高通量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如何改善藥物研發(fā)？
制藥公司研發(fā)投入高早已是公認(rèn)的事實(shí)，究其原因是新藥研發(fā)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大。
《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》 中的一篇報(bào)告顯示[1]，從 2009 年到 2018 年，新藥研發(fā)的中位成本為9.853 億美元，而平均總成本為 13.59 億美元。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的積極發(fā)展，更多藥企通過(guò)自動(dòng)化解決方案來(lái)彌補(bǔ)手動(dòng)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的成本壓力。由于自動(dòng)化設(shè)備能在可控情況下長(zhǎng)時(shí)間工作、且出來(lái)結(jié)果精確度高，能夠?qū)⒀邪l(fā)人員從重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)中解放出來(lái)，大大提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也節(jié)約了人力物力成本。
[1] Estimated Research and Development Investment Needed to Bring a New Medicine to Market, 2009 – 2018
本期我們將以世界著名制藥企業(yè)之一的賽諾菲為例，展示高通量實(shí)驗(yàn)在藥物研發(fā)、化學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)于賽諾菲
賽諾菲 (Sanofi) 是一家全球領(lǐng)先的醫(yī)藥健康企業(yè)，積累了百年醫(yī)藥行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，致力于將科學(xué)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為醫(yī)療健康解決方案、幫助人們應(yīng)對(duì)健康挑戰(zhàn)。賽諾菲的主要業(yè)務(wù)包括特藥、普藥、疫苗和健康藥業(yè)等領(lǐng)域，覆蓋全球 100 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
高通量實(shí)驗(yàn)加快研發(fā)迭代
研發(fā)過(guò)程中，藥物的發(fā)現(xiàn)會(huì)經(jīng)歷 DMTA (Design、Make、Test、Analyze) 周期，化學(xué)合成過(guò)程發(fā)生在 DMTA 周期的 “Make” 中。因此，通過(guò)優(yōu)化參數(shù)，高通量實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)更有效的合成條件，進(jìn)而加快迭代周期，提高生產(chǎn)率，更快找出候選藥物。
Chemspeed 全能創(chuàng)新定制方案
創(chuàng)新藥研發(fā)過(guò)程對(duì)分子多樣性和合成路徑的創(chuàng)新性的要求越來(lái)越高，這意味著藥物研發(fā)者需要使用同樣的資源來(lái)完成越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)。在這樣的背景下，賽諾菲與 Chemspeed 的專家首先討論并確定了實(shí)驗(yàn)流程，然后根據(jù)賽諾菲的需求，Chemspeed 定制了一臺(tái)專門(mén)為高通量化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化研發(fā)設(shè)備 – ISYNTH REACTSCREEN，該平臺(tái)集成了樣品制備、合成、后處理、分析等功能， 可以高效而標(biāo)準(zhǔn)化的完成固相和液相的化學(xué)庫(kù)合成過(guò)程。
ISYNTH REACTSCREEN 最核心的模塊是 CHEMSPEED 專利所有陣列式反應(yīng)器 ISYNTH，該模塊通過(guò)更快、更好、甚至幾乎不受限制的實(shí)驗(yàn)方式來(lái)研究反應(yīng)條件、反應(yīng)試劑等對(duì)最終產(chǎn)物的影響，應(yīng)用領(lǐng)域包含但不限于：
- C-C、C-N 耦合化學(xué)
- 金屬有機(jī)反應(yīng) (如：格式試劑反應(yīng))
- 烷基化反應(yīng)
- Diels-Alder 反應(yīng)
- 氫化反應(yīng)
另外，這個(gè)研發(fā)平臺(tái)可以自動(dòng)進(jìn)行液體或固體的物料分配和渦旋式混合，設(shè)定時(shí)間內(nèi)最高反應(yīng)溫度可達(dá) 150℃，亦可實(shí)現(xiàn)惰性反應(yīng)氣氛。換句話說(shuō)，這個(gè)平臺(tái)實(shí)際上可以完成化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室要做的任何事情。
這個(gè)平臺(tái)主要的創(chuàng)新之處還在于它有一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)模塊。這種光化學(xué)反應(yīng)可能會(huì)完成全新或從未實(shí)現(xiàn)過(guò)的反應(yīng)過(guò)程。
Chemspeed 切實(shí)改善研發(fā)過(guò)程
“這臺(tái) Chemspeed 自動(dòng)化有機(jī)合成平臺(tái)可以同時(shí)進(jìn)行 48 個(gè)不同條件的平行實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步優(yōu)化藥物研發(fā)中的反應(yīng)和條件，為該反應(yīng)找到最佳條件。機(jī)器人做實(shí)驗(yàn)的速度或許并不比化學(xué)家快多少，但是它錯(cuò)誤率很低。更重要的是，它可以為人節(jié)省大量的時(shí)間。由機(jī)器人執(zhí)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，化學(xué)家可以從繁瑣重復(fù)的步驟中解放出來(lái)，自由地進(jìn)行其他更有價(jià)值的任務(wù)?！?/strong>
Francois PACQUET – 賽諾菲 (SANOFI) 研發(fā)部，綜合藥物發(fā)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理
“化學(xué)專家的工作就是通過(guò)多個(gè)反應(yīng)步驟來(lái)合成新的化合物分子，但是某些反應(yīng)步驟的化合物的產(chǎn)率可能會(huì)非常低。Chemspeed 平臺(tái)會(huì)通過(guò)測(cè)試反應(yīng)條件來(lái)提高合成效果、優(yōu)化合成路線，最終可以提高目標(biāo)化合物產(chǎn)率，減少合成目標(biāo)分子所需的時(shí)間，從而提高研發(fā)效率。賽諾菲的合作伙伴遍布全球醫(yī)療領(lǐng)域，因此 Chemspeed 所提供的優(yōu)化合成路線將會(huì)影響所有與之相關(guān)的醫(yī)療領(lǐng)域?！?/strong>
Olivier VENIER – 賽諾菲 (SANOFI) 研發(fā)部，綜合藥物發(fā)現(xiàn) 部門(mén)經(jīng)理
本篇文章根據(jù)以下網(wǎng)站內(nèi)容整理：https://www.chemspeed.com/video/sanofi-rd-high-throughput-experimentation-for-reaction-optimization-in-medicinal-research/
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