[專家專欄 – 實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化] Chemspeed 在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用案例 (二)
前沿：化合物庫管理與藥物研發(fā)的關(guān)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(yīng)用于高通量藥物篩選，可幫助找到新藥研發(fā)的先導(dǎo)化合物。隨著人工智能大數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)篩選模型的迅速發(fā)展，化合物篩選已成為發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的主要途徑，因此化合物庫的建設(shè)已經(jīng)是我國發(fā)展創(chuàng)新藥物研究的工作重點(diǎn)。
【化合物庫管理】
“使用 Chemspeed SWILE 工具可以更精確、更快速的進(jìn)行亞毫克級(jí)別的化合物分配任務(wù)。它采用決策式分配過程，無死體積，無交叉污染，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的加樣方式。即使是 100μg 這樣人手操作時(shí)束手無策的量也可以進(jìn)行準(zhǔn)確添加，無論是準(zhǔn)確度還是精確度都可以滿足嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)?！?/i>
—— 杜世振丨力揚(yáng)自動(dòng)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(diǎn)：第一，化合物的種類繁多；第二，毫克或者是毫克級(jí)別以下的化合物分配時(shí)的高誤差；第三， 96 / 384 孔板操作時(shí)位置上出錯(cuò)。而 Chemspeed 的解決方案中，完美的解決了以上三個(gè)難點(diǎn)。
Chemspeed 的化合物庫管理要用到的一個(gè)非常關(guān)鍵的工具叫 SWILE (取樣分配工具)。它適合于毫克級(jí)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(xì)管活塞來進(jìn)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(xì)管可供選擇。
SWILE 一個(gè)非常關(guān)鍵的特點(diǎn)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(huì)對(duì)取樣的量首先做一個(gè)判定，例如設(shè)定目標(biāo)分配的量為 5 毫克，取樣完成后天平隨后進(jìn)行判定，如果取樣的量大于或等于 5 毫克，天平才會(huì)執(zhí)行下一個(gè)分配任務(wù)，如果沒有達(dá)到 5 毫克，天平會(huì)再次進(jìn)行提取直到 5 毫克。這個(gè)特點(diǎn)可以最大限度地保證在加樣過程的效率和準(zhǔn)確性。
SWILE 對(duì)不同性質(zhì)、不同類型的化合物進(jìn)行了分配測(cè)試，測(cè)試樣品包括了密度小且非常松散的氣相的硅膠、實(shí)驗(yàn)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(jī)物。從結(jié)果中可以看到， 1 毫克級(jí)別以下的準(zhǔn)確度達(dá)到了 10% 左右。隨著分配質(zhì)量的逐漸增大，準(zhǔn)確度會(huì)有一個(gè)非常大的提升，到 5 毫克的時(shí)候，準(zhǔn)確度可達(dá)到 2% 以內(nèi)。過往經(jīng)驗(yàn)證明，人手準(zhǔn)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(jí)別的加料對(duì)人手操作來說是極大的挑戰(zhàn)。對(duì)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(jìn)行自動(dòng)化的準(zhǔn)確添加，無論是準(zhǔn)確度還是精確度都可以滿足嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。
視頻案例中是SWILE 在 384 孔板上進(jìn)行一個(gè)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(gè)孔的順序進(jìn)行加樣操作的過程中，很容易因?yàn)闊o法準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)孔的位置，而造成錯(cuò)加或漏加。借助自動(dòng)化技術(shù)可以輕松解決這一難題，我們可將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件如 JMP、或編輯好的 excel 文件直接導(dǎo)入控制軟件，無需手動(dòng)逐一輸入加樣參數(shù)。儀器操作過程中自動(dòng)記錄所有數(shù)據(jù)，并可再以 excel 文件格式導(dǎo)出，方便查找和溯源，不會(huì)再因數(shù)據(jù)混亂而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。?
