Sunshine 用户指南(5/7):Sunny Suite 软件:方案、Excel 模板与连续生产
三个导航标签各管一件事
Sunny Suite 可以单独控制每个硬件模块完成特定动作,也可以通过自动方案无人值守地完成合成。Sunshine 随机配一台系统电脑,出厂已装好 Sunny Suite 和运行用户方案所需的许可证(Licence)。
打开软件先看到主页。主页上有 Unchained Labs 网站链接和技术支持邮箱。左上角 About 显示软件版本号,可以关闭启动主页;Licence Manager 用来加载许可证,不同级别的许可证开放不同的功能。
Sunny Suite 主页:顶部显示版本号,左侧是 About 和 Licence Manager,中间有技术支持联系方式,左下角是导航标签。
左下角的导航标签切换不同功能:
- Devices:单独控制已连接的硬件模块(四联注射泵、自动进样阀、自动收集器)。
- Protocols:配置自动实验方案,用来制备 LNP。
- Logs:查看系统运行时自动保存的实验数据。
先开硬件,再开软件
硬件要通电并连到电脑(或随附的 USB hub),软件才能识别。建议先打开各硬件模块,再打开 Sunny Suite。这样换过收集器瓶架时,可以先在收集器上改好瓶架类型,再打开软件。
- 确认各硬件模块已通电,已用随附通信线连到电脑,流路已按实验需要接好。
- 在系统电脑上打开 Sunny Suite。
- 点左下角的 Devices 标签。
- 已连接并通电的设备会出现在窗口中。
- 首次连接时,完成两项设置: - 选择自动收集器的瓶架类型(Rack type)。瓶架类型决定每个瓶位的 X-Y 坐标,必须与要运行的实验方案里选的瓶架一致。 - 输入进样阀 ASV 1 和 ASV 2 上的进样环体积。软件默认 5 mL;系统随附 5 mL 和 10 mL 两种进样环。
- 设置完成后,系统既可以执行单个动作(例如泵连续出液),也可以在方案模式下运行自动实验。
运行方案前的两项设置:左为自动收集器的瓶架类型,右为 ASV 进样环体积。
先用方案模式筛参数,再用连续生产模式放大
Sunshine 有两种制备方式,最大的区别在制备体量。
- 方案模式(Protocol Mode)是标准配置,用于自动合成颗粒和优化工艺。它处理小体积反应物,每个样品的流动参数可以各不相同,一次产出一系列样品。改配方、找流动参数时用它,用量小、实验设计灵活、样品自动处理。
- 连续生产模式(Continuous Production Mode)连续产出颗粒。反应物直接装在储液瓶里,可用体积大得多。用方案模式确定流速比(FRR)和总流速(TFR)后,在 Devices 窗口手动控制泵,制备大批量样品。
对比项 / 连续生产模式 / 方案模式
所需样品体积:连续生产模式 大;方案模式 小
不同样品数量:连续生产模式 少;方案模式 多
单个样品体积:连续生产模式 大;方案模式 小
处理时间:连续生产模式 长;方案模式 短
流动条件可编程:连续生产模式 否;方案模式 是
自动收集样品:连续生产模式 否;方案模式 是
设备模式的三种典型用途
设备模式(Device Mode)可以完全控制每个硬件,让单个硬件独立执行特定动作:
- 手动送液 / 润洗:用吸液、排液或连续出液把液体推过系统。常见用法是换注射器前排空某个通道,或手动冲洗某段流路。
- 评估系统压力:让泵以固定流速给管路和 Sunny 加压,查找可能堵塞、影响颗粒制备的部位。
- 冲洗 Sunny:Sunny 出现堵塞或碎屑时,按特定配置定向冲洗芯片。
用设备模式时,要随时清楚每个硬件的状态:知道进样阀处在哪个阀位,知道自动收集器的位置和状态,防止液体漏出或洒出。
三类方案:Initialize、Prime、Development
左下角 Protocols 菜单里有三类方案:System Initialize(初始化)、Prime(润洗)和 Development(实验)。Sunshine Lite 也是这三类,它的实验方案与 Sunshine 的 Development 方案相同,只是没有在线稀释功能。
- 橙色的 Default 方案是锁定的。用户可编辑的方案都从 Default 复制或导入,显示为绿色。
- 每个方案都可以复制、编辑、重命名,为不同实验条件各建一套。
- 方案在软件关闭后仍然保留。同样的条件可以直接重复,换配方或换流路配置时另建新方案即可。
方案列表:橙色为锁定的 Default 方案,绿色为可编辑方案;顶部图标用于重命名、复制、删除方案,以及导入 / 导出方案和配置文件。
Apparatus:告诉软件哪个硬件做哪件事
每个方案都要在 Apparatus 菜单里为每项功能指定硬件,例如哪个泵通道送驱动液 1、哪个送稀释液。默认已填好;硬件改过名或有变动时,需要重新指定。从下拉菜单选择硬件,直到每项功能都分配完毕。分配结果在硬件与电脑断开之前一直保留。
Apparatus 设置:自动进样阀对应 ASV 1,自动收集器对应 Automated Collector 1,驱动液 1、2 分别对应 Quad Pump 1A、1B,稀释泵对应 Quad Pump 2A。
运行方案时如果有所需硬件没有分配,会弹出错误,指出缺哪个硬件。改正后才能继续。
Initialize:所有硬件回原位
运行任何实验方案之前,系统必须先初始化。初始化让注射器、阀和自动收集器的 X-Y 平台回到原位。所有已分配的硬件都会动作,包括稀释泵通道,确保后续方案可能用到的硬件全部就绪。
初始化会排空注射器,里面的液体都会被推出去。运行前确认通往废液的流路全部接好。
当前流路配置里稀释泵没接 Sunny 时,先把它的出液管引到合适的废液容器。稀释通道长期不用时,建议断开它与储液瓶的连接,并把注射器拆下保存,免得每次初始化白白磨损。
Initialize 方案有两处可编辑:
- Apparatus:按实际接好的流路,正确分配每个泵通道。
- Parameters:设定初始化时注射器排空的出液流速(Dispense Flow Rate),选好后点 Save。
通道越窄的 Sunny,同样流速下背压越高,出液流速要选得越低。软件按 Sunny 给出了推荐档位:
出液流速档位 / 单通道流速 / 适用的 Sunny
Slow:单通道流速 2.5 mL/min;适用的 Sunny Sunny 100 X / 100 T、Sunny 50 Micromixer、Sunny 150 3D
Medium:单通道流速 5 mL/min;适用的 Sunny Sunny 190 X / 190 T
Fast:单通道流速 7.5 mL/min;适用的 Sunny Sunny 275 X / 275 T、Sunny 490 Trident T
- 同时用两种 Sunny 时,按两者中较低的档位选。
- 用表中没有的新型号或定制 Sunny 时,没有特别说明就选 Medium。
- 出现过压时,改为 Slow。
Initialize 方案的 Parameters 区:选择 Dispense Flow Rate 档位,下方说明列出每档的单通道流速和适用 Sunny。
设好后点 Start 运行初始化。
Prime:把整条流路换成新液体
初始化之后就可以润洗。润洗让注射器反复吸液、排液,把系统内部的液体整体置换一遍,主要用途有三个:
- 用驱动液(通常是乙醇和水)冲洗整条接液流路。
- 换管路套件或换一组驱动液之前,把系统里的液体清空。
- 在液体和空气之间切换。
运行前确认储液瓶里装有足量的合适液体,各处接管牢固。复制一份橙色 Default Prime 方案,选中生成的绿色方案,再设置两个参数:
- Dilution:是否启用稀释泵。稀释泵接在 Sunny 上时选 Yes,不管每条实验是否都用稀释;流路里没接稀释时选 No,免得该通道白白出液、消耗驱动液。
- Dispense Flow Rate:润洗同样要让液体流过所接的 Sunny,档位选法与 Initialize 相同,防止过压。
润洗方案会读取 ASV 设备窗口里设定的进样环体积,保证出液量足以冲净进样环的内部体积。所以运行前先确认进样环体积填对了。
- 参数设好后点 Start 开始润洗。首次润洗只需运行一次。
- 要在两种液体之间切换时,先把进液管从旧液体中取出,运行一次 Prime,让系统充满空气。
- 往储液瓶加入新液体,把进液管放回瓶中,再运行一次 Prime,让系统充满新液体。
Excel 模板:实验参数在这里定,也在这里校验
系统润洗好以后,就可以用 Development 方案运行一组实验。实验参数全部在实验导入模板(Experimental Import Template)里定义。这是一份 Excel 表,可以直接从 Sunny Suite 导出,填好再导回。
- 在方案界面点导出图标,选择保存位置,导出模板。没有方案在运行时,随时可以导出。
- 在 Windows 资源管理器中找到这个文件,打开。
模板有三张工作表:How To(使用说明)、User Inputs(全局设置)和 Experimental Table(实验表)。
User Inputs:全局设置
- 描述(Description):导入后显示在软件里。
- 进样环体积:决定每路 Input 的最大总体积。这里要与 ASV 上实际装的进样环一致。
- 收集瓶架类型:选好后自动确定适用的最大收集瓶容量和实验条数,显示在下方表格里。
- Sunny 配置:选好所用的 Sunny,管路配置自动确定,并在右侧出图。
- 稀释:计划的实验里只要有一条用稀释,就选 Yes。
- 冲洗等级(Wash Level):决定每条实验之间用多少驱动液冲洗系统,推荐 Standard。
对照右侧的示意图核对实物。选好 Sunny 后,右侧会显示预期的 Sunny 安装和管路配置。图和仪器上实际装的不一致时,回头检查选项。
User Inputs 工作表(Sunshine):左侧填进样环体积、Sunny 配置、收集瓶架、稀释和冲洗等级,右侧随选项显示流路配置图。
Experimental Table:逐行定义实验
- 实验行号已自动填好 1–50。
- 每行填入流速比(FRR)、总流速(TFR)、收集体积、头切和尾切体积后,其余参数自动算出。
- 元数据(Metadata)选填。填了的话,方案运行时的输出说明里会用到。
- Sunshine Lite 的模板没有 Dilution 列。
每行填写时都会与系统限值和当前设置比对,每列的参数限值写在该列的信息框里。M 列 Row Status 显示校验结果:
- VALID:符合系统限值,会运行。
- EMPTY:该行未填写,不运行。
- INVALID:有参数超限或与系统不匹配,不运行。出问题的参数变红。
填行的同时,User Inputs 页会更新 Input 1、Input 2、稀释液和收集所需的大致驱动液体积,方便提前备足。
实验表里不要拖放或剪切粘贴单元格,会打乱表内计算。复制粘贴和下拉填充可以用。
读懂一个 INVALID 例子
下图中前 5 行流速比都是 3:1,收集 800 µL,头切、尾切各 100 µL。所以每行实验体积为 1000 µL,其中 Input 1 占 750 µL。总流速从 1000 µL/min 逐行升到 12,000 µL/min,5 行都是 VALID。
第 6 行 INVALID:总流速 16,000 µL/min 要求 Input 1 泵以 12,000 µL/min 出液;同时 Input 1 总体积累计到 5,100 µL,两处都标红。
第 6 行被判为 INVALID,有两个原因:
- 所选总流速要求泵 1 以 12,000 µL/min 出液,超过单通道最大 10,000 µL/min。
- 全部实验所需的 Input 1 总体积达到 5,100 µL,超出 5 mL 进样环的容量。换成 10 mL 进样环,并在 Sunny Suite 里同步改进样环体积,就能容纳。
总注入体积超过进样环容量时,减少实验行数或降低每行用量;也可以换更大的进样环,同时改模板和软件里的体积,三处保持一致。
导入前另存,导入后逐项核对
- 全部行都有效后,保存表格。导出的模板是只读的,要另存一份。
- 在 Sunny Suite 中选中橙色 Default Development 方案,点 Import from Excel,选择另存的文件。导入必须从 Default 方案操作,完成后方案列表里多出一个新方案。
- 选中新方案,核对 Description 框里的信息与表格中的设置一致。
- 按 Initialize 和 Prime 的方法分配 Apparatus。
- 核对导入的 Fluidic Configuration,确认它与表格中的设置、仪器上的实际接法三者一致。不同的导入方案可能对应不同的流路配置,运行前这一项一定要核。
- 点 Experiment Table Parameters 旁的 View,弹出窗口逐行列出导入的实验参数,运行前再核一遍。
View 窗口里虽然有导入 / 导出配置、增删行等按钮,但改动无法保存,只能点 Cancel 关闭。要改实验表,就改原始 Excel 文件、保存到本地,再重新导入,生成一个新方案。旧方案留在列表里,不需要时可以删除。
运行实验:装瓶、确认、装样,然后无人值守
- 确认收集瓶架上装了足够数量的收集管。
- 在 Execution Control 区选 Run all Experiments,表中全部实验都会运行。点 Start。
- 弹窗提示确认储液瓶已装好所需驱动液,并显示将要运行的实验条数。核对无误、收集管已装好后点 OK。
- 泵开始吸液。
- 吸满后,弹窗提示每个进样环需要装多少反应物,即实验表中全部样品的总量。提示的体积已额外加上 70 µL,补偿注样口的死体积。
- 用 Luer Lock 注射器从自动进样阀正面的 Luer 口,把反应物缓慢注入对应的进样环。注完点 OK。
装样提示:分别给出 Input 1、Input 2 进样环要注入的体积,并说明已加上 70 µL 补偿注样口死体积。
之后系统自动执行:
- ASV 1 和 ASV 2 同时切到注入位,两路样品同时注入系统。
- 经过计算好的时间后,自动收集器从废液切到收集,在对应瓶位上方收集样品。
- 泵重新吸液,冲洗 Sunny 和自动收集器。
- 系统回到干净、润洗好的状态,接着运行下一条,直到全部完成。
运行时界面显示实验计时器,以及一个用斜杠分隔的计数,例如 001/005。前一个数是当前实验在表中的行号,后一个数是本次运行的实验总数,后面的文字说明当前进行到哪一步。实验行号不连续时,可能显示 005/004,意思是正在运行第 5 行,本次共运行 4 条。
运行界面:上方是实验计时器,Status 下显示当前步骤,Execution Control 区可选 Run all Experiments 或 Run from Experiment。
出错,或因故需要重新开始时,选 Run from Experiment,指定从哪一行开始运行。
日志自动保存为 CSV
运行时所有数据都自动写入本机的日志文件,格式为 CSV,可以从左下角 Logs 标签打开。事后可以拿实际输出和该实验输入的参数对比,用于数据分析或报告。
- 默认保存位置:C:\Users\USER\Sunny Suite\Logs。
- 点 Open Data Log(带向上箭头的文件夹图标)打开这个位置。
- 点 Browse for Data Log Folder(带放大镜的文件夹图标)可以改到别的文件夹。
日志分三类,各存为单独文件:
- Event Log(事件日志):记录系统运行中的主要动作,例如硬件何时通电、连接或断开,以及运行中出现的错误。
- Data Log(数据日志):记录已连接硬件的全部数据,硬件空闲时也在记录,包括状态、压力、流速、目标值和通信状态。
- Support Log(支持日志):需要配套的 Support Licence 才能打开,用于排查故障或深入查看系统数据,包含大量通信和硬件数据。
日志可以按需调整:用筛选项开关某些数据流;调整 Data Interval 降低采集频率,默认每秒采集一次;用擦除按钮清空并开始新的日志文件;按新旧顺序排列。
Logs 窗口:左侧选择日志类型,右侧按时间列出各硬件的状态、压力和流速数据。
方案日志
每个方案运行完成后,还会另存一份方案日志(Protocol Log),保存位置与上述日志不同。它只针对本次运行的方案,方便快速回顾做过的实验。
方案运行时,Protocols 窗口里的 Output 实时列出每一步:当前动作、正在做哪条实验、硬件的目标条件。运行结束后,Output 会写明本次实验数据的保存位置。
连续生产模式:反应物装进储液瓶,泵手动设流速
Sunshine 出厂按方案模式配置。改用连续生产模式(Sunshine 和 Sunshine Lite 支持)时,按下面几步调整:
- 反应物直接装进储液瓶。每种液体至少装 50 mL,才能充满并润湿系统。按所用流速比提前算好每种液体的需用量。
- 进样环不用装样。两个进样阀在整个生产过程中都停在装样位,不参与运行。
- 样品直接收进收集瓶。连续生产不用自动收集器。可以把 Sunny 出口到自动收集器的那根管拆下,直接引进收集瓶。备用的储液瓶组件可以当收集瓶用。
- 在 Devices 窗口为每种液体设流速。水相、有机相和稀释液(如有)分别设:在目标泵的 Pump 区输入流速,点 Pump 按钮开始;实验时长已知时,也可以在 Timed 区设定运行时间。
- 等压力稳定。液体按设定流速流过系统,开始流进收集容器。压力一稳定,系统就进入稳态,流动条件达到设定值。
- 算好运行时长。提前计算,确保任何一种液体都不会在达到目标产量前用完。
颗粒制备的具体结果取决于配方和流动参数,用方案模式在小体量下先把参数定下来,再放大。用 Sunshine 做 LNP 工艺优化的实测案例,见Sunshine LNP 工艺优化应用笔记。
- protocols · 方案与 Apparatus
- initialize · Initialize 方案
- excel · Excel 实验导入模板
- development · 导入并核对实验方案
- continuous · 连续生产模式操作