纳米材料凭借小尺寸效应、表面效应、量子限域效应，在催化、储能、光电传感、环境修复等材料科学领域发挥关键作用。纳米合成属于强参数敏感型液相反应，前驱体、还原剂、形貌调控剂、稳定剂的加入体积、添加顺序、浓度配比会直接决定纳米颗粒成核‑生长过程，最终影响产物粒径、多分散系数PDI、微观形貌与功能性能。
传统实验室合成多依靠手动移液器完成试剂分配，微量体系下，人员操作力度、吸液速度、吸头匹配度、人为疲劳等因素，会带来显著体积偏差，移液环节可贡献30%‑40%实验总误差，造成平行样差异大、批次重现性差，大量实验耗费在重复验证上，严重限制高通量条件筛选效率。面对多变量配方探索需求，人工很难同时构建多维度浓度梯度矩阵，大量候选反应条件无法快速并行验证，新材料开发周期长。
自动化液体处理设备逐步成为材料实验室重要工具，博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统针对化学材料液相合成场景优化，兼容水相、部分有机溶剂体系，支持多通道独立分液、程序时序编辑、批量阵列分液，可对接96孔板、反应管阵列等多种反应载体，把合成中试剂分配环节自动化，降低人为干扰，为纳米材料高通量合成‑筛选提供硬件支撑。
一、博清生物自动分液系统工作原理与设备特性
博清生物自动分液系统采用精密柱塞驱动液体输送，配合耐化学腐蚀管路与分液头，实现微升级至毫升级宽体积范围的自动化试剂分配。设备搭载控制软件，可自定义分液体积、分液顺序、分液速率、多组试剂配比，支持单孔/单管独立配方设置，可直接生成梯度浓度反应阵列；管路具备清洗流程，可完成试剂管路冲洗，降低不同试剂之间交叉污染风险，适配多组分纳米合成反应体系。
核心适配纳米合成场景的技术特点：
（一）宽量程高精度分液：覆盖微升到毫升级，微量分液体积CV值低，减少前驱体、还原剂微量添加带来的体积误差，稳定控制成核过程。
（二）可编程时序控制：可设置不同试剂的添加先后、间隔时间，模拟纳米合成过程分步加料、逐滴加料工艺。
（三）高通量阵列处理：可一次性完成多孔位反应体系试剂分配，快速搭建不同配比平行反应，实现多条件同步探索。
（四）化学兼容性：管路组件耐受常见水相试剂、弱极性溶剂，适配贵金属盐溶液、金属盐前驱体、缓冲体系、稳定剂、还原剂等纳米合成常用试剂。
（五）数据可追溯：实验参数自动保存，分液流程完整记录，便于实验复现，满足材料科研可溯源要求。
二、自动分液系统在典型纳米材料合成中的应用
（一）贵金属纳米颗粒合成
金、银贵金属纳米颗粒的颜色、SPR表面等离子体共振吸收峰高度依赖颗粒尺寸与形貌，柠檬酸钠还原法、种子生长法是最常用合成手段。种子生长工艺需要精准控制种子液、金属前驱体、还原剂、形貌引导剂的添加量，微小体积偏差就会造成颗粒粒径漂移，吸收光谱偏移。
使用博清生物自动分液系统，可在96孔反应板中自动完成基底溶剂、金属盐前驱体、还原剂、形貌调控试剂的分配，批量构建多浓度梯度实验组。相比于人工操作，自动化分液降低不同孔位之间体积离散度，同一配方多平行样本紫外‑可见光谱峰位偏移显著缩小，产物粒径分布更窄，PDI数值降低。同时可以一次性设置几十组不同试剂配比，快速筛选得到球形、棒状、星型等不同形貌纳米颗粒的最优配比条件，大幅减少人工配液工作量。
（二）金属氧化物纳米材料合成
四氧化三铁、二氧化钛、氧化锌等金属氧化物纳米材料广泛用于催化、吸附、电化学材料。水热‑溶剂热前驱液配制阶段，多种金属盐、沉淀剂、螯合剂、表面活性剂需要精确配比。传统模式下多组平行水热反应釜前驱液配制耗时久，人工移液累积误差会导致产物晶粒尺寸、比表面积出现明显差异。
借助自动分液系统，可批量向反应管阵列中分配金属盐溶液、碱液、表面活性剂，统一完成多组水热前驱液配制，保证每一组反应初始液相条件一致性。后续水热反应结束后，产物的晶粒尺寸、磁性能、催化活性平行样本之间离散度下降，有利于研究投料比对氧化物纳米晶成核生长、物相组成的构效关系。
（三）复合纳米功能材料制备
复合材料如聚合物‑无机纳米杂化材料、介孔改性纳米颗粒，合成过程涉及多组分分步投料，需要依次加入无机纳米晶分散液、有机单体、交联剂、引发剂、pH调节剂等多种试剂，加料顺序与间隔时间直接影响复合包覆效果。
博清生物自动分液系统可通过软件编辑分步加料流程，设置不同试剂之间的时间间隔，模拟人工逐次滴加的工艺，自动完成整套配液加料流程。将该设备用于纳米颗粒表面改性、包覆合成，能够稳定调控有机层包覆厚度，减少包覆不均、局部团聚现象，便于高通量筛选改性剂用量，优化纳米复合材料制备工艺。
三、自动化分液相比传统人工操作的综合优势
（一）提升实验重复性，降低人为误差：消除人工移液力度、手法带来的体积波动，平行实验产物粒径、光谱、性能数据离散程度明显下降，减少因配液失误造成的实验失败，提升数据可靠性。
（二）实现高通量配方条件探索：短时间内完成几十至上百组不同配比反应体系构建，快速扫描前驱体浓度、还原剂比例、稳定剂用量等关键参数，加速新材料工艺条件挖掘，缩短研发周期。
（三）标准化实验流程，便于实验复现：整套分液流程参数全部保存，不同操作人员可以调用同一方法文件开展实验，降低人员操作习惯带来的实验差异，利于实验室内部实验结果复现。
（四）提升实验安全性与工作效率：减少科研人员直接接触腐蚀性、毒性化学试剂频次；设备自动执行分液任务，科研人员可以将精力聚焦反应设计、材料表征与数据分析，而非重复性配液工作。
纳米材料合成对液相试剂分配精度、平行一致性要求极高，传统人工配液模式已经难以满足现代化学与材料科学高通量研发需求。博清生物科技（南京）有限公司研发的自动分液系统，通过高精度程序化自动化液体分配，能够稳定完成贵金属纳米颗粒、金属氧化物、纳米复合功能材料合成过程中的试剂配制与梯度阵列构建，有效降低人为操作引入的实验误差，改善纳米产物批次重现性，显著提升配方筛选效率。
