[專家專欄 – 實驗室自動化] Chemspeed 在藥物研發(fā)領域的應用案例 (二)
前沿：化合物庫管理與藥物研發(fā)的關系
化合物庫是按照特殊的研究目的研制的大量化合物集合，應用于高通量藥物篩選，可幫助找到新藥研發(fā)的先導化合物。隨著人工智能大數(shù)據(jù)和實驗篩選模型的迅速發(fā)展，化合物篩選已成為發(fā)現(xiàn)先導化合物的主要途徑，因此化合物庫的建設已經(jīng)是我國發(fā)展創(chuàng)新藥物研究的工作重點。
【化合物庫管理】
“使用 Chemspeed SWILE 工具可以更精確、更快速的進行亞毫克級別的化合物分配任務。它采用決策式分配過程，無死體積，無交叉污染，可實現(xiàn)一對一或一對多的加樣方式。即使是 100μg 這樣人手操作時束手無策的量也可以進行準確添加，無論是準確度還是精確度都可以滿足嚴苛的標準。”
—— 杜世振丨力揚自動化合成及優(yōu)化專家
化合物庫中的化合物重新分配的過程，它通常面臨三大難點：第一，化合物的種類繁多；第二，毫克或者是毫克級別以下的化合物分配時的高誤差；第三， 96 / 384 孔板操作時位置上出錯。而 Chemspeed 的解決方案中，完美的解決了以上三個難點。
Chemspeed 的化合物庫管理要用到的一個非常關鍵的工具叫 SWILE (取樣分配工具)。它適合于毫克級別的化合物或是毫克以下的幾百微克化合物的精確且快速的分配過程，SWILE 通過頂置式天平抓取的毛細管活塞來進行物料分配。根據(jù)不同的加料需求、不同量的范圍，Chemspeed 有不同規(guī)格的毛細管可供選擇。
SWILE 一個非常關鍵的特點是其取樣決策分配過程。具體指在原料瓶中取樣結(jié)束之后，天平會對取樣的量首先做一個判定，例如設定目標分配的量為 5 毫克，取樣完成后天平隨后進行判定，如果取樣的量大于或等于 5 毫克，天平才會執(zhí)行下一個分配任務，如果沒有達到 5 毫克，天平會再次進行提取直到 5 毫克。這個特點可以最大限度地保證在加樣過程的效率和準確性。
SWILE 對不同性質(zhì)、不同類型的化合物進行了分配測試，測試樣品包括了密度小且非常松散的氣相的硅膠、實驗室常用到的金屬配合物、或者是香草醛為代表的以純的有機物。從結(jié)果中可以看到， 1 毫克級別以下的準確度達到了 10% 左右。隨著分配質(zhì)量的逐漸增大，準確度會有一個非常大的提升，到 5 毫克的時候，準確度可達到 2% 以內(nèi)。過往經(jīng)驗證明，人手準確分配一毫克以下的物料，幾乎是不可能的，如果在分配過程中稍微地不小心，帶來誤差幾乎都是 100% 以上的，所以說一毫克級別的加料對人手操作來說是極大的挑戰(zhàn)。對于這種人手操作束手無策的微量物質(zhì)加樣過程，SWILE 可以進行自動化的準確添加，無論是準確度還是精確度都可以滿足嚴苛的標準。
視頻案例中是SWILE 在 384 孔板上進行一個矩陣式的加樣過程，384 孔板相較于常用的 96 孔板，其孔數(shù)更多，間隔更小，在視覺上極易造成混亂，尤其是在大批量按照 384 個孔的順序進行加樣操作的過程中，很容易因為無法準確識別每個孔的位置，而造成錯加或漏加。借助自動化技術可以輕松解決這一難題，我們可將實驗設計軟件如 JMP、或編輯好的 excel 文件直接導入控制軟件，無需手動逐一輸入加樣參數(shù)。儀器操作過程中自動記錄所有數(shù)據(jù)，并可再以 excel 文件格式導出，方便查找和溯源，不會再因數(shù)據(jù)混亂而導致實驗失敗。?
