過去，提到中醫(yī)多數(shù)人想到的是 “切脈”、“傳統(tǒng)文化” 等詞匯，很難跟 “新” 聯(lián)系起來，隨著西醫(yī)引進以及中醫(yī)的特殊性，導致歷經(jīng)千年傳承的智慧結(jié)晶往往被錯誤解讀，人們對中醫(yī)的認知與信任度局限，也讓中醫(yī)藥發(fā)展舉步維艱。

因此，在全球數(shù)字化的大背景下，中醫(yī)藥數(shù)字化發(fā)展勢在必行。“十四五” 規(guī)劃也明確提出要將 “互聯(lián)網(wǎng) + 中醫(yī)藥” 上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略層面，中醫(yī)藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型必將成為傳統(tǒng)中醫(yī)藥在新時期轉(zhuǎn)型發(fā)展的共識。

權威智囊齊聚一堂
中藥產(chǎn)業(yè)喜獲新方

早在 2020 年，中國工程院院士、天津中醫(yī)藥大學校長張伯禮在 [智造中藥高峰論壇] 上表示，提升中藥發(fā)展質(zhì)量，需要推進中藥智能制造，要整體推進中藥產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，則要依靠科技創(chuàng)新，抓住跨界協(xié)同機遇，搭乘信息化、人工智能的快車。

當前，黨中央、國務院要求從全局出發(fā)，準確把握新發(fā)展階段的新目標、新任務、新要求，把新發(fā)展理念貫徹到中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展全過程和各領域，在構建新發(fā)展格局中實現(xiàn)中醫(yī)藥振興發(fā)展，為保障人民群眾健康、建設健康中國、建設社會主義現(xiàn)代化國家作出新貢獻。

為全面貫徹落實習近平總書記關于中醫(yī)藥工作的重要論述和黨中央國務院決策部署，傳承精華、守正創(chuàng)新，深化醫(yī)改中醫(yī)藥工作，充分發(fā)揮中醫(yī)藥特色優(yōu)勢，提高中醫(yī)藥在防病治病、康復中的能力和作用，推動中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，由中國中醫(yī)藥研究促進會牽頭，聯(lián)合北京共生文化傳媒有限公司推出首部 《中國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，邀請到產(chǎn)業(yè)界具有代表性的優(yōu)秀企業(yè)參與編制，整合有關部門領導、權威專家、優(yōu)秀企業(yè)等最新研究成果和趨勢分析，全面總結(jié)反映了近年來我國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與創(chuàng)新成果，探討分析了產(chǎn)業(yè)傳承創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展的路徑，鼓勵產(chǎn)學研相結(jié)合的創(chuàng)新中醫(yī)藥研發(fā)，增強中醫(yī)藥的原始創(chuàng)新能力，為中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展獻計獻策，將為政府、產(chǎn)業(yè)界提供的一部有價值的參考資料。

《中國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告 2021 – 2022》 著重提出，圍繞以數(shù)字化賦能中藥產(chǎn)業(yè)自動化，指出中醫(yī)藥質(zhì)量控制研究發(fā)展的必然途徑就是:?自動化 —— 信息化 —— 數(shù)字化。

下面請跟小編一起看看這些大佬們開出的中藥產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的?“藥方”：

1. 數(shù)字化薄層色譜技術是金鑰匙

《中國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告 2021 – 2022》 中提到，數(shù)字化薄層色譜技術就是中醫(yī)藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的金鑰匙。

薄層色譜技術 (TLC) 可應用于中藥活性成分的快速篩查，它更是最早應用于中藥鑒別檢測的重要技術手段之一?？墒牵瑱z測靈敏度較低、重現(xiàn)性較差是薄層色譜最大的困擾，加上實驗人員需要全程參與操作，意味著實驗人員的操作習慣和熟練程度將直接影響最終結(jié)果的生成。這種情況下，人為誤差引入的發(fā)生概率高，極易對檢測結(jié)果的重現(xiàn)性和靈敏度造成負面影響。

于是長期以來，薄層色譜技術在自動化和標準化上進行了許多升級和突破，形成了區(qū)別于傳統(tǒng) TLC 的高效薄層色譜法 (HPTLC)。與傳統(tǒng)的 TLC 相比，HPTLC 具有更高的標準化要求，因此具有優(yōu)秀的重現(xiàn)性和更廣泛的適用性，現(xiàn)已被部分國家的藥典所收錄。

2. 科技巨擎實現(xiàn)薄層色譜技術突破性發(fā)展

技術升級除了需要具備完備的理論闡述，還需要實踐論證，而與技術相關的設備系統(tǒng)的升級換代就是最有力的實踐先行者，就如近年薄層色譜設備的全球領導品牌 – 瑞士 CAMAG 全新研發(fā)的全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng) – HPTLC PRO，在自動化技術上為高效薄層色譜技術帶來了創(chuàng)新的升級和突破，起到了承前啟后的關鍵作用。

HPTLC PRO 系統(tǒng)是全自動薄層樣品分析及評價系統(tǒng)，實現(xiàn)無人干預封閉式在線全流程自動化運作，能綜合或獨立進行點樣、展開、衍生化、檢測、分析、報告等工作，解決了薄層色譜重現(xiàn)性難、展開難、顯色難的瓶頸問題，充分發(fā)揮 HPTLC 快速、直觀、自由衍生的技術優(yōu)勢，尤其適用于復雜成分樣品的分離及檢測。

以工業(yè)大麻成分的限量檢測為例，拿到樣品后，實驗人員可以通過 HPTLC PRO 系統(tǒng)內(nèi)置的 HPTLC 數(shù)字化數(shù)據(jù)庫搜索并下載方法，按照方法中的內(nèi)容完成樣品制備和展開劑配置等準備工作，之后的點樣、展開、衍生等工作便由 HPTLC PRO 系統(tǒng)自動完成。拿到結(jié)果后，實驗人員可將實驗結(jié)果與 HPTLC 數(shù)字化數(shù)據(jù)庫中其他實驗室的結(jié)果做比對來進行評估，同時也可作為自有數(shù)據(jù)庫的充實資料以備后續(xù)研發(fā)的參考查閱，實現(xiàn)資源共享。

CAMAG HPTLC PRO 全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng)不但把傳統(tǒng)的中醫(yī)藥研發(fā)及檢測技術活化起來，并打開中醫(yī)藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大門。

承前?—— 完美突破 HPTLC 無法全流程自動化難題；啟后?—— 開啟數(shù)字化薄層色譜系統(tǒng)的新時代，助力中藥行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為迎接智能化實驗室時代做足充分的準備。此系統(tǒng)有很多創(chuàng)新的思路，比如自動程序化、平面視覺 + 多維度評價指標、HTPLC 數(shù)字化數(shù)據(jù)庫等，在推動中藥產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的過程中非常值得借鑒。

力揚企業(yè) 不忘初心

力揚企業(yè)成立至今二十載有余，不忘初心始終堅持實驗室自動化革新，用心締造新時代下的未來實驗室，為中藥科研事業(yè)貢獻一己之力。

獲取最新的

《中國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告 2021 – 2022》?電子版

歡迎留言查詢。

權威智囊齊聚，開出中醫(yī)藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的 “藥方”最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

中醫(yī)藥是我國悠久歷史文化的無價傳承， 從?“十一五”?規(guī)劃以來，中醫(yī)藥便被列為國家級發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，其后一系列利好的政策陸續(xù)頒布。繼而，在?“十四五”?規(guī)劃中更提出將進一步加快中醫(yī)藥科技創(chuàng)新體系建設，提升中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新。規(guī)劃發(fā)布后，國家醫(yī)療保障局、國家中醫(yī)藥管理局聯(lián)合發(fā)布 《關于支持中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》 將符合條件的中藥納入醫(yī)保藥品目錄。近年新冠疫情的蔓延，更見證了中醫(yī)藥的獨特價值。在長時間對抗疫情、病毒快速變種的威脅下，中藥固本培元的概念成為后疫情時代的關注熱點。2021?年，在國家醫(yī)療保障局公布的國家醫(yī)保藥品目錄中，化濕敗毒顆粒、宣肺敗毒顆粒等作為治療新冠肺炎的新增品種首次進入目錄，這一調(diào)整標志著中藥獨特的預防與治療效用在我國新冠疫情的抗擊中可以得到更充分的發(fā)揮。

然而，眾所周知，中藥所面臨最嚴峻的問題從來都不是大眾的重視程度或者是對其有效性的質(zhì)疑，而是中藥的質(zhì)量控制問題。只有用發(fā)展的思維去傳承，充分結(jié)合時代的創(chuàng)新科技，堅守質(zhì)量保障監(jiān)督，才能使中藥穩(wěn)建發(fā)展，走向國際，綻放其應有的光輝。這一任務必然是偉大而艱巨的，隨著國際環(huán)境和行業(yè)的發(fā)展，對中藥的質(zhì)量標準要求也日益提高，尤其要走進國際市場，中藥產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級勢在必行。

中藥質(zhì)量控制研究發(fā)展的必然途徑：
自動化 —— 信息化 —— 數(shù)字化

中藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要海量數(shù)據(jù)的支持，而大量的可靠數(shù)據(jù)的產(chǎn)生如果僅僅只是依靠人員豐富的經(jīng)驗和傳統(tǒng)的實驗模式，必然無法滿足數(shù)字化中藥數(shù)據(jù)基礎建設的高速發(fā)展需求。因此，自動化絕對是中藥產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起點，穩(wěn)健的自動化設備將有助奠定中藥產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的基礎。中藥質(zhì)量控制的研究一般起始于藥效物質(zhì)的確認，基于中藥成分的復雜性，中藥化學成分的分離過程是主要的限速步驟之一。如果能在自動化設備的協(xié)作下實現(xiàn)快速分離，研究的工作周期得以加快，可更高效的進入中藥藥效成分分析的下一研究階段。

以?2015?年發(fā)表于?PLoS ONE?期刊的一篇研究成果為例^[1]，作者通過自動化的二維分離制備系統(tǒng)?——?Sepbox，進行?20?小時的自動運轉(zhuǎn)，得到?150?個餾分，再于薄層色譜生物自顯影?a-葡萄糖苷酶抑制活性篩查模型上對這?150?個餾分進行快速篩查，最終得到?15?個餾分且參比陽性對照具有明顯的抑制活性。再進一步對這?15?個活性餾分進行細分純化以及結(jié)構鑒定，最終得到?20?個活性化合物。

作者在研究中應用的?Sepbox?二維高效液相分離系統(tǒng)是德國?Sepiatec?公司專為中藥化學分離研發(fā)，將?SPE?與?HPLC?功能巧妙結(jié)合，實現(xiàn)?24?小時內(nèi)完成中藥提取物的全自動分離和收集，單次運行最多可收集近?500?個餾分。 在快速拿到分離餾分后，即可利用薄層色譜技術進行藥效活性成分的初步快速篩查。活性成分確認后，也可再次應用?Sepbox?二維分離制備系統(tǒng)進行目標化合物的快速富集，通常單次運行?3?小時即可完成目標化合物的一次富集，以供后續(xù)藥理等下一階段的研究應用。在自動化分離設備和薄層色譜快速篩查技術的輔助下，從粗提物到確定初篩潛在的活性單體，全部工作周期可在?5?個工作日內(nèi)完成。高效的自動化技術，快速對大批量的樣品進行處理，同時收集準確的研究數(shù)據(jù)，建立及鞏固了中藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的流程基礎。

自動化不僅是穩(wěn)健高效的工具，更是實驗室數(shù)據(jù)重復性、可靠性和完整性的保障。對于中藥質(zhì)量控制標準執(zhí)行過程中的大量樣品制備和樣品檢測工作，這些特性尤為重要。如 《中國藥典》中最常見的中藥材薄層色譜鑒別檢測項目，很多品種單單是樣品制備過程就需要?2 ~ 3?天，需經(jīng)過粉粹?–?提取?–?萃取?–?過柱凈化?–?收集?–?濃縮?–?復溶等諸多步驟，越是繁瑣的過程，出現(xiàn)檢驗結(jié)果偏差?(OOS)?的可能性就越高，如果整個操作過程均由人工完成，那么?OOS?的溯源調(diào)查難度也是可想而知。因此，中藥質(zhì)量控制需要可靈活應用到不同樣品制備流程的自動化技術，以確保實驗數(shù)據(jù)的完整性及準確性。國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開拓相關領域，例如力揚企業(yè)正與瑞士的實驗室自動化技術專家 ——?Chemspeed?合作，展開 “中藥樣品制備自動化平臺“ 項目，借助其定制流程自動化實驗平臺的豐富經(jīng)驗，針對中藥樣品制備的常見操作，將中藥樣品制備步驟集成在一個緊湊的平臺上，通過軟件編輯流程，實現(xiàn)全流程自動化與信息化的樣品制備。目前?Chemspeed?的全自動研發(fā)平臺已經(jīng)在國內(nèi)多家石油化工、有機合成和精細化工等企業(yè)落地應用，期待東西方智慧碰撞出更適合中國國情和中藥特性的自動化樣品制備平臺，為中藥產(chǎn)業(yè)帶來更多革新的動力。

時勢造就: 承前啟后的數(shù)字化薄層色譜技術

正如前文提及，薄層色譜技術 (TLC)?可應用于中藥活性成分的快速篩查，與此同時它更是最早應用于中藥鑒別檢測的重要技術手段之一。長期以來，隨著薄層色譜技術在自動化和標準化上的升級和突破，形成了區(qū)別于傳統(tǒng)?TLC?的高效薄層色譜法?(HPTLC)。與傳統(tǒng)的?TLC?相比，HPTLC ?具有更高的標準化要求，因此具有優(yōu)秀的重現(xiàn)性和更廣泛的適用性，現(xiàn)已被部分國家的藥典所收錄。技術升級除了需要具備完備的理論闡述，還需要實踐論證，而與技術相關的設備系統(tǒng)的升級換代就是最有力的實踐先行者。就如近年薄層色譜設備的全球領導品牌?——?瑞士?CAMAG?全新研發(fā)的全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng)?——?HPTLC PRO，在自動化技術上為高效薄層色譜技術帶來了創(chuàng)新的升級和突破。承前，完美解決?HPTLC?無法全流程自動化難題；啟后，開啟數(shù)字化薄層色譜系統(tǒng)的新時代，助力中藥行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為迎接智能化實驗室時代做足充分的準備。此系統(tǒng)有很多創(chuàng)新的思路，在推動中藥產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的過程中值得我們借鑒：

1)?? ?全自動流程化，建立數(shù)字化基礎

CAMAG HPTLC PRO?全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng)通過系統(tǒng)自動化對薄層分析的全流程進行數(shù)字化管理，系統(tǒng)由多個模塊組成，從點樣、展開、衍生、檢測、分析、報告，各環(huán)節(jié)實現(xiàn)了全流程封閉式自動化連續(xù)運作，無需人員干預，大大降低了人為操作引入的實驗誤差，同時記錄全流程的完整數(shù)據(jù)。另外，HPTLC PRO?憑借氣相再生、霧化微滴噴涂等創(chuàng)新專利技術，成功突破了傳統(tǒng)薄層色譜法靈敏度低、重現(xiàn)性差的應用瓶頸。

2)?? ?平面視覺?+?多維度評價指標

CAMAG HPTLC PRO?全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng)首創(chuàng)了多維檢測評價體系，使?HPTLC?結(jié)果的呈現(xiàn)不僅僅只停留在直觀平面彩圖的層面，而是可以通過圖像信息的數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換實現(xiàn)峰積分參數(shù)優(yōu)化及基線校正，輔助定性和定量分析研究，還可以通過三維建模技術，將多種檢測指標的多重結(jié)果進行整合，形成多維度的立體評價標準，可平面或立體展示綜合評價結(jié)果，構建符合中藥復雜藥效成分協(xié)同作用的全面的評價體系。例如某中藥制劑樣品在?200 – 1000nm?下進行多波長檢測，得到不同波長下的標志性吸收成分。傳統(tǒng)的做法是反復比較論證，選擇其中最具有代表性的一個波長檢測結(jié)果中的某一或幾個成分作為最終的檢測指標，這其中必然要有一定的取舍。而多維度的檢測系統(tǒng)可將各波長下的檢測結(jié)果進行整合，構建出一個立體的評價指標，在不錯過任何重要的指標性成分信息的同時，還提高了方法的整體檢測靈敏度。在后續(xù)檢測其他批次的產(chǎn)品時，對比系統(tǒng)多維評價數(shù)據(jù)，就可以全方位多角度地對中藥進行數(shù)字化檢測、分析和評估，做足數(shù)字化系統(tǒng)未來升級到智能學習水平的準備。

3)?? ?HPTLC?數(shù)字化數(shù)據(jù)庫，信息共享，儲備系統(tǒng)智能學習資源

我們?nèi)v的中藥數(shù)字化，需要通過自動化，實現(xiàn)信息化，充分信息共享才能更順利的轉(zhuǎn)型到數(shù)字化階段，說到根本，這些必經(jīng)之路都是在為將來的智能化布局。國際上，眾多高效薄層色譜的應用專家已經(jīng)率先覺醒信息共享意識，他們共同成立了國際高效薄層色譜協(xié)會?(www.hptlc-association.org)，已然開始推動信息共享，共同開展國際?HPTLC?圖譜集和?HPTLC?天然物質(zhì)數(shù)據(jù)庫構建等項目，免費分享最新?HPTLC?應用成果，定期提供免費的?HPTLC?技術培訓活動，以期實現(xiàn)全球的?HPTLC?數(shù)據(jù)信息共享。協(xié)會主席?Reich Eike?教授作為專家顧問，與 《中國藥典》 ?委員會也一直保持良好的溝通和經(jīng)驗交流。國際高效薄層色譜協(xié)會還在國內(nèi)知名中藥質(zhì)量控制研究專家謝培山先生和上海中醫(yī)藥大學首席教授王崢濤先生的大力支持下，成立了?”高效薄層色譜協(xié)會中國分會“，共同推動高效薄層色譜技術在國內(nèi)的教育普及和應用，為中藥走向國際化以及迎接數(shù)字化轉(zhuǎn)型而精誠合作。

CAMAG?也積極與國際高效薄層色譜協(xié)會聯(lián)手合作，率先在全球建立了可資源共享的?HPTLC數(shù)字化數(shù)據(jù)庫，公開?CAMAG?實驗室的眾多?HPTLC?方法和結(jié)果。在?HPTLC?數(shù)字化數(shù)據(jù)庫中，可以下載?CAMAG?共享的中藥材等以及一些其他物質(zhì)應用?HPTLC?檢測的完整實驗報告，包括樣品的制備、展開劑的配置、實驗條件，以及設備參數(shù)的設置和最終結(jié)果的電子數(shù)據(jù)，所有實驗的細節(jié)以及結(jié)果和討論的都完整呈現(xiàn)。此外，還可以在?HPTLC?數(shù)字化數(shù)據(jù)庫下載方法模板和標準結(jié)果對照圖譜，加載于?HPTLC PRO?系統(tǒng)后直接運行，對自有樣品進行自動化檢測和數(shù)字化對照品的比對研究。以工業(yè)大麻成分的限量檢測為例^[2][3]，拿到樣品后，實驗人員可以通過?HPTLC PRO?系統(tǒng)內(nèi)置的?HPTLC?數(shù)字化數(shù)據(jù)庫搜索并下載方法，按照方法中的內(nèi)容完成樣品制備和展開劑配置等準備工作，之后的點樣、展開、衍生等工作由?HPTLC PRO?系統(tǒng)自動完成。拿到結(jié)果后，實驗人員可將實驗結(jié)果與?HPTLC?數(shù)字化數(shù)據(jù)庫中其他實驗室的結(jié)果做比對來進行評估，同時也可作為自有數(shù)據(jù)庫的充實資料以備后續(xù)研發(fā)的參考查閱，實現(xiàn)資源共享。

自動化新思路，開啟 “中藥數(shù)字化” 時代

無論是國內(nèi)還是國際，中藥質(zhì)量控制研究的自動化和信息化進程已經(jīng)啟動，并會逐步走向成熟。當然，“數(shù)字化中藥”?并不能一蹴而就。從?“十三五”?規(guī)劃起始，國家已經(jīng)大力推行信息化建設，透過不同的信息流程管理系統(tǒng)，開發(fā)利用信息資源，以信息技術記錄海量的中醫(yī)藥信息數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進行數(shù)字化分析及計算，這就是?“數(shù)字化中藥”?的基礎。穩(wěn)健的自動化檢測手段能夠更全面和有效地監(jiān)控和把握中藥產(chǎn)品在生產(chǎn)前、生產(chǎn)過程中及產(chǎn)后品控和儲存等各流程的關鍵指標，所有流程監(jiān)控的關鍵指標將通過信息化處理，形成強大的基礎數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)階段常見的半自動或需要過多人為流程干預的檢測系統(tǒng)并不能滿足中藥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的要求。而在自動化設備和多技術聯(lián)用的輔助下，中藥質(zhì)量控制研究可以開辟出更多高效的新思路。如本文前述，中藥藥效成分基礎研究:?從自動化的二維分離制備系統(tǒng)分離，到突破傳統(tǒng)的全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng)篩查，以自動化加速數(shù)據(jù)生產(chǎn)，通過信息共享實現(xiàn)不同實驗室間的互聯(lián)互助，為中藥數(shù)字化提供夯實的助力。憑借先進的技術和設備提高中醫(yī)藥質(zhì)量水平，既能節(jié)約成本和提升產(chǎn)能，又能保障品控，此外更是邁向國際的重要手段。在全球數(shù)字化趨勢的環(huán)境下，中醫(yī)藥行業(yè)應抓緊數(shù)字化賦予的機遇，提升中藥的質(zhì)量標準，向中藥數(shù)字化邁進，通過產(chǎn)業(yè)升級，中藥智能制造在未來終將可期。

寫在最后：

我國中藥指紋圖譜學奠基人、開拓者之一，中藥薄層色譜應用的領路人，多屆中國藥典會委員，國際高效薄層色譜協(xié)會終身榮譽會員，中藥質(zhì)量研究科學家謝培山先生，于?2022?年?3?月在珠海辭世。老先生畢生都致力于中藥質(zhì)量控制方法的研究，思維敏銳且勇于開拓，是力揚企業(yè)?CEO ?黃凱揚先生的良師益友也是事業(yè)伙伴。早在?90?年代，謝教授就與黃先生探討了關于 “借助先進的自動化儀器對中藥進行科學分析，深入挖掘中藥的科學價值……” 的相關話題。也正因此，力揚企業(yè)成立至今二十載有余，不忘初心始終堅持實驗室自動化革新，用心締造新時代下的未來實驗室，為中藥科研事業(yè)貢獻一己之力。借此，深切緬懷謝培山先生，力揚企業(yè)定將初心不改，砥礪前行。

參考文獻：

[1] Yingbo Y,?et al., Identification of α-Glucosidase Inhibitors from Phlomis tuberosa, PLoS ONE 10(2), February 6, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0116922.

[2] HPTLC Association?HPTLC methods list,?www.hptlc-association.org.

[3] CAMAG Application Note A-108.1: Identification and quantification of different cannabinoids in Cannabis sativa.

輯錄自:?中國中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告?2021 – 2022

主編單位:?中國中醫(yī)藥研究促進會、北京共生文化傳媒有限公司

中藥質(zhì)量問題 “對癥下藥” ，以數(shù)字化賦能中藥產(chǎn)業(yè)升級最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

中國作為全球最大的材料制造及消費國之一，對新型材料的需求具有強勁的增長潛力。據(jù)工信部數(shù)據(jù)預測，2025 年中國新材料產(chǎn)業(yè)將達到 10 萬億市場規(guī)模，復合增長率達 13.5%，到 2035 年我國新材料產(chǎn)業(yè)的總體實力將躍居全球前列。面對市場的現(xiàn)況，材料企業(yè)應積極以創(chuàng)新的自動化、智能化研發(fā)科技及高通量技術，取代傳統(tǒng)成本高、時間長、風險大的?“炒菜式” 研發(fā)模式。

在傳統(tǒng)的材料科學領域上，研發(fā)人員一直依賴反復試驗的方法或者憑運氣偶然地發(fā)現(xiàn)新材料，但隨著新一代信息技術、高端的自動化裝備制造等領域的蓬勃發(fā)展和材料基礎研究及技術創(chuàng)新的穩(wěn)步推進，AI (智能化)?材料科學領域獲得了發(fā)展動力。[1]

為了讓大家對新一代的材料開發(fā)有更進一步的認識，在這里會分享多倫多大學 Alán Aspuru-Guzik 教授如何通過將理論計算、機器學習和 Chemspeed 自動化工作流程解決方案相結(jié)合，突破了自主實驗室工作的界限。

Chemspeed 助力實驗室自動材料合成
加速產(chǎn)品研發(fā)

由多倫多大學化學和計算機科學教授 Alán Aspuru-Guzik 領頭的?“AI for Discovery and Self-Driving Labs”?研究小組，致力于開發(fā)自我驅(qū)動的實驗室，并提出將人工智能與自動化機器人平臺相結(jié)合，以高通量的形式，自主發(fā)現(xiàn)新材料，目標是將發(fā)現(xiàn)新功能材料或優(yōu)化已知功能材料所需的時間和花費縮小 10 倍，即從估計的 1000 萬美元和 10 年的開發(fā)時間減少到 100 萬美元和 1 年。

為了達到這個目標，小組成員在多個領域內(nèi)進行了探索，發(fā)現(xiàn)機器人平臺智能化和自動化合成是這個領域中的重要環(huán)節(jié)。在 Alán 的實驗室里，他選用了 Chemspeed 的自動化機器人平臺，通過計算模擬和機器學習來進行預測，并挖掘邊界條件等信息來獲取合適范圍內(nèi)的分子，更借此進行高通量的樣品制備、合成、工藝開發(fā)、配方、應用或測試，加速產(chǎn)品的研發(fā)周期。

通過?Chemspeed?高通量的快速合成、制備平臺，加上軟件系統(tǒng)支持離線樣品制備任務，滿足無人值守條件，并能夠快速執(zhí)行、監(jiān)控、遠程控制、自動記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息化管理。在與其他智能化技術相結(jié)合之后，Alán 的實驗室在無人監(jiān)督的情況下完全自主地運行，短短幾天內(nèi)便完成了共?1100?個實驗，獲得了大量數(shù)據(jù)用后續(xù)的機器學習過程，這為團隊的開發(fā)和創(chuàng)新打下了十分良好的基礎。

除了專注于實驗室，Alán Aspuru-Guzik 也在產(chǎn)業(yè)界積極開拓。他領導的加速聯(lián)盟 (The Acceleration Consortium, AC) 是學術界、工業(yè)界和政府之間的一項新的全球性合作，總部同樣位于多倫多大學，屬于全球材料科學創(chuàng)新中心。它利用人工智能和機器人技術來加速設計和發(fā)現(xiàn)尚未存在的材料，使材料變得更先進和更環(huán)保。

AC 同時擁有強大科研團隊，分別有來自多倫多大學和世界各地的 50 多名頂尖研究人員，目前合作伙伴更包括: Chemspeed Technologies、CIFAR、Creative Destruction Lab、加拿大國家研究院?(National Research Council of Canada)、加拿大自然資源 (Natural Resources Canada)、SLAS 和 Vector Institute 等，共同推動高端與 AI 材料科學創(chuàng)新及應用。

在 2019 年，Alán Aspuru-Guzik 成功成在 UBC (不列顛哥倫比亞大學) 引入 Chemspeed 自動化平臺，用于高通量化合物合過程，并通過半制備柱過濾, 以獲得足夠純度的化合物。在 Chemspeed 平臺上可以自動化進行固體分配和液體分配，并同時完成 16 個條件獨立控制的 Suzuki 偶合反應，該反應在加熱和渦流混合條件下持續(xù)運作 16 小時左右，配合軟件協(xié)調(diào)過程及獲取數(shù)據(jù)，最終完成目標。

延伸閱讀

想了解更多關于 Alán Aspuru-Guzik 如何成功利用 Chemspeed 機器人技術及人工智能在材料科學上的應用，可繼續(xù)觀看以下網(wǎng)絡會議視頻

高通量篩選及合成技術是目前新型材料領域研究的重要課題。隨著科技的不斷進步，自動化與智能化設備的加入，使得高通量篩選技術在新型材料研發(fā)中開拓出更廣闊的空間。除了 Alán Aspuru-Guzik 教授與他的研發(fā)團隊，力揚也攜手 Chemspeed 乘著自動化的東風，憑借在化學自動化研發(fā)領域超過 20 年的專業(yè)經(jīng)驗，助力中國新型材料研發(fā)?“破冰突圍”。

參考資料

信息來源:

[1]: 億歐智庫, 中國AI+材料科學產(chǎn)業(yè)應用研究報告_人工智能行業(yè)研究報告

圖源: 騰訊網(wǎng)

https://new.qq.com/omn/20210529/20210529A0AXBB00.html

以高通量技術打開新型材料合成新領域最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

“在 HPTLC 系統(tǒng)中，每張板都代表一個新的分析體系。每次進行分析操作當天，在每個板上都應執(zhí)行 SST，以驗證其是否符合實驗條件要求。SST 通常僅適用于包含預設限值在內(nèi)的單個方法。如果 SST 失敗，則樣品檢測數(shù)據(jù)無效，無法進行評估。”?

在高效薄層色譜 (HPTLC) 中，應用合適的系統(tǒng)適用性測試 (SST) 在每個薄層板上對分析系統(tǒng)進行驗證非常重要，是數(shù)據(jù)有效性的前提，一般是選擇幾個具有特定分析方法的化學對照物質(zhì)作為參考。但目前常用的 SST 實驗設計具有一定的局限性，列舉《美國藥典》和《歐洲藥典》中關于 SST 的描述內(nèi)容可見下表：

SST 新思路
HPTLC 通用混標

針對上文列出的局限性，UHM 應運而生，可用于在常規(guī)分析中驗證 HPTLC 結(jié)果，實現(xiàn)對 HPTLC 色譜圖的整個?R_F?范圍進行驗證。

什么是 UHM ？

UHM, the Universal HPTLC Mix，即高效薄層色譜通用混標，由 8 種不同性質(zhì)的化合物組成，廣泛適用于各種 HPTLC 方法的 SST 測試。

HPTLC 通用混標 (UHM) 的開發(fā)

01. 物質(zhì)的選擇

• 選擇的物質(zhì)最好具有安全、穩(wěn)定、無需衍生化即可檢測、易于獲得且價格低廉等特點。據(jù)此，實驗人員從數(shù)以千計的物質(zhì)列表中，選擇了 24 種化合物。

• 針對這 24 種化合物在 HPTLC 板上的色譜行為進行研究，分別用 20 種不同展開劑進行洗脫，涵蓋盡量廣泛的極性和選擇性，最終從中選擇了 8 種化合物：鳥苷、舒利苯酮、胸苷、撲熱息痛、鄰苯二甲酰亞胺、氫芴、噻噸酮和 2-苯并三唑四甲基丁基苯酚。?

02. 評估響應特性

• 相對濕度對每種物質(zhì)的選擇性有不同的影響。當板的活性偏離預期的相對濕度 0 – 5%、33%、75% 或 100% 時，UHM 的響應特性可以清楚地檢測出這些偏離。

• 對甲苯-乙酸乙酯 90:10 (V/V) 的展開劑組成施加每種組分溶劑 ±10% 的變化，用 UHM 獲得的 HPTLC 指紋圖譜有顯著反應。

• 針對相同的展開劑進行不同飽和參數(shù)設置的考察（不飽和、部分飽和和充分飽和)。結(jié)果表明，部分飽和?R_F?值相對增加，而完全飽和?R_F?值相對降低，UHM 可以檢測飽和操作的一般影響。?

03. 評估 UHM 性能

• 分別在實驗室內(nèi)和實驗室間進行檢測，使用 3 種展開劑并得出 ΔR_F，評估 UHM 性能。

• 在實驗室內(nèi)試驗中，ΔR_F?為 0.029; 實驗室間試驗為 0.040。

04.?評估不同類型的硅膠薄層板

• 在色譜系統(tǒng)中薄層板的材料是一個關鍵參數(shù)。由于硅膠的規(guī)格不同，例如不同的粘合劑或熒光指示劑的存在，不同的薄層板可能會有不同的選擇性。?

• 使用 UHM 評估了 6 種不同類型的涂敷型硅膠薄層板，使用相同的展開劑，乙酸乙酯-甲酸-乙酸-水 100:11:11:26 (V/V)。

UHM 與現(xiàn)行 SST 比較

使用 UHM 和現(xiàn)行的 SST 進行精油標準鑒別。

• 在原有方法中乙酸異丁香酚 [1a] 和異丁香酚 [1b] 被定義為 SST。作為特定標記物，使用的是芳樟醇和乙酸芳樟酯，或冰片和乙酸冰片酯。在這個例子中，還測試了 3 種精油：薄荷油、薰衣草油和肉豆蔻油。

• 針對 UHM 和當前 SST 的每個成分，計算平均?R_F?值及其預測區(qū)間。下圖數(shù)據(jù)表明，UHM 成分的預測區(qū)間與原始 SST 的預測區(qū)間在同一范圍內(nèi)。

總結(jié)

• HPTLC 通用混標 (UHM) 是當前 SST 的一個很好的替代方法。

• 8 種不同極性、不同化學類別組分的混合物價格低廉、穩(wěn)定，對驗證色譜系統(tǒng)的變化具有良好的響應性。

• 與當前的 SST 相比，UHM 的成分顯示出與已建立的 SST 的物質(zhì)和特定標記物具有相似的預測區(qū)間。

• UHM 可以檢測展開劑梯度的變化或飽和效應，而許多已建立的 SST 通常只能描述有限的?R_F?范圍。

會議內(nèi)容重溫

由此可見，高效薄層色譜越來越受實驗人員的關注，原因不單在其快速、直觀、自由衍生的技術優(yōu)勢，而且適用于復雜成分樣品的分離及檢測。從以上案例中，通過通用混標的應用，簡化 SST 方法開發(fā)周期，有效保證 HPTLC 在常規(guī)分析檢測中的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性、有效性和可靠性。

CAMAG HPTLC PRO 全自動色譜系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)多板之 “點樣 – 展開 – 衍生 – 檢測 – 分析 – 報告” 操作流程，是新一代的高效薄層色譜的領先技術。

HPTLC 通用混標 (UHM): 高效薄層色譜系統(tǒng)適用性測試 (SST) 新思路最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

新藥研發(fā)過程中，樣品前處理不單耗時長, 且成本高，尤其是樣品稱量，可以說是每個實驗人員避不開的操作，每次開始實驗的時候，首先要做的事情就是樣品稱量、試劑投料。

稱量任務看似簡單，但卻涉及許多繁瑣且重復的步驟，極容易產(chǎn)生人為誤差。遇到特殊情況，更是會給操作人員帶來不小的挑戰(zhàn)。為了應對以上難題，力揚企業(yè)最近就新藥研發(fā)話題，邀請了產(chǎn)品經(jīng)理杜世振博士與藥研群組成員展開了在線討論，并總結(jié)了以下內(nèi)容，今天與大家一同分享。

01.
以自動加樣技術
變革傳統(tǒng)實驗室物料稱量及分配模式

傳統(tǒng)加樣中，我們需要把樣品放在臺式天平上，繼而進行分配，但如此簡單的一個任務卻往往是在研發(fā)過程中的一個瓶頸問題，比如樣品數(shù)量多、特殊樣品?(如: 微量、高粘度、易揮發(fā)樣品等)?稱量難，邊反應邊加樣難操作等。

針對這些問題，瑞士 Chemspeed 研發(fā)了獨創(chuàng)性的頂置式加樣方式，對傳統(tǒng)的稱量加樣方式進行了革命性的改變，從根本上解決了上面提到的瓶頸問題。如圖所示，頂置式天平配置在平臺上，被譽為?“行走的天平”，它由機械手抓起、移動，并帶著樣品按照設定的程序走到指定的目標容器上方，然后以程序設定的質(zhì)量進行樣品分配。

毫克級別 加樣輕松

介于 1 – 2 毫克或者少于 1 毫克的樣品，加樣難度較大，Chemspeed 設有兩款工具可以完成任務。

第一個是 GDU-P fd (見下圖中藍圈處)，此工具適用于有足夠物料來源的樣品，比如實驗室的常規(guī)試劑。當物料有幾十或者上百克可以用時，這種情況下便可以將物料預先填裝到 GDU-P fd 的物料罐內(nèi)?(30mL)，然后通過 GDU-P fd 天平進行自動加樣。

第二個工具是 SWILE (見下圖中藍圈處)，它可以完成分配 100 微克到 10 毫克范圍內(nèi)樣品，其應用場景主要是物料有限或者樣品特別珍貴試劑或樣品。分配過程使用一次性玻璃毛細管分配器，直接到物料瓶里?(如 2mL 小瓶、或 4mL 小瓶) 取樣，然后天平移動到目標容器上方進行分配，分配過程無死體積，無交叉污染，而且不需要對原料進行分裝處理，分配完成后原料瓶幾乎保持原封不動。

樣品種類多樣 分類處理專業(yè)化

在長達 20 多年的研發(fā)歷程中， Chemspeed 逐步開發(fā)了六款主要頂置式加樣工具，可以覆蓋在實驗過程中大多數(shù)樣品。圖中左三款是針對固體樣品加樣的工具，它們可以完成單次加樣 1 毫克以下到 100 克范圍內(nèi)的固體樣品加樣任務?(如粉末、顆粒狀的化合物);圖中右三款是針對液體化合物進行分配的，其中 GDU-V 是對液體按質(zhì)量進行分配的工具，而 GDU-HV 是針對高粘度?(如甘油、膏狀物)?化合物的加樣工具。對于毫克級別或者毫克以下的液體化合物，SWIP 可以輕松應付。由于它的加樣過程需要用毛細管進行沾取，因此 SWIP 適用于粘稠狀化合物。

除上述頂置式加樣工具外，Chemspeed 亦提供了四通道的液體加樣工具，可以進行體積式的移液操作，其主要針對常規(guī)試劑?(如水、甲醇、乙醇等溶劑)，無需按照重量分配。此工具只需按體積去加樣，加強效率也相較更快。

集成手套箱 實現(xiàn)氮氣保護

如果需要在反應過程中通過氮氣或者其他的惰性氣氛保護，Chemspeed 反應器即可輕松實現(xiàn)。通過氣氛置換功能，便可自動化實現(xiàn)氣氛置換。

當涉及對水氧敏感的化合物存放，或水氧敏感化合物的頻繁使用，那么必須使平臺處于惰性氣氛環(huán)境中工作，這種情況下我們可以對平臺進行氮氣吹掃箱體集成，或是手套箱集成。

下圖為力揚用戶使用 Chemspeed 集成德國的布勞恩手套箱自動化平臺，反應所需的樣品、反應器均放置于手套箱中。

02.
多品牌友好 實現(xiàn)集成自由

Chemspeed 平臺現(xiàn)可無縫集成市面上主流品牌的液相色譜、氣相色譜，以及其他第三方設備。

以 SWING 平臺為例，它可與任何擁有開放通訊接口的第三方平臺進行集成。如缺少通訊接口，SWING 平臺也可做物理集成，常用的方式是通過六軸機械手進行跨平臺的自動化轉(zhuǎn)移。如圖中展示與離心機對接過程，其中樣品在 SWING 平臺和離心機之間的轉(zhuǎn)移步驟就是通過六軸機械手完成。除此之外，我們也可以通過此類方法和微波反應器、液相色譜、氣相色譜進行對接操作。

03.
自動化過濾流程 雙重方案任您選擇

下圖展示的是 Chemspeed 第一類自動化過濾的方案。即通過真空系統(tǒng)連接過濾濾芯，完成抽濾功能，最終實現(xiàn)對固體、液體的混合物實現(xiàn)固液分離的過程。

第二類過濾方案是通過 SPE 固相萃取，完成過濾操作?(如下圖所示)。

綜合以上介紹，Chemspeed 除了擁有獨創(chuàng)的專利技術，也提供多項以藥物研發(fā)為主的全自動解決方案，適合不同過程使用，讓藥企輕易擊破開發(fā)難關，加快效率及減低成本。

新藥研發(fā)難關 如何以自動化技術攻克障礙最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

十四五醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃指導思想首次指出，全面提高醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平，實現(xiàn)供應鏈穩(wěn)定可控，加快創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展轉(zhuǎn)型。配合各地方政府相繼出臺相關利好政策，使實驗室智能化與自動化趨勢勢不可擋。新藥研發(fā)憑著這個優(yōu)勢，也將加快以高端技術推動行業(yè)發(fā)展的步伐。

制藥公司研發(fā)投入高早已是公認的事實，其原因主要在于新藥研發(fā)耗時長、成本高、成功率低。一般來說，新藥開發(fā)的整個過程大約需要 10 年以上的時間，其中不可不提是樣品制備這個環(huán)節(jié), 因為每次實際實驗的第一步，總是以樣品稱量、試劑投料等樣本制備過程開始，粗略統(tǒng)計樣品制備過程約占整個研發(fā)周期的 1/5，某些特殊項目，該數(shù)值甚至可以達到 1/3。

而且樣品制備過程中涉及大量繁瑣的操作和重復的步驟，極容易帶入人為誤差，而且多數(shù)情況下操作人員并不自知誤差的引入，由此造成的無效實驗甚至是失敗實驗不勝枚舉。

目前來看，自動化過程是打破樣品制備瓶頸的最好解決方案。首先，自動化樣品制備可以將研發(fā)人員從重復性的勞動中解放出來，將更多的精力集中到方案設計、結(jié)果分析等研發(fā)的本質(zhì)工作上；另一方面，自動化過程可以從根本上解決人為誤差的問題，數(shù)據(jù)絕對客觀可信，而且可以數(shù)據(jù)溯源。

近年來，自動化實驗技術日益成熟，越來越多的藥企愿意投放資源在自動化及智能化解決方案上，以高效的精準加樣設備來加快新藥研發(fā)的步伐。

市場中眾多的自動化解決方案中，瑞士的 Chemspeed 自動化加樣技術，對傳統(tǒng)的稱量加樣方式進行了顛覆性的變革，將傳統(tǒng)的加樣效率提高了十倍以上，贏得了如諾華、默克、拜爾、阿斯利康等知名藥企的青睞，并廣受贊譽【1】，成為其樣品制備主要方案。

此外，Chemspeed 的自動化解決方案也廣泛應用于學術研究領域，如 2021 年諾貝爾化學獎獲得者 David MacMillan，早在十幾年前，Chemspeed 就與其建立了合作關系，其早在 2011 年在 Science 上發(fā)表高通量光催化的研究論文中就曾使用 Chemspeed 的自動加樣方案【2】，幫助其提高實驗效率。

Chemspeed 獨家專利的組件?—?頂置式稱重分配工具 (GDU) 顛覆傳統(tǒng)的稱量分配模式，創(chuàng)造性的使用邊稱重邊加樣的方式，對低粘度液體、高粘度液體、微量液體、大量固體、微量固體等進行自動化分配，完美解決現(xiàn)有樣品制備中的瓶頸問題。自動加樣技術不僅將技術人員從重復性操作中解放出來，更重要的是避免了人為誤差的發(fā)生，極大地提高了實驗的重復性和可靠性，讓新藥開發(fā)速度和質(zhì)量邁上更高的臺階。

【1】部分用戶對 Chemspeed 自動化加樣技術的評價

"... best solid dispensing technology ...”

--- Bayer CropScience

“… the only fully integrated and automated workstation for reaction preparation, synthesis (ambient pressure, pressure up to 100bar), work up, purification, analysis, and output to storage vials / plates.”

--- Bayer AG, Research & Development, Pharmaceuticals

“… the only true liquid phase and solid phase workstation …”

--- Abbott

"Chemspeed's robotic platform - CATSCREEN 96 - did pay off itself within 6 months! We do screens with wider parameter space, greater control and better quality than if we would outsource the work to several companies."

--- AstraZeneca

【2】David W. C. MacMillan,?et al.? Science,?2011, 334, 1114.

“By using a high-throughput, automated workflow and evaluating a large number of random reactions, we have discovered a photoredox-catalyzed C–H arylation reaction for the construction of benzylic amines, an important structural motif within pharmaceutical compounds that is not readily accessed via simple substrates.”

--- David W. C. MacMillan

迎合市場 , 推出新一代全自動固體粉末加樣解決方案

功能強，體積小，加樣沒煩惱

結(jié)合以上 Chemspeed 獨有的頂置式稱重分配工具 (GDU)，首度推出緊湊型的自動化固體粉末加樣方案 — Chemspeed Crystal Powderdose 和 Crystal Swile。兩者分別是針對固體及精細粉末而設，擁有極高精準度 (0.01mg)。Crystal Swile 擁有 5 個原料瓶，加樣范圍在 0.1 – 0.5mg，而 Crystal Powderdose 則擁有 7 個樣品儲存罐，加樣范圍在 1mg -20g 之間。

機身輕巧的 Crystal 系列，體積尺寸約為 45cm (長) x 54cm (寬) x 92cm (高)，可同時將天平、機械臂、樣品儲存罐、多孔板和多規(guī)格小瓶放置架等集成在一個小巧平臺，進一步節(jié)省實驗室空間。

管理信息更輕易 邁向智能化操作

Chemspeed Crystal 的軟件系統(tǒng)支持離線樣品制備任務，可實現(xiàn)無人值守，并能夠快速執(zhí)行、監(jiān)控、自動記錄數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息化管理，為未來智能化操作做好準備。對于實驗人員來說，擁有這樣的高科技，是令人驚喜的福利。

在政策利好的大背景下，中國制藥企業(yè)正處在蓬勃發(fā)展的關鍵階段，市場應用逐漸打開，高端科學儀器的市場需求逐漸提升。未來，自動化及智能化技術將越來越成為人類的幫手，給研發(fā)人員帶來便捷。Chemspeed Crystal 系列從研發(fā)到質(zhì)控雙重護航，在實驗室自動化領域給客戶帶來全新的升級體驗。

力揚企業(yè)憑著多年在實驗室自動化的經(jīng)驗，引入 Chemspeed Crystal 全自動固體粉末加樣解決方案，助力國內(nèi)藥企也能搭乘智能化 “快車”，降低新藥研發(fā)環(huán)節(jié)所面對的各種風險，在藥物創(chuàng)新的道路上一路前行。

群組討論來啦!

面對新藥研發(fā)，市場上提供多元化的加樣技術，更有不同組合的反應器以優(yōu)化合成篩選，想深入了解更多最新資訊?

6 月 29 日力揚將在【力揚藥研新資訊交流群】開展群組討論活動，主要圍繞藥物研發(fā)里加樣的難點問題，并分享最新的應對技術。干貨滿滿，不容錯過！

感興趣的伙伴可以掃描下方二維碼添加小助手微信，小助手會邀請大家進群參與討論。

搭乘實驗室設備智能化快車，讓新藥研發(fā)一路暢通最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

天然產(chǎn)物因其成分的多樣性及其作用機制的復雜性，致使天然活性成分的篩選一直是藥物研究的瓶頸。再加上傳統(tǒng)的實驗室仍主要依靠人力操作，分離純化過程費時費力、容易出現(xiàn)人為錯誤，且生產(chǎn)成本高、效率低，因此各大制藥企業(yè)和科研機構日益重視實驗設備的自動化與智能化，以攻克天然藥物成分提取的難題。

全自動分離制備及薄層色譜系統(tǒng)

助力中藥粗提物快速分離

隨著天然產(chǎn)物與中藥開發(fā)的快速發(fā)展，市場上對批量樣品處理的需求日益提高，而傳統(tǒng)的活性成分提取純化方法除了費時費力，更會常常破壞活性成分的結(jié)構，影響實驗效果，所以一些現(xiàn)代化、智能化的提取分離技術越來越顯現(xiàn)出特有的優(yōu)勢，憑借這些技術進行高通量的活性成份篩選，有助加速研發(fā)。

以糙蘇為例，塊根糙蘇 (Phlomis tuberosa L．） 作為中草藥，在亞洲國家被廣泛應用于糖尿病、胃潰瘍等病癥的治療，其作用機制與酶活性抑制相關，篩選確定其活性成分是深入研究的重中之重。

早在 2015 年，上海中醫(yī)藥大學中藥研究所的楊博士就以自動化技術實現(xiàn)對天然活性產(chǎn)物的快速分離，對 α-葡萄糖苷酶抑制活性實現(xiàn)快速篩查，并在 PLoS ONE 期刊發(fā)表了其研究成果[1][2]。研究當中通過 Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自動分離制備系統(tǒng)對中草藥粗提物進行快速分離，系統(tǒng)僅利用 20 小時的自動運轉(zhuǎn)，便能快速得到150個餾分，大大加快了藥效物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)進程，證明了自動化技術助力天然產(chǎn)物的快速分離及制備的成效。

為了進一步尋找活性成分，更利用薄層色譜生物自顯影活性篩查模型，實現(xiàn)了對這 150 個餾分的超快速篩查，其中 15 個餾分對比陽性對照具有明顯的抑制活性。再經(jīng)過細分純化工作，最終得到 20 個活性化合物。從粗提物到得到活性單體，工作周期不超過 5 個工作日!

出眾的分離成效

歸功于兩大重要自動化技術

天然藥物相對于其他藥物，成份更復雜，而且研發(fā)過程中涉及較多提取、分離、純化等前處理操作。以上案例當中用到的技術 – Sepiatec Sepbox 2D-2000 全自動分離制備系統(tǒng)，由力揚企業(yè)從德國引入的，能夠?qū)崿F(xiàn)高通量的活性成份篩選，快速獲得可重復且可靠的分離效果，加速純化過程，而且單次粗提物樣品處理量多達 2g，單樣品制備時間不超過 24 小時，還能在實驗過程中減少有機溶劑的消耗，免去了人手和研發(fā)設備的大量投資，極大地節(jié)省了時間和金錢，降低了生產(chǎn)成本。

薄層色譜分析方面，力揚全新引進的全自動數(shù)字薄層色譜系統(tǒng) CAMAG HPTLC PRO 也有助完成快速的活性篩選，系統(tǒng)能夠在無人干預的情況下完成在線全流程 (“點樣 – 展開 – 衍生 – 檢測 – 分析 – 報告” 等) 的自動化薄層樣品分析及評價，尤其適用于復雜成分樣品的分離及檢測，更攻克了薄層色譜的重現(xiàn)性難題，大幅度降低研發(fā)和檢測實驗室的人力和時間成本消耗。

通過全面的自動化能夠高效地生產(chǎn)大量可靠數(shù)據(jù)，構建薄層色譜信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息化和數(shù)字化管理，并建立實驗室智能化的基礎。在穩(wěn)健而高效的實驗設備輔助下，天然產(chǎn)物研究相信將迎來更進一步的發(fā)展。

參考文獻：

[1] Baatar D, et al., Ethanol Extract of Phlomis Tuberosa L. Promotes Glucose Uptake in 3T3-L1 Preadipocytes via Insulin Signaling Pathway, The FASEB Journal, April 2017 31(9). doi: 10.1096/fj.1530-6860.

[2] Yingbo Y, et al., Identification of α-Glucosidase Inhibitors from Phlomis tuberosa, PLoS ONE 10(2), February 6, 2015. doi: 10.1371/journal.pone.0116922.

更多文章

以自動化分離技術進行篩選，攻克天然藥物成分提取難題最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

在澳大利亞，RAMP 中心是一家市場上比較罕有可以進行不同類型的配方研究、化學反應和表征的實驗室，能應對多方面的研發(fā)領域如配方、納米顆粒、催化、生物材料、化學合成和聚合物科學等。

面對這么復雜繁多的物料處理，RAMP 中心采用了自動化合成和表征技術，來增強大量多樣的工業(yè)材料開發(fā)計劃，這包括使用計算模型和機器人技術來加快材料發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程。同時, 讓一眾科學家可以釋放雙手，集中人力和資源在研發(fā)設計上，加速了研發(fā)進程，顯著節(jié)省了產(chǎn)品設計和優(yōu)化的成本。

對于輝瑞這樣的全球制藥巨頭來說，實現(xiàn)速度和質(zhì)量的雙贏并非難事，但是作為一般制藥企業(yè)，若想在市場中贏得一些優(yōu)勢，就必須借助更為安全、高效的研發(fā)工具和研發(fā)方法，而自動化設備無疑是當下最值得關注的提速、降本、增效方法之一。

要實現(xiàn)這個目標，聽來似乎是一件匪夷所思的事情。不過，RAMP?研究中心充份利用了機器人和自動化概念，并引入了兩臺來自瑞士?Chemspeed?最大的機器人平臺，包括適用于自動化配方篩選和工藝評價的?SWING?平臺、以及用于自動化合成的?ISYNTH?平臺。

這兩組全自動化平臺分別配置了高通量配方反應器和自動化平行反應器，用于快速配方篩選和高效聚合物合成工作，另外這兩組設備均配有可靈活移動的機械手，并搭配多種抓取工具來完成不同的實驗任務，如 (在惰性氣氛下) 固體、凝膠和液體的分配、回流、渦流混合、剪切混合、離心、干燥和超聲等處理過程。

“ 與傳統(tǒng)研究的手段相比，機器人和自動化設備可以在研發(fā)上做得更多，更高效地進行研究，因此我們投放在 RAMP 中心的自動化設備也較多”，負責管理 RAMP 中心的 Ben Muir 先生表示。

值得一提的是?RAMP?中心使用?Chemspeed?的?ISYNTH?化合物庫全自動合成平臺后，僅在?10?天內(nèi)以?0.5?~?1.0?克的規(guī)格合成了近?1500?種聚合物，研發(fā)速度實在令人震驚。

Chemspeed?的?ISYNTH?化合物庫全自動合成平臺，允許在單一工作站上完成各種類型有機合成反應。ISYNTH?可實現(xiàn)有機合成全流程的自動化運行，全自動集成式、一站式的完成化合物庫合成所需的反應準備、合成、后處理、分析和產(chǎn)物儲存等工作。

RAMP 使用自動化研發(fā)方式發(fā)表的部分論文:

1. An ultrafast insulin formulation enabled by high-throughput screening of engineered polymeric excipients: Sci. Transl. Med.12, eaba6676 (2020)

2. Ab initio RAFT emulsion polymerization mediated by small cationic RAFT agents to form polymers with low molar mass dispersity: Polym. Chem.,2019, 10, 5044-5051

3. RAFT 20 Years Later: RAFT-Synthesis of Uniform, Sequence-Defined (Co)polymers: DOI: 10.1021/bk-2018-1284.ch004

4. Self-assembled Lyotropic Liquid Crystalline Phase Behavior of Monoolein–Capric Acid–Phospholipid Nanoparticulate Systems: Langmuir2017, 33, 10, 2571–2580

更多文章

應用案例｜利用自動化技術，10 天內(nèi)合成 1500 種聚合物最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

以奧密克戎為代表的新冠病毒再次席卷而來。在過去的兩年中，全球各大、中、小型企業(yè)圍繞新冠疫苗及新冠口服藥的研發(fā)競爭早已進入白熱化狀態(tài)。在其他藥研領域，“內(nèi)卷”、“扎堆”、“紅?！薄趧傔^去的 2021 年，也被創(chuàng)新藥玩家們反復提起，創(chuàng)新藥研發(fā)正面臨嚴重的同質(zhì)化。行業(yè)賽道越來越窄，如何突破 “內(nèi)卷”，尋求 “外卷”，進而取得先機，占據(jù)領跑地位，成為制藥企業(yè)致勝的關鍵砝碼。

自動化樣品制備助力企業(yè)一鍵破萬 “卷”

2 月 12 日，我國藥監(jiān)局發(fā)布公告，附條件批準輝瑞公司新冠病毒治療藥物奈瑪特韋片 / 利托那韋片組合包裝 (即) 進口注冊。此前，該藥物已經(jīng)在美國和歐洲獲批使用。

輝瑞 Paxlovid 是全球率先研發(fā)出來的新冠口服藥之一，臨床數(shù)據(jù)表明，其能將患者的住院或死亡率降低 89%。正是研發(fā)速度和質(zhì)量的雙重優(yōu)勢加持，才保證了輝瑞的巨大成功，其他后來者一時難以超越?？梢?，在藥研競爭中，速度和質(zhì)量事關生死。

對于輝瑞這樣的全球制藥巨頭來說，實現(xiàn)速度和質(zhì)量的雙贏并非難事，但是作為一般制藥企業(yè)，若想在市場中贏得一些優(yōu)勢，就必須借助更為安全、高效的研發(fā)工具和研發(fā)方法，而自動化設備無疑是當下最值得關注的提速、降本、增效方法之一。

制藥企業(yè)必備高能破 “卷” 秘籍

力揚企業(yè)一直深耕藥物研發(fā)自動化，助力企業(yè)研發(fā)速度和質(zhì)量雙提升。瑞士 SOTAX TPW 全自動樣品制備工作站，是力揚引入的其中一款全球領先的樣品制備系統(tǒng)，該設備是專為固體制劑和制粒中間體的樣品前處理和分析而設計開發(fā)的，其全自動操作不單簡化實驗室工作流程，且同時提供更高的樣品制備效率并縮短工作周期時間。

TPW 以自動化形式進行稱重、提取、過濾和稀釋、甚至分析和存儲數(shù)據(jù)，大大減低操作人員的重復性工作，從而集中資源進行更重要的分析工作。系統(tǒng)同時能分析含量和混合均勻度多達 200 個樣品，除了實現(xiàn)高質(zhì)高效的樣品制備，也自動化的把開發(fā)方法建立起來。通過強大的軟件功能可有效地計劃和執(zhí)行 DoE 方法開發(fā)活動，直觀的軟件界面簡化了跨站點的方法轉(zhuǎn)移，更全程追蹤及管理數(shù)據(jù)。

破 “卷” 案例 1

某跨國企業(yè)在國內(nèi)實現(xiàn)生產(chǎn)以后，計劃直接將其在國外的自動化方法轉(zhuǎn)移至國內(nèi)。為了符合法規(guī)要求，便采用 SOTAX TPW 全自動樣品制備工作站。

該藥企只需在國內(nèi)設備上調(diào)用原有測定方法，進行測試結(jié)果的對比即可。同時，在樣品制備的過程中，每一步所產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù) (例如時間、轉(zhuǎn)速等) 以及定量數(shù)據(jù) (例如加入的溶劑體積、稀釋倍數(shù)等) 都有明確的電子記錄追溯，用戶可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算真正的實驗值，盡可能地避免誤差。

這個案例說明，通過自動化樣品制備，不同實驗室之間、不同廠區(qū)之間進行數(shù)據(jù)對比將會變得更加簡便和輕松。這樣不僅大大節(jié)省了研發(fā)的時間還保證了研發(fā)質(zhì)量的全球可控性。

破 “卷” 案例 2

在國內(nèi)某實驗室，力揚曾經(jīng)給客戶開發(fā)過一個片劑的含量均勻度測試方案。這個樣品的特點是硬度大，制備成溶液后粘度大、過濾耗時，工作人員采用手工制備樣品每天只能完成一個批次的樣品制備任務。在改用 SOTAX 自動化方法后，儀器一天可以完成 3 個批次的測試任務，大大提高了實驗效率。在方法驗證過程中，采用統(tǒng)計學方法對比手動與自動樣品制備結(jié)果，兩者相似。重復性實驗中，自動化設備在不同時間制備得到的樣品具有優(yōu)異的重現(xiàn)性，順利實現(xiàn)了手動樣品制備到自動化樣品制備的轉(zhuǎn)移。

目前，創(chuàng)新藥市場在當下已經(jīng)慢慢從 “泛泛創(chuàng)新” 進入到 “精選優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新” 的時刻。未來，同質(zhì)化的產(chǎn)品將逐漸失去競爭力。新技術、新平臺、差異化的治療領域、創(chuàng)新的給藥方式等都可能會給企業(yè)帶來更好的競爭格局，有技術沉淀的企業(yè)才有望脫穎而出。力揚企業(yè)可以成為助力您企業(yè)提升技術實力的重要合作伙伴，SOTAX 全自動樣品制備站也將助力您一鍵破萬 “卷”，贏在起跑線。

更多文章

新藥研發(fā)如何跑贏行業(yè) “內(nèi)卷”最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。

近年來，圍繞著「AI + 化學」的應用研究層出不窮，AI在新藥研發(fā)領域也備受期待。

世界頂級科研期刊 《Nature》 和 《Science》，刊登了不少與之相關的最新研究。如利物浦大學自主研發(fā)的 AI 化學家 (Mobile Robotic Chemist)，8 天完成 688 次實驗，一周時間研究 1000 種催化配方，并發(fā)現(xiàn)了一種新的催化劑，登上 《Nature》 封面。來自美國麻省理工學院 (MIT) 研究人員開發(fā)了一種結(jié)合 AI 設計合成路線和機器人執(zhí)行的自動化合成平臺，登上 《Science》 發(fā)表。

在國內(nèi)，據(jù)公開信息顯示，華為、騰訊、阿里、百度等企業(yè)憑借它們在算法、機器學習等方面積累的技術優(yōu)勢，紛紛進軍 AI 制藥。華為發(fā)布華為云盤古藥物分子大模型，用于輔助新藥研發(fā)；阿里與全球健康藥物研發(fā)中心合作，開發(fā)人工智能藥物研發(fā)和大數(shù)據(jù)平臺；騰訊發(fā)布 AI 驅(qū)動的藥物研發(fā)平臺云深智藥 (iDrug)，并向所有技術人員開放；百度成立“百圖生科”，致力于用高性能生物計算和多組學數(shù)據(jù)技術，加速創(chuàng)新藥物和早篩早診產(chǎn)品的研發(fā)。

我們可以看到，在 「AI + 化學」 的應用上，學術機構注重計算機技術與自動化的結(jié)合，而國內(nèi)大廠聚焦于云端平臺和算法。然而，以化學為基礎的材料、制藥都是實驗學科，幾乎所有的成果都是建立在大量的實驗基礎上，現(xiàn)階段 AI 技術無法改變這一點。此外，機器學習，分子模型建構需要大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)源于化學分析實驗。因此，分析化學實驗室的建設依然是重要環(huán)節(jié)。

那么，迎接 「AI + 化學」，化學分析實驗室如何革新？

浪潮來襲，選擇實驗室自動化

在過去的 200 多年，研發(fā)化學新材料的方式并沒有真正改變。大量的實驗依靠人力完成。同時，一種新材料或新藥的研發(fā)從設計到上市需要 10 年以上的時間，花費上千萬的費用。AI 的發(fā)展，讓大家看到希望 —— 將 AI 應用到化學領域，加速化合物和新材料的發(fā)現(xiàn)。

IBM 歐洲研究中心建立的以 AI 驅(qū)動的 RoboRXN 化學實驗室是一個成功的案例。這一實驗室融合了云技術、人工智能和自動化高通量實驗工作站，改變了化學家的工作方式，極大的加速了研發(fā)效率。

科學家可以登錄網(wǎng)絡實驗平臺，繪制他們想要制造的分子化合物框架結(jié)構，平臺使用機器學習技術預測所需的成分以及混合順序和最優(yōu)合成路徑，隨后將指令發(fā)送給遠程自動化高通量實驗工作站執(zhí)行實驗操作，實驗完成后平臺就會將結(jié)果發(fā)送給科學家。

IBM RoboRXN 化學實驗室非常重視實驗室自動化。他們與 Chemspeed Technologies 進行合作，定制了自動化高通量實驗工作站。在 IBM 研究人員看來，數(shù)據(jù)是機器學習模型的核心，自動化高通量實驗工作站能夠提供新的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，以便構建更好的模型。與此同時，化合物合成操作由實驗平臺自動化完成，將化學家從繁瑣重復的實驗操作中解脫出來，為他們設計和創(chuàng)新留出更多的時間和空間。

由此可見，AI 需要實驗室自動化的協(xié)同。AI 的機器學習過程依賴于數(shù)據(jù)，針對實驗速度，自動化的連續(xù)操作保證了為后續(xù)分析輸入大量穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，這是數(shù)據(jù)分析和機器學習的基礎。如果實驗速度慢，就不足以積累足夠的數(shù)據(jù)用于分析，如果數(shù)據(jù)不可靠，那就是垃圾數(shù)據(jù)，無法用于機器學習和分析。

當 AI 的種子已經(jīng)撒入化學這塊土地，它是否能開出鮮艷的花，結(jié)出人類可食用的果實？在一定程度上取決于實驗室自動化技術。

實驗全流程自動化解決方案

IBM RoboRXN 化學實驗室所使用的自動化高通量實驗工作站，是否適用于分析化學實驗室的建設和革新，答案是肯定的。

Chemspeed 是實驗室自動化領域的先行者，已經(jīng)積累了二十多年的技術與經(jīng)驗。從粉末分配 – 樣品制備 – 合成 – 工藝開發(fā) – 配方 – 應用 – 測試，為產(chǎn)品開發(fā)周期的每一步提供全自動解決方案，適用于化學、材料科學、可再生能源和能源、制藥、農(nóng)用化學品、特種化學品、家庭護理、化妝品和營養(yǎng)行業(yè)以及學術界的整個產(chǎn)品開發(fā)流程的集成產(chǎn)品開發(fā)工作。

與其他單一功能自動化儀器相比，Chemspeed 采用模塊化設計，可根據(jù)研發(fā)需求定制自動化解決方案。

不限于市面上的機械臂抓、舉、移動功能，Chemspeed 機械臂可搭配世界首創(chuàng)全自動頂置式稱重加樣技術，為樣品分配帶來革命性突破。

內(nèi)置頂置式天平，稱重分辨率達 0.1mg，選配復核天平，稱重分辨率可達 0.01mg；支持加樣、稱重、控溫、反應或 pH 調(diào)控等同步進行；滿足各種形態(tài)的固體物質(zhì)和液體物質(zhì)的分配至任意形狀容器中，如固體 (粉末狀、顆粒狀)、液體 (常規(guī)液體、高粘度液體、膏狀、蠟狀等)。

配套的完整軟件解決方案，可用于實驗設計 – 執(zhí)行 – 分析 – 報告，還可對整個實驗室進行集中管理，包括實驗臺工作狀態(tài)，庫存管理、數(shù)據(jù)信息等。數(shù)字管理，智能運行，使工作流程編輯直觀、實驗過程可視，實驗數(shù)據(jù)精確完整記錄可追溯，實驗分析報告自動生成，為 AI 學習積累高質(zhì)量完整的數(shù)據(jù)。

迎接「AI + 化學」，化學分析實驗室如何革新？最先出現(xiàn)在實驗室自動化應用一致性評價丨香港力揚企業(yè)-溶出儀-藥物溶出度儀廠家。