 和 Experimental Table。然后把改好的文件导回软件,最后装瓶、按 Start、手动注样。
阶段一:导出 Excel 模板
- 选 Sunshine Development → Default 方案,点上方工具栏的绿色 Excel 图标。软件会把实验导入模板导出为一个 xlsx 文件。
- 选保存位置,用 Excel 打开。模板包含三张工作表:Instructions(使用说明)、User Inputs(全局设置)、Experimental Table(实验矩阵)。
阶段二:填 User Inputs
User Inputs 标签:选 Sunny 型号、进样环体积、是否使用稀释、冲洗等级、瓶架规格。选完后右侧会自动画出对应的流路配置示意图。
几个关键字段:
- Sample Loop Volume:Loop 1 和 Loop 2 各自的体积,要和第 8 步 Devices 面板里填的一样。
- Sunny Set Up:导轨上实际安装的 Sunny 芯片型号。
- Collection Rack Code:瓶架规格,同样要和第 8 步一致。
- Dilution:这一批实验里只要有任何一行用了稀释就选 Yes,不用稀释的行把 Dilution 流速比设成 0。
- Wash Level:每条实验之间用驱动液冲洗 Sunny 和管路的强度,共分三档。 - Light:冲洗量最少,省驱动液但有残留风险,只适合连着跑同一组配方。 - Standard:默认推荐,适用于大多数实验。 - Extensive:加大冲洗量,连续跑配方差异大的实验时用,避免串扰。
填完之后,对照右边自动生成的流路配置示意图,一根管一根管核对过去。和实物接线对不上的,先回头调整接管或修改 User Inputs。都对上了再往下走。
阶段三:填 Experimental Table
Experimental Table 标签:每一行是一条独立实验,定义流速比、总流速、收集体积等参数。M 列 Row Status 实时校验每行合法性。
常用字段:
- Collection Vial:这条实验收集到第几号瓶子里。
- Flow Rate Ratio:Input 1、Input 2、Dilution 三列组成的流速比。常见 LNP 配方水相:有机相 ≈ 3:1,稀释那一段按需要填 0–10。
- Total Flow Rate (µL/min):总流速。入门推荐从 12,000 µL/min 起步,再根据芯片类型上下调。
- Collection Volume (µL):实际进瓶子的体积。
- Head cut / Tail cut (µL):头尾丢弃量,用来排掉液流不稳定的过渡段。默认各填 100 µL就够用。总流速很低(< 5,000 µL/min)时可以减到 50 µL;芯片是 Sunny 50 Micromixer 这种小通道时建议加到 150-200 µL。
- Input 1 / Input 2 / Experiment Metadata:这几栏是实验描述,填 mRNA、Lipid mix A、Test 1 之类的文字。这些文字会写进结果文件,方便追溯。
右边的 Row Status 列会一边填一边校验。VALID 代表这行合法能跑。INVALID 代表超出了系统限制,比如每通道注射泵最大 10 mL/min、进样环剩余体积、瓶子容量之类。EMPTY 表示这行还没填。
INVALID 示例:第 6 行同时违反两个约束。一是总流速要求 Pump 1 以 12,000 µL/min 运行,超过 10,000 µL/min 上限。二是这批实验合计需要 5,100 µL 反应物,超过 5 mL 进样环的容量。
把所有红色行都改到 VALID 之后,另存为一个新文件。从软件里导出来的原始模板是只读的,直接按 Save 会报错。
阶段四:导入 Excel 生成可运行方案
- 回到 Sunny Suite Software,在 Sunshine Development 下面那个橙色 Default 方案上点 Import from Excel,选刚才另存的 xlsx 文件。软件会根据这份 Excel 生成一个新的绿色可运行方案。
- 点进去逐项检查一遍: - Description:核对 Sunny 型号、Fluidic Configuration、实验数是不是和 Excel 里填的一致。 - Apparatus:看看每个功能是不是都绑到了正确的硬件上。 - Fluidic Configuration Selected:对照一下实物流路。 - Experimental Table Parameters:点 View 会弹一个窗,里面是每行实验的完整参数,再翻一遍确认没填错。
从 Excel 导入得到的方案。Description 显示 Sunny 型号和实验数;Apparatus 与初始化 / 润洗一致;Experimental Table Parameters 里点 View 可翻看每行实验参数。
阶段五:装瓶、启动、手动注样
- 装收集瓶到瓶架上。瓶架的编号顺序要和 Excel 里 Collection Vial 列一致:软件就是按这个编号把液体送到对应瓶子里的。
- 选运行模式。在 Execution Control 区选 Run all Experiments(跑完整张表)或者 Run from Experiment(从指定的某一行开始)。
- 点 Start。软件先弹出对话框,确认储液瓶里驱动液够用、实验数量无误后,点 OK。注射泵开始 fill。
- fill 完成后会再弹出对话框,提示手动把反应物注入两个进样环。拿两支 Luer Lock 注射器,从自动进样阀前面板上的两个 Extended Luer Fitting 端口分别注射。水相反应物打进 Loop 1,有机相反应物打进 Loop 2。每个 Loop 的注样量等于这一批实验里所有行对应 Input 总量之和。软件会直接显示具体数值。
- 两个 Loop 都打好之后回软件点 OK。之后的分配阀切换、流速控制、头尾切换和瓶位移动,全部由软件和机械臂自动完成。屏幕上会显示当前跑到第几条实验(比如 003/008),以及这一条实验当前进行到哪一步(filling / injecting / collecting / washing)。
手动注样有两处易错点:
一是装错 Loop。两个进样环只靠上下位置区分,出厂没有标签。装错会使两相反应物对调,整批实验作废。建议第一次用的时候就在自动进样阀前面板上贴个小标签("上:水相"、"下:有机相")。
二是推得太快。推注射器要平稳匀速,大约 0.5–1 mL/s 的速度。推得太快会在进样环里产生气泡。看到液体从 To Waste 端的废液管开始流出来,就说明进样环已经装满,可以停了。
第 13 步:实验后收尾
一批实验跑完,还有几件事要手动收尾:取瓶、处理废液、清洗、关机。Sunshine 在每条实验之间都会自动用驱动液冲一次 Sunny 和管路,冲多少由 Wash Level 设定。所以跑完时流路已经冲过一轮,收尾时的清洗量不大。
取瓶和处理废液
- 从瓶架上把收集瓶取下来。按瓶号一一对应到实验记录里,贴好标签之后放进冰箱或者直接送去做后续表征。
- 检查废液瓶。四路废液都汇到这里,一批实验下来累积量可能不少。容量过半就倒掉换新瓶。
日常清洗:再跑一次 Prime
日常清洗最简单的做法就是再跑一次 Sunshine Prime,这个方案本身就是清洗方案。它会用当前驱动液把整条湿润流路冲一遍:注射器 → 定标管 → 进样环 → Sunny 芯片 → 三通阀。每次实验跑完都做一次,反应物就不会在管路里停留过夜。Prime 大概会消耗 1.5 倍进样环体积的驱动液,5 mL Loop 大约每瓶消耗 7-8 mL。启动前先看一下储液瓶里余量够不够。
深度清洗:换清洁剂跑 Prime
要是连续几天密集用、或者准备换完全不同体系的反应物之前,建议做一次深度清洗。做法是临时把驱动液换成清洁剂,再跑一次 Prime:
- IPA(异丙醇):最通用,乙醇和缓冲液体系都适用。
- 稀表面活性剂溶液(比如 0.1% Tween-20):对脂质残留特别有效。
- 稀漂白水(1-5% 次氯酸钠):跑过 RNA 的系统偶尔过一次,灭活残留的 RNase。用完之后一定要再用大量 DI 水冲一次。
深度清洗之后,记得再用日常驱动液(DI 水 + 乙醇)跑一次 Prime,把清洁剂冲出去。不然下一批实验会被残留的清洁剂污染。
注意一个 Prime 洗不到的地方:自动进样阀前面板的 Luer 接口。这两个手动注样用的接口,自动跑 Prime 不会冲到里面。跑 Prime 之前,先单独用注射器抽溶剂手动冲洗这两个接口。不然手动冲出来的残留会被带回干净的进样环里。
关机和长期不用
Sunshine 没有待机模式。日常关机就是跑完 Prime 之后,用正面的绿色按钮挨个把每个模块关掉,再关闭 Sunny Suite Software。背面的摇杆开关保持原样不要动。
超过一周不用的话,建议倒掉储液瓶里的日常驱动液,换成 20% 乙醇水溶液再跑一次 Prime。这样管路里最后留的就是 20% 乙醇,可以抑制微生物滋生。这个状态下可以放好几个星期。重新启用的时候先跑一次 Prime 把 20% 乙醇换回工作驱动液。
耗材更换周期
部件:推荐更换周期
定标管路(Calibrated Tubing):3-6 个月
进样环(Sample Loop):3-6 个月
Sunny 芯片:可重复使用,堵塞时按「Sunny 疏通」处理
注射器对(Syringe Pair):6-12 个月
压力传感器密封圈:12 个月
四联注射泵阀体 / 压力传感器:12-24 个月
Unchained Labs 建议每年安排一次预防性维护(PM,货号 7206150)现场服务。服务时会把系统性能校一遍,顺便把该换的耗材补齐。
常见问题速查
- 四联注射泵或自动进样阀开不了机。 每个模块都有两处电源开关:背面摇杆 + 正面绿色按钮,两处都要在 ON 位置。先检查背面摇杆是不是被人关掉了。
- 软件 Devices 列表里找不到设备。 检查两台四联注射泵和自动进样阀是不是都用白色串口线接到 PC(经过 USB hub)。再检查自动收集器是不是用黑色串口线接到 PC。线插紧了、模块绿灯也亮了还是没识别,重启一下 Sunny Suite Software。
- 四联注射泵的注射器漏液。 可能是注射器没拧紧,或活塞已磨损。先把注射器拆下来,清洁烘干再装回去。要是还漏,直接换新注射器(货号 7206009),装新注射器记得用 DI 水润湿活塞再插。
- 自动进样阀不出液,反应物送不到 Sunny。 两种可能:一是管接错了位置,二是进样环只装了一半没满。先对照自动进样阀前面板内侧那张流路卡片,把接管位置核一遍。再看一下软件里 V1 / V2 Loop Volume 是不是跟硬件一致。还排查不出来的话,按用户指南故障表的做法,把方案设为 Wash System,用食用色素跑一遍,看液体走到哪一步断了。
- 瓶子里没收到样品。 最常见的原因是进样环没装好样(参考第 12 步里手动注样的两处易错点),或者三通阀的管接反了。先看 To Waste 端有没有出液,确认进样环真装进了反应物。再检查三通阀的 4E 管和废液管位置是不是对调了。
- 反应物到不了 Sunny 或者没有汇合。 检查定标管路有没有按 4A / 4B / 4D / 4E 的标号接到线性连接器对应位置。再检查 Sunny 芯片有没有放正、四颗手拧螺丝有没有对角均匀拧紧。芯片放反了或者没夹紧,两股液流就汇不到混合结那里。
- 收集针位置偏了,戳到瓶架旁边而不是瓶口。 X-Y 机械臂的坐标是按瓶架规格算的。先看软件 Devices 面板的 Rack Type 是不是和实际瓶架一致。再看 Excel 里 Collection Vial 编号对应的瓶子,有没有装到瓶架的对应位置上。
- 某处接头或管路漏液。 系统下游运行压力能到 10 bar,所有 10-32 接头都要拧到位(但不能拧过头)。先找到漏液的具体位置是哪个接头,重新拧紧:手指感觉到密封即可,不要用扳手加力。还漏的话就换接头或者换那一段管。
- 系统里没有液体,注射器吸不到。 驱动液是会随实验消耗的。先看储液瓶是不是已经空了。瓶子还没空,就检查吸液管是不是从瓶里掉出来了。再检查瓶盖上另一个没用的接口,看堵头是不是掉了导致漏气。三项都正常,就跑一次 Prime 重新润洗。
Sunny 芯片堵塞的专项处理
跑实验时出现过压报警(overpressure error),最常见的原因是 Sunny 芯片的混合结被堵住了。先试一下低速 Prime(Slow 档跑一次),多数情况下就能恢复。还堵的话就要手动反冲:
- 把 4E 管从三通阀上拔下来,端头接上配件里的 1/4"-28 Luer 转接头。
- 把 4A、4B、4D(如果有)都从自动进样阀或四联注射泵那一端拔开,另一头仍然连在 Sunny 上。把拔开的那头放进废液烧杯。
- 拿一支 Luer Lock 注射器吸满合适的清洗液:不溶物用水或乙醇,脂质残留用对应溶剂。从 4E 那一端反方向手动推,把堵塞物从混合结反冲出来。
- 有显微镜的话,冲完看一下混合结确认通畅了。
上面没覆盖到的故障,联系 Unchained Labs 技术支持:support@unchainedlabs.com。
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