一個高通量藥物篩選體系包括微量和半微量的藥理實驗?zāi)P?、樣品庫管理系統(tǒng)、自動化的實驗操作系統(tǒng)、高靈敏度檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng),這些系統(tǒng)的運行保證了篩選體系能夠并行操作搜索大量候選化合物。高通量篩選技術(shù)結(jié)合了分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、計算科學(xué)以及自動化技術(shù)等學(xué)科的知識和先進技術(shù),成為當(dāng)今藥物開發(fā)的主要方式。完整的高通量篩選體系由于高度的整合和自動化,因而又被稱作“藥物篩選機器人系統(tǒng)。 虛擬藥物篩選是藥物篩選技術(shù)發(fā)展的另一個方向,由于實體的藥物篩選需要構(gòu)建大規(guī)模的化合物庫,提取或培養(yǎng)大量實驗必須的靶酶或者靶細胞,并且需要復(fù)雜的設(shè)備支持,因而進行實體的藥物篩選要投入巨額的資金,虛擬藥物篩選是將藥物篩選的過程在計算機上模擬,對化合物可能的活性作出預(yù)測,進而對比較有可能成為藥物的化合物進行有針對性的實體體篩選,從而可以極大地減少藥物開發(fā)成本。高通量篩選的前提是什么。吉林小分子高通量篩選
為了避免頻繁命中化合物對實驗干擾,許多實驗方法,例如采用qHTS、ADP-Glo等更先進高通量篩選方法,或者采用交互實驗驗證等用于增強篩選結(jié)果可行度。此外,隨著更多晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)分享和生物實驗數(shù)據(jù)庫整理,頻繁命中化合物的探索變得更加可行。為人熟知且使用的就是PAINS(Pan-assay interference compounds)篩選規(guī)則。這是Baell等人在2010年基于六個不同靶點高通量篩選實驗結(jié)果,并將其中頻繁出現(xiàn)(≥4次)的化合物和相關(guān)結(jié)構(gòu)總結(jié)為包含480個子結(jié)構(gòu)的篩選規(guī)則。但這類規(guī)則主要針對的是化學(xué)易反應(yīng)化合物,且PAINS規(guī)則本身也有很大局限性,因此,頻繁命中化合物相關(guān)篩選預(yù)測工具的開發(fā)仍然是現(xiàn)今研究熱點。在2017年,一篇由九名美國化學(xué)學(xué)會雜志主編聯(lián)名發(fā)表的文章“The Ecstasy and Agony of Assay Interference Compounds”中強調(diào)了實驗干擾引起的假陽性化合物的危害,告誡研究人員對篩選得出的陽性結(jié)果真實性需要反復(fù)確認,對潛在的假陽性結(jié)果需要提高警惕。為了更深入的了解頻繁命中化合物和相關(guān)機制。吉林小分子高通量篩選高通量篩選的實驗方案。
高通量篩選的特色效用高通量篩選技術(shù)是將多種技術(shù)方法有機結(jié)合而形成的一種新技術(shù)體系,它以微板形式作為實驗工具載體,以自動化操作系統(tǒng)執(zhí)行實驗過程,以靈敏快速的檢測儀器采集實驗數(shù)據(jù),以計算機對數(shù)以千計的樣品數(shù)據(jù)進行分析處理,從而得出科學(xué)準確的實驗結(jié)果和特色效用。英國學(xué)者AlanD研究提示,一個實驗室采用傳統(tǒng)的方法,借助20余種藥物作用靶位,1年內(nèi)能篩選75000個樣品;1997年高通量篩選技術(shù)發(fā)展初期,采用100余種靶位,每年可篩選100萬個樣品;1999年高通量篩選技術(shù)進一步完善后,每天的篩選量就高達10萬種化合物。近年來,光學(xué)測定技術(shù)在美、英兩國研究人員在高通量篩選檢測中,努力進行了光學(xué)測定方法的研究,建立了大量的非同位素標記測定法,如用分光光度檢測法篩選蛋白酪氨酸激酶抑制劑、組織纖溶酶原劑等,均獲得成功。
高通量篩選的實驗方法分子水平和細胞水平的實驗方法(或稱篩選模型)是實現(xiàn)藥物高通量篩選的技術(shù)基礎(chǔ)。由于藥物高通量篩選要求同時處理大量樣品,實驗體系必須微量化,而這些微量化的實驗方法應(yīng)根據(jù)新的科研成果來建立。第四軍醫(yī)大學(xué)周四元研究認為,藥物高通量篩選模型的實驗方法,根據(jù)其生物學(xué)特點,可分為以下幾類:受體結(jié)合分析法;酶活性測定法;細胞分子測定法;細胞活性測定法;代謝物質(zhì)測定法;基因產(chǎn)物測定法。這些實驗方法,均已用于藥物高通量篩選中。充分利用藥用資源 由于高通量篩選依賴數(shù)量龐大的樣品庫,實現(xiàn)了藥物篩選的規(guī)?;?,較大限度地利用了藥用物質(zhì)資源,提高了藥物發(fā)現(xiàn)的幾率,同時提高了發(fā)現(xiàn)新藥的質(zhì)量。高通量篩選的特點是什么。
熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)是指在兩個不同的熒光基團中,如果一個熒光基團(供體Donor)的發(fā)射光譜與另一個基團(受體Acceptor)的吸收光譜有一定的重疊,當(dāng)這兩個熒光基團間的距離合適時,就可觀察到熒光能量由供體向受體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,即以前一種基團的激發(fā)波長激發(fā)時,可觀察到后一個基團發(fā)射的熒光。常見的供體-受體對之間的有效距離通常為2-6nm,適用于許多蛋白質(zhì)相互作用。染料通常是有機分子,如與蛋白質(zhì)偶聯(lián)的熒光素和羅丹明,或與感興趣的蛋白質(zhì)融合的熒光蛋白。通過高通量篩選得到的藥物。吉林小分子高通量篩選
虛擬高通量篩選實驗。吉林小分子高通量篩選
高通量實驗對加速先進材料的發(fā)現(xiàn)起著關(guān)鍵作用,但是高通量制備和表征,尤其是塊體樣品的高通量制備和表征非常困難。全鏈條高通量實驗涵蓋準連續(xù)成分大塊樣品的快速制備,微區(qū)物相和結(jié)構(gòu)分析,以及樣品成分、電學(xué)和熱學(xué)輸運性質(zhì)的空間分布表征。通過該高通量實驗方法快速制備出了成分準連續(xù)分布的Bi2?xSbxTe3 (x = 1–2)和Bi2Te3?xSex (x = 0–1.5)塊體樣品。后續(xù)的高通量實驗表征證實成功篩選出了具有比較好Sb/Bi和Te/Se成分比的目標熱電材料,表明該高通量實驗技術(shù)在加速新型高性能熱電材料的探索方面十分有效。吉林小分子高通量篩選